DE4447196A1 - Sorptionsverfahren mit getrennter Apparatur zur integralen Fernüberwachung unter Einbezug öffentlicher Informations-Übertragungsmedien zur Vermeidung unzulässiger Emissionen durch schadstoffhaltige fluide Stoffströme - Google Patents

Description

Die Reduzierung von Schadstoffgehalten fluider Stoffe (z. B. Wasser, Luft), vornehmlich zum Schutz der Umwelt, zur Ad­ sorption, Absorption und/oder Chemisorption, allgemein durch Sorption, unter chargenweisem Einsatz von nicht in situ regenerierbaren Sorbentien, ist eine geübte Praxis. Verwendete Sorbentien sind allgemein in Sorptionsbehältern angeordnet, die von dem schadstoffbelasteten Fluidstrom durchströmt werden. Entsprechend den Vorgängen bei der Sorption bzw. Sorptionstechnik, findet eine Reduzierung der Schadstoffkonzentration bis auf einen Wert unterhalb der jeweils zu erreichenden Schadstoff-Schwelle statt. Der dabei erreichte Zustand hält so lange an, bis die in Fluid-Strömungsrichtung wachsende Schadstoffbeladung des Sorbens die Schadstoffkonzentration in dem aus dem Sorp­ tionsbehälter austretenden Fluid den Grenzwert überschrei­ tet und alsdann schnell auf den Wert vor dem Eintritt in den Behälter ansteigen lädt.

Aus diesem Grunde schaltet man häufig zwei oder mehrere Sorptionsbehälter hinterein­ ander. Wird dann z. B. zwischen dem ersten und zweiten Behälter ein Schadstoffdurchbruch durch Messung detek­ tiert, so sichern der zweite und gegebenenfalls die folgenden Sorptionsbehälter bei entsprechender Kapazität ausreichend verfügbare Zeit, um den Behälter mit schad­ stoffbeladenem Sorbens auszuwechseln. Zweckmäßig wird dabei manuell oder durch geeignete Armaturenkombination der vorher zweite Behälter an die erste und ein Austausch­ behälter an die Selle des vorher letzten gesetzt. Der ausgetauschte, beladene Sorptionsbehehälter wird in den vorliegend beschriebenen Fällen entweder extern regene­ riert oder mit schadstoffunbeladenem Sorbens beschickt; er steht dann für erneuten Einsatz zur Verfügung.

Ein Verfahren der üblichen Art ist in Fig. 1 dargestellt. Der zu behandelnde Fluidstrom tritt bei 1.0 in die Appa­ ratur ein, in der von der Anzahl her 2 bis n Sorptions­ behälter 1.1.1 bis 1.1.n hintereinandergeschaltet sind. Die Sorptionsbehälter sind mit Sorbensschichten 1.2.1 bis 1.2.n gefüllt. Das behandelte Fluid tritt bei 1.4 wieder aus der Verfahrensapparatur aus. Mit dem Meßgerät 1.3 (QIA) wird zwischen dem ersten und dem zweiten Sorptions­ behälter die Schadstoffkonzentration indiziert (I). Durch Ablesung oder gegebenenfalls durch einen vom Meßgerät ver­ ursachten Alarm (A) kann nun detektiert werden, wenn der Schwellenwert des Meßwertes erreicht ist, bei dem der Sorptionsbehälter 1.1.2 mit seiner Füllung 1.2.1 ausge­ wechselt werden muß.

Die Sicherheit eines solchen Verfahrens mit zwei- oder mehrfacher Sorptionsbehälter-Kombination unter Einschluß eines Meßgerätes mit Schwellenwertalarm für die Messung der Schadstoff-Konzentration im Fluid hinter dem ersten Sorptionsbehälter (Fig. 1) kann bei zuverlässiger Beauf­ sichtigung in vielen Fällen zwar als ausreichend angesehen werden. Gehören die Sorptionsbehälter aber zu einer zwar erforderlichen, jedoch innerhalb ihres Verwendungsbe­ reiches im Hinblick auf ein zu erreichendes Produktions­ ziel nicht benötigten Sicherheitseinrichtung, oder findet der Austausch eines Sorptionsbehälters nicht sehr häufig, in unregelmäßigen Zeitintervallen, dazu noch durch zu informierende Dritte statt, so wird die Anordnung nach Fig. 1 infolge der Mehrgliederigkeit der Informations- und Funktionskette aus den damit befaßten Personen sehr unsicher. Da in Industrie und Gewerbe solche Sorptions­ anlagen aber vielfach vorhanden sind, besteht der heraus­ gestellte Nachteil ebenso vielfach.

