DE69121324T2

DE69121324T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Schadstoffkontrolle

Info

Publication number: DE69121324T2
Application number: DE69121324T
Authority: DE
Inventors: Abbas Sardari; Bargen John D Von
Original assignee: WHITE HORSE TECHN Inc
Current assignee: WHITE HORSE TECHN Inc
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1997-03-06
Anticipated expiration: 2011-06-25
Also published as: EP0463839A2; US5088424A; DE463839T1; EP0463839B1; DE69121324D1; EP0463839A3

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum thermischen Oxidieren eines gasförmigen Stoffs, wie z.B. eines Gases und/oder eines Dampfes, insbesondere eines gasförmigen Stoffs, der flüchtige organische Verbindungen oder Komponenten enthält. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum thermischen Oxidieren solchen gasförmigen Materials, um das gasförmige Material umweltverträglicher zu erhalten und vorzugsweise die in einer derartigen thermischen Oxidation freigesetzte Wärme nutzbar zu übertragen, um z.B. damit Dampf und/oder heißes Wasser und/oder heißes Öl zu erzeugen.
Umweltgesichtspunkte werden immer wichtiger, insbesondere bei Industriezweigen, die als z.B. Primärprodukte und/oder Nebenprodukte flüchtige organische Verbindungen oder Komponenten produzieren, die im folgenden als VOC (Volatile Organic Components) bezeichnet und in die Umwelt freigesetzt werden. Die Gesetzgeber verlangen, daß derartige VOC, insbesondere für Menschen und/oder andere Lebewesen gesundheits- und/oder sicherheitsgefährdende VOC, so behandelt werden müssen, daß sie sich in Produkte umwandeln und/oder derartige Produkte bereitstellen, die umweltverträglicher sind als die Ausgangs-VOC.
Ein brauchbarer Ansatz für dieses Verschmutzungsproblem beinhaltet das thermische Oxidieren der VOC, um Stoffe zu erzeugen, die unmittelbar und sicher in die Atmosphäre entlassen werden können. Während der thermischen Oxidation derartiger VOC wird eine nennenswerte Menge von Wärme erzeugt. Unter bestimmten Bedingungen, unter denen VOC thermisch oxidiert werden, wurde das sich ergebende Rauchgas durch eine Abwärmesiedereinrichtung geleitet, um Dampf und/oder heißes Wasser zu erzeugen. Ein Problem, das in der Vergangenheit aufgetreten ist, ist die Verfahrenssteuerung- bzw. - regelung einer derartigen thermischen VOC-Oxidations-/Abwärmesiedereinrichtungsanlage. Dieses Problem tritt insbesondere deshalb auf, weil die Erzeugung von thermisch zu oxidierenden VOC und die Menge des Dampfes/heißen Wassers, die die Anlage benötigt, unabhängig voneinander sein können.
Bisherige Steuer- bzw. Regelsysteme haben die Menge des hinzugefügten Brennstoffs wie z.B. Erdgas, Propan, Dieselkraftstoff und dgl., die dem thermischen Oxidierer zugefügt wird, und die Menge der dem thermischen Oxidierer zugeführten Luft einzig gesteuert bzw. geregelt, um die VOC-Emissionen aus dem Verfahren zu regulieren. Wenn die Dampfnachfrage gering ist, werden der dem thermischen Oxidierer zugeführte Brennstoff und die Luft auf einem verhältnismäßig hohen Wert gehalten, um so die thermische Oxidation der VOC sicherzustellen. Derartige Steuer- bzw. Regelsysteme bewirken, daß eine wesendiche Menge an Energie dadurch verschwendet wird, daß heiße Rauchgase in die Atmosphäre geleitet werden. Darüber hinaus haben die zur Zerstörung gasförmiger Stoffe verwendeten bisherigen Systeme unter sehr kritischen Bedingungen gearbeitet, die oftmals eine unnötige Verbrennung verursachten, wobei die Verbrennung selbst oft wieder eine unnötige Luftverschmutzung bewirkte.
In bestimmten Festabfallbrennern wird die Temperatur in der Verbrennungskammer zur Steuerung bzw. Regelung der Menge des zu dem Brenner geführten Brennstoffs benutzt. Vergleiche hierzu Zalman, US-Patente 3,530,807 und 3,548,761. Allerdings wird in keinem dieser Systeme einem thermischen Oxidierer gasförmiges Material zum Zwecke einer thermischen Oxidation zugeführt. In diesen Systemen werden getrennte Dampfgeneratoren verwendet. Weiter wird kein Dampf außerhalb der Verbrennungskammer selber oder zur Verwendung an anderer Stelle als in dem Brenner zum Auswaschen von Partikeln aus dem Abgas erzeugt. Es wäre eindeutig vorteilhaft, ein System bereitzustellen, das so gesteuert bzw. geregelt ist, daß es eine wirksame und leistungsfähige thermische Oxidation und einen brauchbaren Wärmeübergang mit gesteuertem bzw. geregeltem, z.B. vermindertem, Brennstoffverbrauch bereitstellt.
Die GB-A-2004627 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Veraschen von Ofengasen mit mitgerissenen Lösungsmitteldämpfen. Die Ofengase werden einer U-förmigen Veraschungsröhre zum Veraschen zugeführt, und die veraschten Gase werden dann durch einen Wärmetauscher geführt, um die Wärme daraus wiederzugewinnen. Die Brennstoffzufuhr zu dem Verbrennungsofen wird von einem Temperaturfühler, der die Flammentemperatur in dem Verbrennungsofen ermittelt, gesteuert bzw. geregelt, um eine vorbestimmte Temperatur aufrechtzuerhalten.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zum thermischen Oxidieren entdeckt worden. Das vorliegende System zum thermischen Oxidieren ist insbesondere verwendbar bei der Behandlung von gasförmigen Bestandteilen, insbesondere von gasförmigen Bestandteilen, die eine oder mehrere flüchtige organische Verbindungen oder Bestandteile (VOC) enthalten. Der hierin verwendete Ausdruck "gasförmige Bestandteile" bezieht sich auf Gase und deren Mischungen, und auf Gase und deren Mischungen, die mitgerissene Flüssigkeiten wie z.B. Dämpfe enthalten. Weiter stellt das vorliegende System vorzugsweise kostengünstige und gesteuerte bzw. geregelte Mengen nutzbarer Wärmeübertragung bereit, insbesondere für die Erzeugung von Dampf und/oder heißem Wasser und/oder heißem Öl und/oder dgl., insbesondere jedoch von Dampf. Das vorliegende System verwendet eine Temperatursteuerung bzw. -regelung, um sicherzustellen, daß der Bestandteil oder die Bestandteile in der gasförmigen Zusammensetzung, die thermisch oxidiert oder behandelt werden sollen, in wirksamer Weise thermisch oxidiert oder behandelt, z.B. zerstört, abgewandelt oder in einen Bestandteil oder Bestandteile umgewandelt werden, der bzw. die umweltverträglicher als der ursprüngliche Bestandteil oder die ursprünglichen Bestandteile in der dem System zugeführten gasförmigen Komponente ist bzw sind. Dies wird auf eine solche Art und Weise bewerkstelligt, daß gesteuerte bzw. geregelte und vorzugsweise verminderte Mengen zusätzlichen Brennstoffs wie z.B. Erdgas, Propan, Dieselkraftstoff, andere Erdödestillate, Erdölrückstände und dgl. verwendet werden. Weiterhin wird die Menge nutzbarer Wärmeübertragung, die in einem solchen System zum thermischen Oxidieren vorzugsweise erhalten wird, so gesteuert bzw. geregelt, daß sie der Nachfrage nach derartiger Wärmeübertragung entspricht, z.B. der Nachfrage nach Dampf und/oder nach heißem Wasser. Kurz gesagt stellt das vorliegende System eine wirksame Umweltverschmutzungssteuerung bzw. -regelung durch thermische Oxidation bereit, während die Menge des für eine solche Umweltverschmutzungssteuerung bzw. -regelung durch thermische Oxidation verwendeten Brennstoffs gesteuert bzw. geregelt wird.