EP3881213A1 - Abgasreinigungsanlage sowie verfahren und datenverarbeitungssystem zur überwachung zumindest einer abgasreinigungsanlage - Google Patents

Abgasreinigungsanlage sowie verfahren und datenverarbeitungssystem zur überwachung zumindest einer abgasreinigungsanlage

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Publication number
EP3881213A1
EP3881213A1 EP19812671.6A EP19812671A EP3881213A1 EP 3881213 A1 EP3881213 A1 EP 3881213A1 EP 19812671 A EP19812671 A EP 19812671A EP 3881213 A1 EP3881213 A1 EP 3881213A1
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EP
European Patent Office
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exhaust gas
cleaning system
gas cleaning
data
cleaned
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19812671.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Lars Mast
Sven Meyer
Lars Ebinger
Gerhard Grunwald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DUERR CTS GMBH
Original Assignee
Duerr Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • the present invention relates to the monitoring of exhaust gas cleaning systems.
  • the present invention relates to a computer-implemented method and a data processing system for monitoring at least one exhaust gas cleaning system as well as to an exhaust gas cleaning system itself.
  • Exhaust gas cleaning systems are used to clean an exhaust gas flow or an exhaust air flow.
  • the exhaust gas cleaning system itself collects or generates a large number of data points. In order to enable monitoring and characterization of the exhaust gas cleaning system, these data points are analyzed or evaluated.
  • the data is stored conventionally on a local storage medium (e.g. memory card, portable hard disk or USB stick) coupled with the exhaust gas cleaning system and then manually evaluated by specialist personnel.
  • a local storage medium e.g. memory card, portable hard disk or USB stick
  • measurement data recorded by means of special software can be visualized by the specialist personnel, or variables that are of interest in some cases can be calculated or estimated using complex calculations.
  • the previous evaluation of the data points generated by the exhaust gas cleaning system limits the determination of the system state essentially to the current state and / or the previous state. Likewise, the evaluation of the data points is only possible with the appropriate specialist knowledge and with a considerable amount of time. Also, the data points are usually only available locally on the system, so that direct access to the system is necessary for the evaluating specialist personnel.
  • the invention relates to a computer-implemented method for monitoring at least one exhaust gas cleaning system.
  • An exhaust gas cleaning system is a system that removes impurities or one or more pollutants from a supplied exhaust gas stream or exhaust air stream, so that a cleaned exhaust gas stream can be passed on from the exhaust gas cleaning system.
  • the cleaned exhaust gas passed on from the exhaust gas purification system is often also referred to as clean gas.
  • the exhaust gas stream or exhaust air stream to be cleaned, which is fed to the exhaust gas purification system can originate, for example, from an industrial system or an industrial process, for example the chemical, petrochemical, pharmaceutical or solvent-processing industry.
  • a pollutant can be understood as a substance that plants in a certain amount or concentration (e.g.
  • the purification of the exhaust gas or exhaust air flow can include, for example, a detoxification, a denoxification, a deacidification, a desulfurization, a dedusting or a combination thereof.
  • a detoxification for example, a denoxification, a deacidification, a desulfurization, a dedusting or a combination thereof.
  • organic and / or inorganic pollutants can be removed from the exhaust gas or exhaust air flow by the exhaust gas purification system.
  • solvents nitrogen oxides (NO x ), sulfur oxides (SO x ), hydrogen fluoride (HF), ammonia (NH 3 ), hydrogen chloride (HCl), dioxins, furans or pollutants of the basic structure
  • NO x nitrogen oxides
  • SO x sulfur oxides
  • HF hydrogen fluoride
  • NH 3 ammonia
  • HCl hydrogen chloride
  • dioxins furans or pollutants of the basic structure
  • the exhaust gas cleaning system can use various methods for cleaning the exhaust gas or exhaust air flow.
  • the exhaust gas purification system can use known concentration processes (for example by means of absorption, adsorption or membranes), condensation processes, catalytic processes, non-catalytic chemical processes, processes using a non-thermal plasma (cold oxidation), biological processes (eg bio-washers, Biofilter), mechanical processes, electromechanical processes, thermal processes or a combination of several of the aforementioned processes.
  • concentration processes can be used in combination with another process, particularly for gas cleaning.
  • concentration processes can be used together with a condensation process (for example for solvent recovery) and / or an oxidative process for converting pollutants (for example thermal and / or catalytic oxidation for pollutant disposal).
  • An exhaust gas cleaning system that uses a catalytic process can have, for example, monolithic catalyst elements and / or catalytically activated filter elements (for example ceramic filter candles or cloth filters) for cleaning the exhaust gas or exhaust air flow.
