DE3430016A1

DE3430016A1 - Optimierung der Rauchgaskonditionierung

Info

Publication number: DE3430016A1
Application number: DE19843430016
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. 6106 Erzhausen Neulinger
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1984-08-16
Filing date: 1984-08-16
Publication date: 1986-03-20
Also published as: DE3430016C2

Description

Optimierung der Rauchgaskonditionierung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Optimierung der Konditionierung von Rauchgasen für die Staubabscheidung in Elektroabscheidern durch Zugabe von Konditionierungsmitteln wie SO3, NH3 oder Triäthylamin.
Die Konditionierung von Rauchgasen durch Zugabe von Konditionierungsmitteln ist eine bekannte Maßnahme zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Elektroabscheidern. Der Staubwiderstand kann dadurch um ein bis zwei Zehnerpotenzen herabgesetzt werden, so daß die elektrostatische Staubabscheidung deutlich verbessert, in einigen Fällen überhaupt erst wirtschaftlich möglich wird. Dies ist vor allem deswegen von Bedeutung, weil einerseits die Grenzen für die zulässige Schadstoffemission immer enger gezogen werden und andererseits aus Preisgründen in der gleichen Anlage in zunehmendem Maße Brennstoffe unterschiedlichster Provenienz verwendet werden.
Für eine bestimmte Entstaubungseinrichtung bedeutet das, daß mit einer festen Anlagengröße sehr flexibel auf wechselnde Betriebsbedingungen reagiert werden muß, dainit die garantierten Reststaubgrenzen eingehalten werden können.
Aus wirtschaftlichen Gründen kommt eine Uberdimensionierung der Entstaubungseinrichtung ebenso wenig in Betracht, wie eine Uberdosierung von Konditionierungsmitteln. Bei einer Uberdosierung treten im Elektroabscheider Uberschlge mit entsprechender Minderung der Abscheideleistung auf.
Es besteht somit die Aufgabe, die Zugabe von Mitteln zur Konditionierung von Rauchgasen so zu regeln und zu optimieren, daß die Staubabscheidung mit jeweils größstmöglichem Wirkungsgrad erfolgt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, die Konditionierungsmittel-Zugabemenge-M schrittweise zu verändern, die zu jeder Menge M1 gehörigen Strom- und/oder Spannungswerte des Elektroabscheiders zu messen, zu speichern und mit den Werten der zeitlich vorausgehenden Messung zu vergleichen und schließlich die Änderung der Zugabemenge zu beenden, wenn bei vorgegebenem Strom keine Steigerung der Spannungswerte mehr festgestellt wird.
Weiter ist vorgesehen, daß die schrittweise Änderung der Zugabemenge wieder aufgenommen wird, wenn eine Änderung der Strom- und/oder Spannungswerte um einen vorgegebenen Mindestbetrag eintritt. Die Xnderungsschritte folgen zweckmäßigerweise in Zeitabständen a T aufeinander und verändern die Zugabemenge um t M. Für t T und b M können feste Werte vorgegeben werden. Zweckmäßiger ist es sie im Rahmen eines Lernprogramms zu optimieren, wobei auch Änderungen der Kessellast, der Gasmenge, der Gastemperatur usw. unmittelbar berücksichtigt werden können.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Verfahrens werden anhand des in Figur 1 dargestellten Blockschaltbildes und des Diagramms von Figur 2 näher erläutert.
In Figur 1 ist stark vereinfacht ein Elektroabscheider 1 mit drei in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden und je für sich mit Hochspannung beaufschlagten Feldern I, II und III dargestellt. Das zu reinigende Gas wird dem Elektroabscheider 1 über die Leitung 2 zugeführt, in der sich auch eine Eindüsvorrichtung 4 für das Konditionierungsmittel befindet. Das gereinigte Gas verläßt den Elektroabscheider 1 durch die Leitung 3, in der eine geeignete Meßeinrichtung 9 zur Feststellung des keingasstaubgehaltes angeordnet ist.