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, welches umfaßt: Thermisches Oxidieren einer gasförmigen Komponente durch Führen einer Menge einer Sauerstoffkomponente, einer Menge einer Brennstoffkomponente und einer Menge einer gasförmigen, thermisch zu oxidierenden Komponente zu einer Verbrennungszone, um die Sauerstoffkomponente und die Brennstoffkomponente zu verbrennen, Steuern bzw. Regeln der Menge der Brennstoffkomponente, die zu der Verbrennungszone geführt wird, thermisches Oxidieren der gasförmigen Komponente zum Bilden eines Rauchgases und Übertragen der Wärme von dem Rauchgas zur Erzeugung eines nützlichen Produkts, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß die gasförmige Komponente in der Verbrennungszone teilweise thermisch oxidiert wird, um einen gasförmigen Ausstrom zu bilden,
daß der gasförmige Ausstrom in einer stromabwärts der Verbrennungszone liegenden Rückhaltezone unter Bedingungen gehalten wird, die geeignet sind, die gasförmige Komponente thermisch zu oxidieren und dadurch das Rauchgas zu bilden,
daß die Temperatur in der Rückhaltezone zumindest auf dem vorbestimmten Minimalwert gehalten wird, und zwar dadurch, daß die Menge der Brennstoffkomponente, die zu der Verbrennungszone geführt wird, in Abhängigkeit von der Temperatur in dieser Rückhaltezone gesteuert bzw. geregelt wird, und
daß die Menge der Brennstoffkomponente, die zu der Verbrennungszone geführt wird, zusätzlich in Abhängigkeit von der Menge der Wärme gesteuert bzw. geregelt wird, die von dem Rauchgas übertragen wird, wenn die Temperatur in der Rückhaltezone mindestens ungefähr den vorbestimmten Minimalwert aufweist.
Somit ist die vorliegende Erfindung in einem breiten Aspekt auf ein Verfahren zum thermischen Oxidieren einer gasförmigen Komponente, insbesondere VOC, gerichtet. Dieses Verfahren umfaßt das Führen einer Menge einer Sauerstoffkomponente, einer gesteuerten bzw. geregelten Menge einer Brennstoffkomponente und der gasförmigen, thermisch zu oxidierenden Komponente zu einer Verbrennungszone, um die Sauerstoffkomponente und die Brennstoffkomponente zu verbrennen, um zumindest teilweise die gasförmige Komponente zu oxidieren, und zwar vorzugsweise zu einem Produkt oder zu Produkten, das bzw. die umweltverträglicher als die Ausgangskomponente ist bzw. sind, und um einen gasförmigen Ausstrom zu bilden. Dieser gasförmige Ausstrom wird in einer Rücktialtezone in Kontakt gebracht, die ein Teil der Verbrennungszone, z.B. ein Teil der Verbrennungskammer, sein kann, und/oder kann weiter weg hiervon angeordnet sein, z.B. stromabwärts der Verbrennungszone, und zwar unter Bedingungen, die eine thermische Oxidation der gasförmigen Komponente bewirken und ein Rauchgas bilden, das in die Atmosphäre entlassen werden kann.
Das vorliegende Verfahren beinhaltet das Steuern bzw. Regeln der Menge der zu der Verbrennungszone geführten Brennstoffkomponente in Abhängigkeit von der Temperatur in der Rückhaltezone. Diese Rückhaltezone wird auf Bedingungen gehalten, insbesondere hinsichtlich der Temperatur, unter denen eine thermische Oxidation der gasförmigen Komponente auftreten kann. Der oben beschriebene Steuer- bzw. Regelmechanismus für die Temperatur steuert bzw. regelt in wirksamer Weise die Menge der zu der Verbrennungszone geführten Brennstoffkomponente, so daß die Kosten einer derartigen thermische Oxidation vermindert werden. Dieser Ansatz unterscheidet sich grundsätzlich von demjenigen von Systemen aus dem Stand der Technik zum thermischen Oxidieren von gasförmigen Stoffen, bei denen Brennstoff und Sauerstoff unabhängig von der Temperatur in der Verbrennungskammer oder stromabwärts der Verbrennungskammer bereitgestellt wurden.
Das vorliegende Verfahren umfaßt weiterhin das Bereitstellen von Einrichtungen zur Wärmeübertragung aus den Rauchgasen zur Erzeugung eines nützlichen Produkts wie z.B. Dampf, heißes Wasser, heißes Öl od. dgl., insbesondere Dampf. Die Menge des erzeugten nützlichen Produkts wie z.B. Dampf, wird vorzugsweise gesteuert bzw. geregelt. Beispielsweise kann die Menge des erzeugten nützlichen Produkts dadurch gesteuert bzw. geregelt werden, daß der Strömungspfad der Rauchgase gesteuert bzw. geregelt wird. Die Rauchgase können somit in Abhängigkeit von der Menge des zu erzeugenden nützlichen Produkts unmittelbar in die Atmosphäre entlassen oder durch ein Wärmetauschersystem wie z B. einen Sieder bzw. Beiler geführt werden, um die gewünschte Menge des nützlichen Produkts zu erzeugen.
Der Temperatursteuer- bzw. regelschritt bewirkt, daß die Temperatur in der Rückhaltezone zumindest ungefähr auf einem vorbestimmten Minimalwert gehalten wird. Dieses Verfahren umfaßt vorzugsweise weiter zusätzliches Steuern bzw. Regeln der Menge der Brennstoffkomponente und noch weiter bevorzugt der Menge der Sauerstoffkomponente, die zu der Verbrennungszone in Abhängigkeit von der Menge des zu erzeugenden nützlichen Produkts geführt wird. Dieser zusätzliche Steuer- bzw. Regeischritt ist nur dann wirksam, wenn die Temperatur zumindest in der Verbrennungszone oder der Rückhaltezone, vorzugsweise in der Rückhaltezone, zumindest ungefähr auf dem vorbestimmten Minimalwert ist. Dieser vorbestimmte Minimalwert wird so ausgewählt, daß sichergestellt wird, daß die gasförmige, thermisch zu oxidierende Komponente im großen und ganzen vollständig thermisch oxidiert wird, bevor sie die Rückhaltezone verläßt. Dieser zusätzliche Steuer- bzw. Regeischritt umfaßt vorzugsweise die Überwachung des Druckes des erzeugten Dampfes und, noch bevorzugter, das Einstellen der Menge der