  • An exhaust gas cleaning system that uses a thermal process can, for example, the exhaust gas or exhaust air flow via recuperative-thermal afterburning (TNV), regenerative-thermal afterburning (RNV; Engl regenerative thermal oxidation, RTO), thermal afterburning as direct firing with subsequent Use waste heat or by substituting the combustion air of a process heat generator with the exhaust gas or exhaust air flow.
  • the exhaust gas purification system can also use (in) cyclone separators, filter devices, electrostatic filters and / or washers for (further) exhaust gas purification.
  • the method according to the invention comprises retrieving system data from the exhaust gas purification system from a data cloud (cloud storage or cloud computing).
  • a data cloud denotes the provision of IT infrastructure such as storage space, computing power or application software as hosted services via the Internet and / or at least an intranet.
  • the data cloud can also be constructed from a plurality of instances of (sub) data clouds or can comprise a plurality of instances of (sub) data clouds.
  • the data cloud can include an intranet data cloud at the location of the exhaust gas cleaning system or a cross-location intranet data cloud of an operator of the exhaust gas cleaning system, as well as a further data cloud on the Internet (into which, for example, a manufacturer of the exhaust gas cleaning system can also enter data).
  • the system data stored in the data cloud were received at least in part beforehand by the data cloud from the exhaust gas cleaning system.
  • the exhaust gas cleaning system can transmit the system data to the data cloud over the Internet continuously, periodically (e.g. hourly or daily) or event-triggered (English event-triggered).
  • subsets of the system data can also be manually, for example have been entered into the data cloud by an operator or manufacturer of the exhaust gas cleaning system.
  • subsets of the system data from other systems e.g. similar or identical exhaust gas cleaning system (s) to the monitored exhaust gas cleaning system; industrial systems and / or other exhaust gas cleaning systems that are coupled to the monitored exhaust gas cleaning system
  • the system data relate to at least measurement data of at least one sensor of the exhaust gas cleaning system and / or data about at least one adjustable parameter of the exhaust gas cleaning system.
  • the system data can include all the data recorded by the exhaust gas cleaning system or data derived from the data collected by the exhaust gas cleaning system.
  • the system data can also include, for example, measurement data of at least one sensor of the industrial system (s), the exhaust gas or exhaust air of which cleans the exhaust gas cleaning system. Measurement data from sensors of the industrial plant (s) are sometimes at least partially passed on to the connected exhaust gas cleaning systems, so that these are also present in the exhaust gas cleaning system and can be understood as data recorded by the exhaust gas cleaning system.
  • the system data relating to the measurement data of the at least one sensor can be the actual measurement data of the sensor or data derived therefrom by the exhaust gas cleaning system.
  • the system data relating to the at least one adjustable parameter of the exhaust gas cleaning system can be, for example, a value of the adjustable parameter or data derived therefrom by the exhaust gas cleaning system.
  • the system data stored in the data cloud can be identical to the data received from the exhaust gas cleaning system.
  • the system data in the data cloud are not processed further before they are supplied to the method according to the invention.
  • the data received from the exhaust gas purification system can also be modified by the data cloud before being saved. For example, the data format of received system data can be changed before saving.
  • data received continuously through the data cloud can only be saved if the data changes (e.g. parameters of the exhaust gas cleaning system change), or only information regarding the change in the data can be saved (e.g. the value by which a parameter of the exhaust gas cleaning system has changed).
  • the system data can also include additional data from other sources (see examples above).
  • the supplementary data can include data characterizing the exhaust gas cleaning system, data from an operating history of the exhaust gas cleaning system, data from identical or similar exhaust gas cleaning systems - in particular also data relating to or about their operating history and / or operating states, data from systems in the same emission line (e.g. in a cascade of various emission control systems at the end of at least one production process), etc.
  • system data of the exhaust gas cleaning system stored in the data cloud can include both unprocessed raw data of the particular exhaust gas cleaning system, data preprocessed by the exhaust gas cleaning system, additional data from further sources, or a combination thereof.
  • the type and also the number of the quantities measured at the exhaust gas cleaning system can vary depending on the type of the exhaust gas cleaning system. For example, other sizes can be measured on an exhaust gas cleaning system that works on the TNV principle than on an exhaust gas cleaning system that uses electromechanical methods for cleaning exhaust gases.
  • a few possible measured variables are listed below, it being taken into account that these are selected purely by way of example and, according to exemplary embodiments of the invention, other and / or further (physical) variables can also be measured on the exhaust gas cleaning system.
  • a sensor of the exhaust gas purification system can, for example, measure a temperature such as a temperature of a combustion chamber or an exhaust gas or exhaust air flow.
  • a position of a flap of the exhaust gas cleaning system can also be measured, for example. For example, an open or closed position or a relative degree of opening of the flap can be measured in binary.