Um vorstehenden Nachteil zu vermeiden, hat sich die vor­ liegende Erfindung zur Aufgabe gemacht, ein Sorptions­ verfahren mit Kommunikations-System zu konzipieren, das die Unsicherheit des Systems nach Fig. 1 ausschließt und gleichzeitig für eine Vielzahl von Anlagen dieses Typs anwendbar ist.

Die Funktionsüberwachung und der Austausch von Sorptions­ behältern einer beliebigen Vielzahl von vielerorts gelege­ nen Sorptionsanlagen für die Reduzierung von Schadstoff­ gehalten in fluiden Medien zum Zweck des Umweltschutzes und der Stoffrückgewinnung, die Qualität der Verfahrens­ durchführung und die Funktionstüchtigkeit der Meßgeräte werden durch Anwendung von Verfahren und Apparaturen gemäß vorliegender Erfindung ermöglicht. Die erforderliche Ober­ tragung von Informationen erfolgt drahtgebunden oder drahtlos über öffentliche Medien. Durch die Anwendung der Erfindung wird, im Vergleich mit der von örtlich einzel­ überwachten Anlagen, die Betriebssicherheit erheblich erhöht.

Ein solches Verfahren ist in Fig. 2 dargestellt. Dieses Verfahren beinhaltet die Anlagen A bis N, die, wie oben ausgeführt, vom Typ der Fig. 1 sind. Ein solches Inte­ gral-Verfahren ist in mehrfacher Hinsicht effektiver, da von einer zentralen Stelle (Sektion 4) aus die größere Anzahl auch weit voneinander entfernter Sorptionsanlagen (A bis N) nach dem Serviceprinzip überwacht und bedient werden kann. Es ist ferner in bezug auf jede einzelne Anlage besonders sicher wegen der Spezialisierung der Zen­ trale und deren ausschließlicher Konzentration auf die Kontrolle der entscheidenden Vorgänge in jeder Anlage.

Jede Anlage besteht aus vier Sektionen. Die Sektionen 1 und 2 (letztere jeweils eine speicherprogrammierbare Steuerung SPS2 und ein MODEM 2 beinhaltend) sind ent­ sprechend Obigem vielfach vorhanden. Die Sektionen 1 be­ inhalten zwar die Komponenten nach Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die Schadstoffmeßgeräte, außer der Meß­ wertanzeige und der Grenzwertalarmgebung, die Weitergabe vorstehender Informationen an ihre jeweiligen Sektionen 2 bewirken, mit denen sie permanent verbunden sind.

Jedes MODEM 2 schließt bei Überschreitung des Schwellen­ wertes auf Befehl seiner speicherprogrammierbaren Steue­ rung SPS2 und/oder Befehl der Zentrale (Sektion 4) an ein öffentliches Datenübertragungsnetz (Draht oder Funk, Sektion 3) an und kommuniziert über dieses mit der zen­ tralen Sektion 4.

Die zentrale Sektion 4 beinhaltet ebenfalls ein Modem (MODEM 4) und eine speicherprogrammierbare Steuerung SPS4 mit Schnittstellen für den Anschluß eines Computers C4, eines Druckers D4 und von Kommunikationssystemen (Telefon, Teleruf) TCOM4.

Innerhalb einer Anlage führen die Sektionen 2 folgende Funktionen aus:

• 2.a) Befehl an Modem, eine in Sektion 1 detektierte Schwellenwertüberschreitung an die zentrale Sektion 4 mit Angabe von Zeit und Datum zu melden sowie bei besetzter Gegenstelle Rufwiederholung bis zum Erfolg vorzunehmen;
• 2.b) Oberwachung der Funktion der Meßeinrichtung und im Fall von deren Nichtfunktion Meldung der entspre­ chenden Status-Information wie unter 2.a);
• 2.c) Auf Befehl der zentralen Sektion 4 passive oder durch Rückruf aktive Obertragung des vorliegenden Meßwertes und der Informationen entsprechend 2.a)/ 2.b)

Von Sektion 3, dem öffentlichen Netz für die Obertragung von Informationen per Draht oder Funk, wird, unter Beach­ tung der spezifischen Gegebenheiten, lediglich Gebrauch gemacht.

Die Funktionen der zentralen Sektion 4 sind folgende

• 4.a) Entgegennahme, Speicherung und Quittierung der Meldungen der Sektionen 2;
• 4.b) Befehl (Hand oder Automatik) an Sektionen 2, vor­ liegende Meßwerte und Stati zu überspielen;
• 4.c) Kontrolle und/oder Korrektur der Zeitangaben der Sektionen 2;
• 4.d) Kommunikation mit Drucker zur Registrierung aller ein- und ausgehenden Informationen;
• 4.e) Alarmgabe bei gemeldeten Grenzwertüberschreitungen und Fehlermeldungen;
• 4.f) Kommunikation mit Computer zur Oberspielung von Software in die speicherprogrammierbaren Steue­ rungen der Sektionen 2 und 4;
• 4.g) Automatische Obermittlung von Nachrichten oder Signalen an vorgegebene externe Adressen im Falle von Irregularitäten, wenn der Betrieb der Zentrale ohne Beaufsichtigung erfolgt (Nacht- oder Feier­ tagsbetrieb).