Brennstoffkomponente, und noch weiter bevorzugt der Sauerstoffkomponente, die zu der Verbrennungszone in Abhängigkeit von diesem Druck zugeführt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt weiter bereit eine Vorrichtung zum thermischen Oxidieren einer gasförmigen Komponente, umfassend eine Verbrennungszone, die so bemessen und angepaßt ist, daß sie eine Menge einer Sauerstoffkomponente, eine gesteuerte bzw. geregelte Menge einer Brennstoffkomponente, und eine Menge einer gasförmigen, thermisch zu oxidierenden Komponente aufnehmen und einen Ort für die Verbrennung der Sauerstoffkomponente und der Brennstoffkomponente bereitstellen kann, Einrichtungen zum Steuern bzw. Regeln der Menge des zu der Verbrennungszone geführten Brennstoffs, und Wärmeübertragungseinrichtungen zum Ubertragen der Wärme von dem Rauchgas aus der Verbrennungszone, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung weiter umfaßt eine Rückhaltezone, die stromabwärts der Verbrennungszone angeordnet ist und zu der der gasförmige Ausstrom geführt wird, der durch teilweise thermische Oxidation der gasförmigen Komponente in der Verbrennungszone gewonnen worden ist und wo der gasförmige Ausstrom unter Bedingungen gehalten wird, die geeignet sind, die gasförmige Komponente ffiermisch zu oxidieren und dadurch das Rauchgas zu bilden, und
daß die Brennstoffsteuer- bzw. -regeleinrichtung eine erste Steuer- bzw. Regeleinrichtung umfaßt, die auf die Temperatur in der Rückhaltezone anspricht, um die Temperatur in der Rückhaltezone zumindest auf einem vorbestimmten Minimalwert zu halten, und mit einer zusätzlichen Steuer- bzw. Regeleinrichtung, die auf die Menge der zu übertragenden Wärme anspricht, wobei die zusätzliche Steuer- bzw. Regeleinrichtung so angepaßt ist, daß sie nur dann wirksam ist, wenn die Temperatur in der Rückhaltezone mindestens ungefähr bei dem vorbestimmten Minimalwert liegt.
In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zum thermischen Oxidieren einer gasförmigen Komponente, vorzugsweise VOC, eine Verbrennungszone, eine Rückhaltezone und Steuer- bzw. Regeleinrichtungen. Die Verbrennungszone ist so bemessen und angepaßt, daß sie eine Menge einer Sauerstoffkomponente, eine gesteuerte bzw. geregelte Menge einer Brennstoffkomponente und eine Menge einer gasförmigen, thermisch zu oxidierenden Komponente aufnehmen und einen Ort für die Verbrennung der vorzugsweise molekularen Sauerstoff umfassenden Sauerstoffkomponente und der Brennstoffkomponente bereitstellen kann, die vorzugsweise ein kohlenwasserstoffbasierter Brennstoff, wie er an anderer Stelle hierin beschrieben worden ist, od. dgl. umfaßt, wobei zumindest ein Teil der gasförmigen Komponente thermisch oxidiert und ein gasförmiger Ausstrom gebildet wird. Die Rückhaltezone, die ein Teil der Verbrennungszone und/oder von der Verbrennungszone entfernt sein kann, vorzugsweise stromabwärts der Verbrennungszone, angeordnet sein kann, stellt einen Ort bereit, wo der gasförmige Ausstrom vorbeigeführt wird und wo der gasförmige Ausstrom auf Bedingungen gehalten wird, die das thermische Oxidieren der gasförmigen Komponente erlauben, und wo das Rauchgas gebildet wird. Die Steuer- bzw. Regeleinrichtung bewirkt das Steuern bzw. Regeln der Menge der zu der Verbrennungszone in Abhängigkeit von der Temperatur in der Rückhaltezone geführten Brennstoffkomponente. Die Vorrichtung umfaßt weiter Wärmetauschereinrichtungen zum Übertragen der Wärme aus dem Rauchgas, wobei die Steuer- bzw. Regeleinrichtung für den Brennstoff eine zusätzliche Steuer- bzw. Regeleinrichtung umfaßt, die so ausgelegt ist, das sie nur dann wirksam ist, wenn die Temperatur in der Rückhaltezone zumindest ungefähr auf einen vorbestimmten Minimalwert ist, und die auf die Menge der übertragenen Wärme anspricht. Vorzugsweise wird die Einrichtung zur Übertragung der Wärme aus dem Rauchgas dazu verwendet, ein nützliches Produkt wie z.B. eines der an anderer Stelle beschriebenen Produkte, insbesondere Dampf, zu erzeugen. Es ist weiter bevorzugt, wenn die vorliegende Vorrichtung weiter eine Produktsteuer- bzw. -regeleinrichtung umfaßt, die die Menge des erzeugten nützlichen Produkts, wie z.B. Dampf, steuert bzw. regelt. Es ist weiter bevorzugt, wenn die Produktsteuer- bzw. Regeleinrichtung die Zuführung von Brennstoff und Sauerstoff zu der Verbrennungszone in Abhängigkeit von der Menge des zu erzeugenden nützlichen Produkts steuert bzw. regelt.
Die Verbrennungszone umfaßt vorzugsweise einen Brennerabschnitt, in dem die Verbrennungsflamme (z.B. durch Verwendung einer Dauerflamme) gezündet und aufrecht erhalten wird, und eine Verbrennungskammer, die vorzugsweise stromabwärts des Brennerabschnitts angeordnet ist, in dem die Verbrennung durchgeführt wird. In einer Ausführungsform wird ein Teil der gasförmigen Komponente vorzugsweise direkt zu dem Brennerabschnitt geführt, während ein anderer Teil der gasförmigen Komponente direkt zu der Verbrennungskammer geführt wird. Die vorliegende Vorrichtung umfaßt vorzugsweise weiter eine zusätzliche Steuer- bzw. Regeleinrichtung, die die Menge der Brennstoffkomponente und noch weiter bevorzugt der Sauerstoffkomponente steuert bzw. regelt, die zu der Verbrennungszone in Abhängigkeit von der Menge des zu erzeugenden nützlichen Produkts, wie z.B. Dampf, geführt wird. Diese zusätzliche Steuer- bzw. Regeleinrichtung wird nur dann aktiviert, wenn die Temperatur zumindest in der Verbrennungszone oder der Rückhaltezone, vorzugsweise in der Rückhaltezone, sich zumindest bei einem vorbestimmten Minimalwert befindet.
In einer anderen Ausführungsform umfaßt die vorliegende Vorrichtung weiter eine Steuerbzw. Regeleinrichtung für die gasförmige Komponente, die die Menge der zu der Verbrennungszone geführten gasförmigen Komponente vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Druck der gasförmigen Komponente stromabwärts des Steuer- bzw. Regelpunktes steuert bzw. regelt.
Diese und andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung und den Patentansprüchen ausgeführt, insbesondere in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, in der gleiche Teile gleiche Bezugsziffern tragen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Figur 1 ist eine schematische Gesamtansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur thermischen Oxidation/Dampferzeugung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