  • a volume flow of an exhaust gas or exhaust air flow a pressure of an exhaust gas or exhaust air flow or an instantaneous frequency of a frequency converter of a fan that drives an exhaust gas or exhaust air flow can be measured.
  • One or more mass flows can also be measured on the system. For example, the mass flow of natural gas used for afterburning can be measured using a gas meter.
  • the mass flow of compressed air or the mass flow of a heat transfer medium can be measured.
  • concentrations of one or several substances can be measured.
  • the concentration measurement can be carried out, for example, directly using a flame ionization detector or using an explosimeter, which measures a concentration of potentially explosive gases.
  • concentration of carbon dioxide (CO2) in a waste gas stream to be cleaned and / or a cleaned waste gas stream can be measured.
  • the specific calorific value of a solvent contained in an exhaust gas stream to be cleaned can be measured.
  • particle numbers can be measured in an exhaust gas stream to be cleaned and / or a cleaned exhaust gas stream.
  • On-off information which describes the on or off state of an element of the exhaust gas cleaning system, can also be measured.
  • an exhaust gas cleaning system that works on the principle of the RNV can measure whether natural gas is injected into the combustion chamber or not.
  • On-off information can, for example, be saved or saved as digital values or binary values (e.g. 0/1) to save storage space.
  • the data on the at least one adjustable parameter of the exhaust gas cleaning system can vary depending on the type of exhaust gas cleaning system.
  • the data about the at least one adjustable parameter of the exhaust gas cleaning system can include information about an operating mode in which the exhaust gas cleaning system is or was or was operated in the past.
  • the data on the at least one adjustable parameter of the exhaust gas cleaning system can also, for example, target positions for a flap of the exhaust gas cleaning system, target temperatures in a combustion chamber of the exhaust gas cleaning system, target temperatures of an (e.g. cleaned) exhaust gas or exhaust air flow, target volume flows of an (eg cleaned) exhaust gas or exhaust air flow or also deviations of an actual value from a target value of the adjustable parameter.
  • the examples given above for the adjustable parameters of an exhaust gas cleaning system are again chosen purely by way of example. According to exemplary embodiments of the invention, other and / or further adjustable parameters of the exhaust gas cleaning system can also be detected.
  • the method according to the invention also includes determining at least one variable characterizing the exhaust gas purification system based on the system data retrieved.
  • the size characterizing the exhaust gas purification system describes an operating characteristic of the Emission control system.
  • the quantity characterizing the exhaust gas cleaning system can thus describe a current characteristic of the exhaust gas cleaning system as well as a characteristic of the exhaust gas cleaning system over a longer period of time.
  • the size characterizing the exhaust gas cleaning system can be varied and depend, for example, on the type of exhaust gas cleaning system.
  • the size characterizing the exhaust gas cleaning system can e.g. a status of the exhaust gas cleaning system. For example, it can be determined from the system data whether the actual operation of the system deviates from a predetermined or predetermined target operation.
  • the size characterizing the exhaust gas cleaning system can e.g. an energetic key figure (e.g. energy consumption, fuel consumption etc.) or a material key figure (e.g. pollutant balance, amount of processed exhaust gas etc.), which describes a current operation of the exhaust gas cleaning system or the operation of the exhaust gas cleaning system over a longer period of time.
  • the size characterizing the exhaust gas cleaning system can also describe a trend or a development of the exhaust gas cleaning system (e.g. an operating parameter or measurement parameters of the exhaust gas cleaning system changes over a longer period of time).
  • the automated determination of the size characterizing the exhaust gas cleaning system in accordance with the computer-implemented method according to the invention can enable automated, time-efficient and thus less complex monitoring of the exhaust gas cleaning system. Calculation routines and algorithms only have to be stored once and can then evaluate the system data stored centrally in the data cloud. A dog-like evaluation of the system data by appropriately qualified specialist personnel can therefore be avoided. Monitoring of the exhaust gas cleaning system can therefore also be carried out more cost-effectively.
  • one or more variables characterizing the exhaust gas cleaning system can be determined for a user or operator of the exhaust gas cleaning system and by means of the computer-implemented method according to the invention can be determined or derived automatically from the system data.
  • the computer-implemented method according to the invention can also be used to automatically determine, for example, individually interested sizes for the user or operator.
  • the system data can be accessed from any location and at any time.
  • the evaluation of the system data or the determination of the size characterizing the exhaust gas cleaning system can thus be e.g. take place in the data cloud itself or in a data processing system coupled with the data cloud.
  • an operator or a manufacturer of the exhaust gas cleaning system can maintain a data processing system in order to retrieve the system data from the data cloud and to evaluate it locally in the data processing system.