In den einzelnen Feldern I bis III werden laufend die Spannungs- und Stromwerte gemessen, mittels Mikrocomputer 11, 12 und 13 oder dergleichen verarbeitet und dann an das Steuer- und Regelsystem 10 weitergegeben. In dieses System wird außerdem der Meßwert für den Reingasstaubgehalt eingespeist. Außerdem können hier weitere Störgrößen wie z.B. Kessellast 5, Gasmenge 6 oder Gastemperatur 7 eingegeben werden.
Das Steuer- und Regelsystem ändert in bestimmten Zeitabständen T über das Stellglied 8 die mittels der Eindüsvorrichtung in den Gasstrom eingebrachte Menge an Konditionierungsmittel um kleine Schritte nM. Diese Veränderung wird solange fortgesetzt, wie eine Änderung der Zugabemenge noch eine Steigerung der Betriebsspannung bei anlagebedingt maximaler Stromaufnahme bewirkt. Läßt sich die Betriebsspannung nicht mehr steigern, bleibt die eingedüste Menge an Konditionierungsmittel konstant. Erst wenn Spannung, Strom oder eine andere Größe sich um einen vorgegebenen Betrag ändern, wird durch schrittweise Änderung der Zugabemenge erneut die optimale Abscheideleistung angesteuert. Dabei versteht sich von selbst, daß die schrittweise Änderung der Zugabemenge in der Tendenz umgekehrt wird, wenn die Betriebsspannung bei maximaler Stromaufnahme absinkt. Die Größe der Änderungsschritte selbst ( 4 T und M) wird entweder fest vorgegeben oder aber im Rahmen eines Lernprogramms selbsttätig optimiert.
Figur 2 zeigt den Verlauf der Betriebsspannung eines dreifeldrigen Elektroabscheiders bei einer Änderung der SO3-Zugabe, jeweils ermittelt bei einer maximalen Stromaufnahme von 0,16 mA/m2. Die Kurven zeigen für jedes Feld bei etwa 20 Volumen-ppm ein Maximum. Bei dieser Zugabemenge ist die erreichte Betriebsspannung in allen drei Feldern am höchsten, wobei die unterschiedliche absolute Höhe mit den unterschiedlichen Abscheideverhältnissen in den Feldern zu erklären ist. Im Feld I ist -die Staubbeladung und die Staubabscheidung am größten, mit der Folge, daß die Durchschlagsgrenze niedriger liegt als unter sonst gleichen Verhältnissen bei einem geringeren Staubgehalt.
Da die Spannung üblicherweise iterativ bis an die Durchschlagsgrenze erhöht wird, liegt auch die Betriebsspannung unter sonst gleichen Verhältnissen umso niedriger, je höher der Staubgehalt ist.
Es wurde festgestellt, daß der Verlauf der Betriebsspannung über der Zugabemenge sich tendenziell nicht ändert, wenn die maximale Stromaufnahme geändert wird. In jedem Fall tritt ein Maximum auf, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angesteuert werden kann, so daß es stets möglich ist, die Rauchgas-Konditionierung zu optimieren und den Elektroabscheider mit bestem Wirkungsgrad zu fahren.

Claims

PATENTANSPRUCHE 1. Verfahren zur Optimierung der Konditionierung von Rauchgasen für die Staubabscheidung in Elektroabscheidern durch Zugabe von Konditionierungsmitteln wie SO3, NH3 oder Triäthylamin, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabemenge M schrittweise verändert wird, daß die zu jeder Menge M1 gehörigen Strom- und/oder Spannungswerte des Elektroabscheiders gemessen, gespeichert und mit den Werten der zeitlich vorausgegangenen Messung verglichen werden und daß die Änderung der Zugabemenge beendet wird, wenn bei vorgegebenem Strom keine Steigerung der Spannungswerte mehr festgestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schrittweise Änderung der Zugabemenge wieder aufgenommen wird, wenn eine Änderung der Strom- und/der Spannungswerte um einen vorgegebenen Mindestbetrag eintritt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Xnderungsschritte in Zeitabständen aT aufeinanderfolgen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabemenge um Beträge 25 M verändert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte i T und a M fest vorgegeben werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte a T und fl M in einem Lernprogramm optimiert werden.