Unter Bezug auf die Figur 1 umfaßt eine Vorrichtung zur thermischen Oxidation/Dampferzeugung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die allgemein mit 10 bezeichnet ist, eine Gaseinlaßbaugruppe 12, eine Brennstoffeinlaßbaugruppe 14, eine Verbrennungszone 16 und einen Siederabschnitt 20. Die Vorrichtung 10 wird von einer zentralen Steuer- bzw. Regeleinheit 22 auf die nachstehend detailliert beschriebene Art und Weise gesteuert bzw. geregelt. Die verschiedenen Komponenten der Steuer- bzw. Regeleinheit 22 können aus herkömmlichen und kommerziell verfügbaren Komponenten ausgewählt werden, die einzeln oder zusammen verwendbar sind, um die hierin beschriebenen Steuer- bzw. Regelsignale und Alarmsignale zu empfangen und zu übertragen. Beispiele kommerziell verfügbarer Vorrichtungen, die zur Verwendung als Steuereinheit 22 geeignet sind, umfassen Brennermanagementsysteme, wie sie von Fire Eye Inc. und Honeywell Inc. verkauft werden. Obwohl die einzelnen Teile der Vorrichtung 10 getrennt voneinander beschrieben werden, hängt die richtige Funktion der Vorrichtung 10 davon ab, daß alle Teile wirkungsvoll zusammenarbeiten.
Die Gaseinlaßbaugruppe 12 umfaßt eine Gaszuführleitung 24, die mit VOC verunreinigte Luft in die Vorrichtung 10 führt, z.B. aus einer oder mehreren Produktionsanlagen und/oder Speicheranlagen. Im großen und ganzen können alle VOC oder Mischungen daraus gemäß der vorliegenden Erfindung thermisch oxidiert werden. So können z.B. Kohlenwasserstoffe, substituierte Kohlenwasserstoffe, andere organische Verbindungen, Mischungen daraus und dgl. thermisch oxidiert werden. Derartige VOC können Gefahrenstoffe und/oder keine Gefahrenstoffe sein. Die Menge der mit VOC verunreinigten, zu der Vorrichtung 10 geführten Luft schwankt von Zeit zu Zeit. Ein VOC Einlaßschieber 26 wird von einem Schiebermotor 28 betätigt, der wiederum in Abhängigkeit von dem Druck, der von einem Drucksensor 30 ermittelt worden ist, gesteuert bzw. geregelt wird. Der in der Vorrichtung 10 verwendete Schiebermotor kann aus konventionellen und wohlbekannten Motoren dieses Typs ausgewählt werden und kann elektrisch oder pneumatisch angetrieben sein. Der hierin beschriebene Drucksensor kann einer von herkömmlicher Bauart sein. Der von dem Drucksensor 30 ermittelte Druck liegt an einem Punkt stromaufwärts des VOC Einlaßschiebers 26 in der Zuführleitung 24 an. Die Verwendung des VOC Einlaßschiebers 26 hilft, den Ansaug- bzw. Einlaßdruck des Luftgebläses 32 zu steuern bzw. zu regeln.
Es ist eine Frischlufteinlaßleitung 46 vorgesehen, die Frischluft in die Vorrichtung 10 strömen läßt, wenn diese benötigt wird. In der Leitung 46 ist ein Frischluftschieber 48 angeordnet, der die Frischluft in das Luftgebläse 32 hineinströmen läßt oder diesen Eintritt verschließt. Der Frischluftschieber 48 wird von einem Schiebermoter 50 betätigt, der durch von der Steuereinheit 22 über die Steuer- bzw. Regelsignalleitung 51 empfangene Signale gesteuert bzw. geregelt wird. Der Frischluftschieber 48 wird geschlossen, wenn die Menge der mit VOC verunreinigten Luft aus der Leitung 24 für den erwünschten Betrieb der Vorrichtung 10 ausreichend ist. Falls für einen derartigen Betrieb zusätzliche Luft erforderlich ist, z.B. um die gewünschte Menge von Dampf zu erzeugen, wird der Frischluftschieber 48 geöffnet, um diese bereitzustellen. In unterschiedlichen Alarmsituationen kann der Frischluftschieber 48 in Abhängigkeit von der bestimmten betroffenen Alarmsituation geöffnet oder geschlossen werden.
Sowohl die Gaszuführleitung 24 für die mit VOC verunreinigte Luft und die Frischluftleitung 46 führen in die Gebläseeinlaßleitung 42. In der Leitung 42 ist ein Gebläseeinlaßschieber 44 vorgesehen, der normalerweise so angeordnet ist, daß er das Hineinströmen VOC verunreinigter Luft in das Gebläse 32 ermöglicht. In bestimmten Alarmsituationen kann allerdings der Gebläseeinlaßschieber 44 durch eine Betätigungseinrichtung 38 (die elektrisch oder pneumatisch angetrieben sein kann) zu einer geschlossenen Position bewegt werden, und zwar in Abhängigkeit von Signalen, die von der Steuereinheit 22 über die Signalleitung 40 empfangen werden. Es ist eine Notfall-Bypaßleitung 34 mit einem Bypaßschieber 36 vorgesehen, der normalerweise geschlossen ist. In bestimmten Alarmsituationen wird der Schieber 36 durch eine Betätigungseinrichtung 38 in Abhängigkeit von den Signalen geöffnet, die von der Steuer- bzw. Regeleinheit 22 über die Steuer- bzw. Regelsignalleitung 40 empfangen werden. Gewöhnlich ist der Einlaßschieber 44 offen, wenn der Bypaßschieber 36 geschlossen ist, und umgekehrt.