Die Funktionen des Gesamtverfahrens werden anhand von zwei Beispielen erläutert.

Beispiel 1

In der Sektion 1 einer mit Aktivkohle arbeitenden Sorp­ tionsanlage A zur Reduzierung von Chlorkohlenwasserstoffen eines Abluftstromes wird eine Überschreitung des zulässigen Grenzwertes dem ersten Sorptionsbehälter de­ tektiert. Die Sektion 2 wird aktiviert und meldet über das öffentliche Telefonnetz Sektion 3 diese Information zusammen mit der eigenen Adresse sowie Datum und Uhrzeit des Ereigniseintritts an die zentrale Sektion 4, von/in der die Meldung quittiert, gespeichert und ausgedruckt wird. Die Zentrale (Sektion 4) veranlaßt das Auswechseln des beladenen Sorptionsbehälters bei der entsprechenden Adresse innerhalb der verfügbaren Zeit.

Beispiel 2

Im Rahmen eines automatischen Routineprogramms wird von der zentralen Sektion 4 die Adresse einer Treibstoff-Tank­ anlage N mit Aktivkohle-Sorption angewählt und damit der Befehl zur Rückmeldung gegeben. Die Sektion 2 der Adresse ruft die Zentrale zurück und meldet das Vorliegen eines Störstatus im Schadstoff-Meßbereich. Die zentrale Sektion 4 quittiert, speichert und druckt diese Meldung mit Datum und Uhrzeit aus. Da die Zentrale sich im Status des Be­ triebs ohne Beaufsichtigung befindet, wird per Funkmelde­ empfänger der Servicebeauftragte über das Vorliegen eines Störfalles und deren Adresse benachrichtigt; der Service­ beauftragte kann dann unverzügliche Abhilfe besorgen.

Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Apparatur dienen zur Reduzierung von Schadstoffgehalten in Fluidströmen einer beliebigen Viel­ zahl von vielerorts gelegenen Sorptionsanlagen mit chargenweise betriebenen, in situ nicht regenerierbaren Sorptionseinheiten, unter Anwendung von Geräten zur In­ formationsübertragung über drahtgebundene oder drahtlose öffentliche Obertragungsmedien an eine Zentrale, die die Einhaltung von Schwellenwerten in den behandelten Fluiden, den Funktionsstatus von Überwachungsgeräten und den Aus­ tausch beladener Sorptionseinheiten der angeschlossenen Anlagen überwacht und veranlaßt.

Claims (4)

1. Verfahren und Apparatur zur Reduzierung von Schad­ stoffgehalten in Fluidströmen einer beliebigen Vielzahl von Anlagen, die aus multiplen, in Serie hintereinander­ geschalteten Sorptionsbehältern mit chargenweise zu be­ ladenden, in situ nicht regenerierbaren Sorbentien be­ stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schadstoffgehalte in der Vielzahl von Anlagen zwischen je zwei Sorptions­ behältern, vornehmlich dem ersten und dem zweiten, aber auch an sonst geeigneter Stelle gemessen, mit den nicht zu überschreitenden Schwellenwerten verglichen und im Fall von Überschreitungen diese, oder im Falle von Funktions­ störungen jene, unter Verwendung von speicherprogrammier­ baren Steuerungen und Modems, über ein öffentliches Übertragungsnetz, per Draht oder Funk, an eine externe Zentrale gemeldet werden, die die Meldungen speichert, druckt, Irregularien signalisiert und darüber hinaus in der Lage ist, per manuellem oder automatischem Befehl In­ formationen der zugeordneten Sorptionsanlagen abzufragen und auf Basis ihrer Software logische Entscheidungen in bezug auf Weiterleitung der Informationen an programmier­ bare Stellen außerhalb der Zentrale zu treffen.

2. Verfahren und Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Meldung eines Ereignisses in einer Anlage unter Angabe von Zeit und Datum der Detektion des Ereignisses erfolgt.

3. Verfahren und Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrale mit einer speicherpro­ grammierbaren Steuerung und mindestens einem Modem sowie mit Schnittstellen für den Anschluß eines Druckers und eines Computers ausgerüstet ist.

4. Verfahren und Apparatur nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Rückfragen die Zentrale nach Informationsübermittlung von der Apparatur einer Anlage, je nach Befehl, die Informationsübertragung passiv unter Beibehalt der hergestellten Verbindung oder aktiv unter Herstellung einer eigenveranlaßten Verbindung von der Anlage erfolgt.