Das Luftgebläse 32 komprimiert das Gas in der Gebläseeinlaßleitung 42, bevor dieses Gas in die Verbrennungszone 16 eintritt. Das Luifgebläse 32 kann eines aus einer Zahl von herkömmlichen und wohlbekannten Geräten wie z.B. den Gebläsen sein, die von der Garden City Fan Company und der New York Blower Company verkauft werden.
Die VOC enthaltende Luft strömt von dem Luftgebläse 32 durch die Leitung 54 in ein System 56 zur Verhinderung von Rückschlägen, das einen Abschnitt 58 eines Kanals umfaßt, der eine verringerte Querschnittsfläche für einen Fluidfluß relativ zu der Leitung 54 aufweist. Ein Differenzdrucksensor 60 überwacht die Differenz des Fluiddruckes in der Leitung 54 und dem Abschnitt 58. Falls diese Differenz unterhalb eines vorbestimmten Minimalwertes fällt, wird ein Alarmsignal von dem Drucksensor 60 über die Signalleitung 61 zu der Steuer- bzw. Regeleinheit 22 geleitet, die wiederum den Schieber 42 schließt und den Schieber 36 ffnet, um die VOC enthaltende Luft aus der Leitung 24 in die Atmosphäre zu entlüften, und sie öffnet den Schieber 48, um Frischluft aus der Leitung 46 zu dem Luftgebläse 32 strömen zu lassen. Das System 58 zur Verhinderung von Rückschlägen ist somit ein Geschwindigkeitsüberwacher und schützt das Luifgebläse 32 auch davor, heißen Gasen ausgesetzt zu werden, die sich stromabwärts des Luftgebläses 32 befinden.
Hinter dem System 56 zur Verhinderung von Rückschlägen wird die VOC enthaltende Luft durch die Leitung 62 in die Verbrennungszone 16 geführt, die einen Brennerabschnitt 64 und eine in erster Linie als Verbrennungskammer dienende Kammer 66 umfaßt. Ein Teil der Kammer 66, insbesondere der stromabwärts gelegene Abschnitt 67 der Kammer 66, dient weiter als vorläufige Rückhaltekammer. Weiterhin wird ein Brennstoff, z.B. ein Kohlenwasserstoffbrennstoff wie Erdgas, Propan, Dieselkraftstoff und dgl. in die Verbrennungszone 16 unter Verwendung der Brennstoffeinlaßbaugruppe 14 geführt. Die Brennstoffeinlaßbaugruppe 14 umfaßt eine Brennstoffquelle 68, eine Reihe von Ventilen und ein Steuer- bzw. Regelventil 70, das von einem Ventilmotor 72 betrieben wird. Die zahlreichen Ventile und der Ventilmotor 72 der Brennstoffeinlaßbaugruppe 14 können von herkömmuchem Aufbau sein. Die Menge des zu der Verbrennungszone 16 durch die Brennstoffzuführleitung 74 zugeführten Brennstoffs wird durch die Verwendung des Ventilmotors 72 gesteuert bzw. geregelt, der die Lage des Steuer- bzw. Regelventils 70 verändert. Der Ventilmotor 72 wird in Abhängigkeit von einem Signal von der Steuer- bzw. Regeleinheit 22, das durch die Signalleitung 76 geleitet wird, betätigt. Weiter wird ein stromaufwärts des Steuer- bzw. Regelventils 70 in der Leitung 74 angeordnetes Sicherheitsventil 78 durch einen Sicherheitsschalter 80 betätigt, der dazu dient, das Sicherheitsventil 78 zu sperren oder zu schließen, wenn es durch ein Alarmsignal dazu veranlaßt wird, welches aus der Steuer- bzw. Regeleinheit 22 über die Signalleitung 82 zu dem Sicherheitsschalter 8ogeleitet wird.
Sowohl die VOC enthaltende Luft aus der Leitung 62 als auch der Brennstoff aus der Leitung 74 werden in den Brennerabschnitt 64 geführt, wo eine Flamme 84 gezündet und aufrechterhalten wird. Die Verbrennungszone 16, z.B. der Brennerabschnitt 64 und die Kammer 66, können von herkömmlichem Aufbau sein. Bei bestimmten Aufbauten kann die VOC enthaltende Luft aus der Leitung 62 in zwei getrennte Ströme aufgeteilt werden, wobei ein Teil dem Brennerabschnitt 64 und der andere Teil unmittelbar der Kammer 66 zugeführt wird. Diese Ausführungsform ist durch die (gestrichelte) Leitung 86 dargestellt, die von der Leitung 62 direkt zu der Kammer 66 führt und den Brennerabschnitt 64 umgeht. Diese Ausführungsform mit aufgeteiltem Luftstrom ist insbesondere dann brauchbar, wenn ein Niedrig-NOx-(Stickoxid)-Vormischbrenner in dem Brennerabschnitt 64 verwendet wird.
Die Bedingungen in dem Brennerabschnitt 64 und der Kammer 66 sind ausreichend, um den zu der Verbrennungszone 16 zugeführten Brennstoff und den Sauerstoff zu verbrennen. Vorzugsweise ist überschüssiger Sauerstoff vorhanden, um eine im großen und ganzen vollständige Verbrennung des Brennstoffs zu ermöglichen. Weiterhin wird zumindest ein Teil der VOC in der VOC enthaltenden, der Verbrennungszone 16 zugeführten Luft in der Verbrennungszone 16 wirksam thermisch oxidiert, um einen oder mehrere Bestandteile zu bilden, die umweltfreundlicher als der Bestandteil oder die Bestandteile sind, der bzw. die die zu der Vorrichtung 10 zugeführten VOC ausmacht bzw. ausmachen.
Die heißen Ausströmgase aus der Kammer 66 strömen zu einer zusätzlichen Kammer 88, die stromabwärts der Kammer 66 gelegen ist. Die zusätzliche Kammer 88 kann als Erweiterung der Kammer 66 angesehen werden. Hier in dieser zusätzlichen Kammer 88, in der die Temperatur auf oder oberhalb eines vorbestimmten Minimalwertes, z.B. auf mindestens 760ºC (1400ºF) gehalten wird, und in der Sauerstoff verfügbar ist, werden, soweit noch vorhanden, die verbleibenden VOC aus der ursprünglichen, VOC enthaltenden Luft wirksam thermisch oxidiert. Wie in Figur 1 dargestellt ist, kann die Größe der zusätzlichen Kammer 88 verändert werden, um zu der bestimmten betroffenen Anwendung zu passen und um eine ausreichende Verweildauer zur wirksamen thermischen Oxidation der VOC bereitzustellen. In Figur 1 kann zu diesem Zweck eine zusätzliche veränderbare Länge 90 (gestrichelt dargestellt) der zusätzlichen Kammer 88 vorgesehen sein, falls erwünscht. Die Größe und/oder die Gestaltung der zusätzlichen Kammer 88 kann Einfluß nehmen auf die Größe und/oder die Gestaltung der Kammer 66. Die zusätzliche Kammer 88 und der mögliche, stromabwärts gelegene Teil 67, ist ausreichend mit einer Hochtemperaturisolation, mit feuerfestem Material, mit Keramik od. dgl. ausgekleidet, um die Wärme zu halten. Vorhandene Installationen wie z.B. Sieder oder Beiler können gemäß der vorliegenden Erfindung z.B. durch Ersatz des bestehenden Verbrennungssystems durch ein neues Verbrennungssystem wie der Verbrennungszone 16 und/oder durch Abändern der Installation dergestalt nachgerüstet werden, daß eine wirksame Rückhaltezone bereitgestellt wird, z.B. durch Auskleiden eines stromabwärts des Brenners gelegenen Bereiches mit einer Hochtemperaturisolierung, mit feuerfestem Material, mit Keramik od. dgl..
Ein wichtiges Merkmal der Vorrichtung 10 ist ein Temperatursensor 92, z.B. ein herkömmliches Thermoelement, das die Temperatur in der zusätzlichen Kammer 88 stromabwärts der Kammer 66 mißt oder überwacht und ein Temperatursignal über die Signalleitung 94 zu der Steuer- bzw. Regeleinheit 22, z.B. einem Stellpult, leitet. Alternativ hierzu kann ein Temperatursensor 93 (gestrichelt dargestellt) verwendet werden, um die Temperatur in der Kammer 66 zu messen oder zu überwachen und ein Temperatursignal über die Signalleitung 95 zu der Steuer- bzw. Regeleinheit 22 zu leiten. Falls die Temperatur in der zusätzlichen Kammer 88 (oder in der Kammer 66, insbesondere in dem stromabwärts gelegenen Teil 67) unterhalb eines vorbestimmten Minimalwertes, z.B. ungefähr 650ºC (1.200ºF) bis ungefähr 815ºC (1.500ºF), insbesondere ungefähr 760ºC (1.400ºF), liegt, gibt die Steuer- bzw. Regeleinheit 22 ein Signal zu der Brennstoffeinlaßbaugruppe 14 über die Signalleitung 76, um die Menge des zu der Verbrennungszone 16 geführten Brennstoffs zu erhöhen. Auf diese Weise wird die Temperatur in der zusätzlichen Kammer 88 (oder dem stromabwärts gelegenen Teil 67) gesteuert bzw. geregelt, um die für die thermische Oxydation der VOC wirksamen Bedingungen bereitzustellen. Die zusätzliche Kammer 88 ist so ausgewählt, daß sie z.B. hinsichtlich der Größe und des Baumaterials mit den anderen Bestandteilen des Systems kompatibel ist und in wirksamer Weise jegliche VOC thermisch oxydiert, die aus der Verbrennungszone 16 strömen.
Die in der zusätzlichen Kammer 88 erzeugten Rauchgase strömen in einen Siederabschnitt 22, in dem Dampf entsprechend des Dampfbedarfs in einer Anlagendampfleitung 96 erzeugt wird. Die Rauchgase aus der zusätzlichen Kammer 88 haben tatsächlich zwei alternative Pfade durch den Siederabschnitt 20. Falls der Dampfbedarf niedrig ist, können die Rauchgase durch den Kanal 98 an dem offenen Abgasschieber 100 vorbei und in den Abgaskanal 102 strömen, durch den sie geführt werden und aus dem sie in die Atmosphäre ausströmen können. Wenn alternativ hierzu der Dampfverbrauch hoch ist, ist der Abgasschieber 100 geschlossen, und die Rauchgase aus dem Kanal 98 werden gezwungen, durch die Wärmetauscherröhren 104 zu strömen, in denen den Rauchgasen die Wärme entzogen und diese dazu verwendet wird, Wasser in einem bei 106 schematisch dargestellten Kessel zu erhitzen und Dampf zu erzeugen, der über die Anlagendampfleitung 96 abströmt. In bestimmten Ausführungsformen sind der Abgaskanal 102 und der Abgasschieber 100 nicht vorgesehen, so daß das Rauchgas gezwungen wird, durch die Wärmetauscherröhren 104 zu strömen. Nach diesem Wärmeaustauschvorgang strömen die abgekühlten Rauchgase durch den Kanal 108 für kaltes Abgas und werden in die Atmosphäre entlassen. Das Wärmetauschersystem des Siederabschnitts 20 kann von herkömmuchem Aufbau sein.
Der Betrieb des Siederabschnitts 20 wird wie folgt gesteuert bzw. geregelt. Zwei Drucksensoren 110 und 112 überwachen den Druck in dem Kessel 106. Der Drucksensor 110 ist mit einem Abgasschiebermotor 114 verbunden und steuert bzw. regelt dessen Betrieb. Wenn der von dem Drucksensor 110 ermittelte Druck oberhalb eines vorbestimmten Maximalwertes liegt, wird über die Signalleitung 113 ein Signal zu dem Abgasschiebermotor 114 geleitet, der aktiviert wird, um den Abgasschieber 110 zu öffnen. Dies vermindert die Menge des erzeugten Dampfes und erlaubt es dem Rauchgas, durch den Abgaskanal 102 abzuströmen. Wenn der von dem Drucksensor 110 ermittelte Druck unterhalb eines vorbestimmten Minimalwertes liegt, wird der Abgasschiebermotor 114 aktiviert, um den Abgasschieber 100 zu schließen, und bewirkt, daß die Rauchgase durch die Röhren 104 strömen und ansteigende Mengen von Dampf erzeugen. Der Drucksensor 110 liefert weiterhin über die Signalleitung 116 Signale zu der Steuer- bzw. Regeleinheit 22, um vor höherem Druck in dem Kessel 106 zu warnen (oder einen Alarm hierzu bereit zu stellen).
Der Drucksensor 112 ist mit der Steuer- bzw. Regeleinheit 22 durch die Signalleitung 118 verbunden. Wenn der Drucksensor 112 einen Druck in dem Kessel 106 ermittelt, der unterhalb eines vorbestimmten Minimalwertes liegt (ein Zeichen dafür, daß der Dampfbedarf hoch ist), wird über die Signalleitung 118 ein Signal zu der Steuer- bzw. Regeleinheit 22 geleitet, die wiederum zu der Brennstoffeinlaßbaugruppe 114 Signale sendet, um die Menge des zu der Verbrennungszone 16 geführten Brennstoffs zu erhöhen. Falls zusätzlich die Menge an VOC enffialtender Luft in der Leitung 42 nicht ausreicht, um die erhöhte Menge von Brennstoff zu verbrennen, sendet die Steuer- bzw. Regeleinheit 22 ebenfalls ein Signal zu der Gaseinlaßbaugruppe 12, um die Menge der zu der Verbrennungszone geführten Frischluft zu erhöhen.
Alternativ hierzu kann auch ein Abgaskanalschieber 109 (gestrichelt dargestellt) in dem Abgaskanal 108 verwendet werden, um den Pfad des Rauchgases zu steuern bzw. zu regeln. Zu diesem Zweck wird der Schieber 109 von einem Abgaskanalschiebermotor 111 (ge-strichelt dargestellt) angetrieben, der in Abhängigkeit des von dem Drucksensor 110 ermittelten Druckes arbeitet. Wenn die Dampfnachfrage nachläßt, stellt der Drucksensor 110 über die Signalleitung 116 ein Signal zu der Steuer- bzw. Regeleinheit 22 bereit, die wiederum über die Signalleitung 119 ein Signal zu dem Schiebermotor 111 leitet, um den Schieber 109 zu schließen. Dies bewirkt, daß der Druck in dem Kanal 98 ansteigt. Dieser angestiegene Druck wird durch den Drucksensor 115 (gestrichelt dargestellt) ermittelt, der über die Signalleitung 117 ein Signal zu dem Abgasschiebermotor 114 leitet, um den Abgasschieber 100 zu öffnen, wodurch das Rauchgas in die Atmosphäre entlassen wird. Umgekehrt funktioniert, wenn die Dampfnachfrage ansteigt, dieses System so, daß der Abgaskanalschieber 109 geöffnet und der Abgasschieber 100 geschlossen wird.
Obwohl die dargestellte Ausführungsform den Wärmeübergang zur Erzeugung von Dampf darstellt und Dampferzeugung bevorzugt ist, ist die vorliegende Erfindung auch für die Verwendung der Wärmeübertragung aus dem Rauchgas zur Erzeugung anderer nützlicher Produkte wie heißes Wasser, heißes Öl und dgl. anstelle oder in Kombination mit der Dampferzeugung anwendbar. Die Erzeugung derartiger anderer nützlicher Produkte unter Verwendung des Wärmeübergangs aus dem Rauchgas liegt im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
Wie aus der obigen Beschreibung entnommen werden kann, werden die der Vorrichtung 10 zugeführten VOC wirksam thermisch oxydiert, während die Menge des verwendeten Brennstoffs gesteuert bzw. geregelt wird. Zusätzlich hierzu können erhöhte Mengen von Dampf erzeugt werden, wenn die Dampfnachfrage hoch ist. Das vorliegende System verwendet strategisch angeordnete Sensoren, vorzugsweise sowohl Temperatur- als auch Drucksensoren, um das vorliegende System zur thermischen Oxydation/Dampferzeugung zu steuern bzw. zu regeln, um die erwünschten Resultate zu erzielen, während die Menge des verwendeten Brennstoffs gesteuert bzw. geregelt wird.

Claims

1. Verfahren, welches umfaßt:

- thermisches Oxidieren einer gasförmigen Komponente durch Führen einer Menge einer Sauerstoffkomponente, einer Menge einer Brennstoffkomponente und einer Menge einer gasförmigen, thermisch zu oxidierenden Komponente zu einer Verbrennungszone, um die Sauerstoffkomponente und die Brennstoffkomponente zu verbrennen,

- Steuern bzw. Regeln der Menge der Brennstoffkomponente, die zu der Verbrennungszone geführt wird,

- thermisches Oxidieren der gasförmigen Komponente zum Bilden eines Rauchgases und Übertragen der Wärme von dem Rauchgas zur Erzeugung eines nützlichen Produkts, dadurch gekennzeichnet,

- daß die gasförmige Komponente in der Verbrennungszone teilweise thermisch oxidiert wird, um einen gasförmigen Ausstrom zu bilden,

- daß der gasförmige Ausstrom in einer stromabwärts der Verbrennungszone liegenden Rückhaltezone unter Bedingungen gehalten wird, die geeignet sind, die gasförmige Komponente thermisch zu oxidieren und dadurch das Rauchgas zu bilden,

- daß die Temperatur in der Rückhaltezone zumindest auf dem vorbestimmten Minimalwert gehalten wird, und zwar dadurch, daß die Menge der Brennstoffkomponente, die zu der Verbrennungszone geführt wird, in Abhängigkeit von der Temperatur in dieser Rückhaltezone gesteuert bzw. geregelt wird, und

- daß die Menge der Brennstoffkomponente, die zu der Verbrennungszone geführt wird, zusätzlich in Abhängigkeit von der Menge der Wärme gesteuert bzw. geregelt wird, die von dem Rauchgas übertragen wird, wenn die Temperatur in der Rückhaltezone mindestens ungefähr den vorbestimmten Minimalwert aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmige Komponente mindestens eine flüchtige organische Komponente aufweist, und daß das Rauchgas das thermisch oxidierte Produkt oder die thermisch oxidierten Produkte dieser flüchtigen organischen Komponente umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffkomponente molekularen Sauerstoff umfaßt, daß die Brennstoffkomponente eine oder mehrere Kohlenwasserstoffkomponenten umfaßt, und daß die gasförmige, thermisch zu oxidierende Komponente aus Kohlenwasserstoffen, substituierten Kohlenwasserstoffen und Mischungen derselben ausgewählt ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungszone einen Brennerabschnitt, in dem eine Verbrennungsfiamme gezündet wird, und eine stromabwärts von diesem Brennerabschnitt angeordnete Verbrennungskammer, in der die Verbrennung stattfindet, umfaßt, wobei ein erster Teil der gasförmigen Komponente unmittelbar zu dem Brennerabschnitt und ein zweiter Teil der gasförmigen Komponente unmittelbar zu der Verbrennungskammer geführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübergang von dem Rauchgas Dampf erzeugt, und daß das Verfahren weiter das Überwachen des Drucks des erzeugten Dampfes und das Steuern bzw. Regeln der Menge der zu der Verbrennungszone geführten Sauerstoffkomponente in Abhängigkeit von der Menge des zu erzeugenden Dampfes umfaßt.

6. Vorrichtung zum thermischen Oxidieren einer gasförmigen Komponente, umfassend

- eine Verbrennungszone, die so bemessen und angepaßt ist, daß sie eine Menge einer Sauerstoffkomponente, eine gesteuerte bzw. geregelte Menge einer Brennstoffkomponente, und eine Menge einer gasförmigen, thermisch zu oxidierenden Komponente aufnehmen und einen Ort für die Verbrennung der Sauerstoffkomponente und der Brenn stoffkomponente bereitstellen kann,

- Einrichtungen zum Steuern bzw. Regeln der Menge des zu der Verbrennungszone geführten Brennstoffs, und Wärmeübertragungseinrichtungen zum Übertragen der Wärme von dem Rauchgas aus der Verbrennungszone,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Vorrichtung weiter eine Rückhaltezone umfaßt, die stromabwärts der Verbrennungszone angeordnet ist und zu der der gasförmige Ausstrom geführt wird, der durch teilweise thermische Oxidation der gasförmigen Komponente in der Verbrennungszone gewonnen worden ist und wo der gasförmige Ausstrom unter Bedingungen gehalten wird, die geeignet sind, die gasförmige Komponente thermisch zu oxidieren und dadurch das Rauchgas zu bilden, und

- daß die Brennstoffsteuer- bzw. -regeleinrichtungen eine erste Steuer- bzw. Regeleinrichtung, die auf die Temperatur in der Rückhaltezone anspricht, um die Temperatur in der Rückhaltezone zumindest auf einem vorbestimmten Minimalwert zu halten, und eine zusätzlichen Steuer- bzw. Regeleinrichtung umfassen, die auf die Menge der zu übertragenden Wärme anspricht, wobei die zusätzliche Steuer- bzw. Regeleinrichtung so angepaßt ist, daß sie nur dann wirksam ist, wenn die Temperatur in der Rückhaltezone mindestens ungefähr den vorbestimmten Minimalwert aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei dem die Wärmeübertragungseinrichtung so angepaßt ist, daß sie Wärme von dem Rauchgas aus der Verbrennungszone überträgt, um ein nützliches Produkt zu erzeugen, und bei dem die zusätzliche Steuer- bzw. Regeleinrichtung eine Einrichtung umfaßt, die auf die Menge des zu erzeugenden nützlichen Produkts anspricht, um die Menge der zu der Verbrennungszone geführten Brennstoffkomponente und Sauerstoffkomponente zu steuern bzw. zu regeln.