  • data storage in the data cloud means that not only current system data but also system data from any point in time or period can be accessed. Accordingly, not only can the exhaust gas cleaning system be characterized using current system data, but essentially any points in time or periods can be evaluated. Due to the storage of the system data in the data cloud, there is also redundant data storage, so that the risk of data loss is reduced compared to conventional data collection approaches for exhaust gas cleaning systems.
  • an operator or manufacturer of the exhaust gas cleaning system can be enabled to monitor the operation of the exhaust gas cleaning system more easily and to track the function of the exhaust gas cleaning system using a central means.
  • the computer-implemented method comprises providing information about the variable characterizing the exhaust gas purification system for retrieval by an application executed on a terminal device of a user.
  • an application executed on a terminal device of a user.
  • the end device of the user can be, for example, a mobile end device such as a smartphone, a tablet computer or a laptop computer or a stationary end device such as a computer.
  • the application can be, for example, an application specially provided for monitoring the exhaust gas cleaning system.
  • the application can also be a universal application (for example an Internet browser).
  • the information about the variable characterizing the exhaust gas cleaning system can be provided, for example, as a value or series of values that can be called up by the application or as a graphic that can be called up by the application. Accordingly, the information about the size characterizing the exhaust gas cleaning system can be provided in a format that is easy for the user to understand.
  • the information about the size characterizing the exhaust gas purification system is provided on a website with access restricted to a predetermined user group.
  • the provision of the information on the size characterizing the exhaust gas cleaning system on a website enables the user to have flexible local and time access to the size characterizing the exhaust gas cleaning system and thus flexible monitoring of the exhaust gas cleaning system.
  • the user can output the information via a website e.g. also enable individual ads to be created on the website using appropriate configuration options.
  • the access restriction also enables system monitoring to be secured against access by unauthorized third parties. Access can be restricted, for example, using a password, a security certificate or local access restrictions.
  • the quantity characterizing the exhaust gas cleaning system can also be stored in the data cloud according to some exemplary embodiments.
  • the computer-implemented method can also include storing information about the variable characterizing the exhaust gas cleaning system in the data cloud.
  • the information about the size characterizing the exhaust gas cleaning system can also be stored redundantly in the data cloud, so that the information about the size characterizing the exhaust gas cleaning system can be accessed flexibly in terms of time and location, with a minimized risk of data loss.
  • the at least one variable characterizing the exhaust gas purification system is determined continuously. This means that the size characterizing the exhaust gas purification system is determined continuously (continuously) by the computer-implemented method.
  • the continuous determination of the characterizing size also enables the determination of temporal profiles or changes over time of the characterizing size, which in turn can characterize the exhaust gas cleaning system or its operating behavior.
  • variable characterizing the exhaust gas purification system is determined discontinuously - for example periodically or as a result of the occurrence or determination of the occurrence of a predetermined event. If, for example, a certain size characterizing the exhaust gas cleaning system is only required once a year to produce a legally required report, it may be sufficient to determine this size only once a year from the system data. In this way, computing effort for unnecessary determinations (e.g. calculations) of the size characterizing the exhaust gas cleaning system can be saved.
  • the size that characterizes the exhaust gas purification system is, according to some embodiments, a quantity that can be measured directly on the exhaust gas purification system, but that (in reality) is not measured on the exhaust gas purification system.
  • the term “directly measurable” is to be understood in such a way that the size under consideration (theoretically) would be measurable directly on the respective element of the exhaust gas cleaning system using a correspondingly designed sensor if a corresponding sensor were installed on the exhaust gas cleaning system or one installed on the exhaust gas cleaning system Sensor would be functional or calibrated.
  • the volume flow of exhaust gas entering the exhaust gas cleaning system could be measured directly via a volume flow sensor at the inlet of the exhaust gas cleaning system.
  • variable characterizing the exhaust gas cleaning system can be very cost-intensive due to the sometimes high purchase costs for the sensor.
  • a variable characterizing the exhaust gas cleaning system can be derived from other recorded measurement data using thermodynamic relationships or combustion calculations.
  • the volume flow in the example above can be calculated or determined from the difference between pressures measured along the exhaust gas flow. The method according to the invention can thus determine the characteristics characterizing the exhaust gas purification system without direct measurement and without the need for high-priced sensors. This is illustrated again in the following example.
  • a parameter of interest can be, for example, the efficiency of the exhaust gas cleaning system, which indicates what proportion of one or more pollutants supplied to the exhaust gas cleaning system is removed from the exhaust gas or exhaust air stream by the exhaust gas cleaning system.
  • the efficiency rj SCh a d can be defined as follows: c inlet c outlet c outlet
  • c entry denotes the concentration of the at least one pollutant in the exhaust gas stream to be cleaned, which enters the exhaust gas cleaning system, and ( exit the concentration of the at least one pollutant in the cleaned exhaust gas stream which is discharged by the exhaust gas cleaning system.
  • the two the Exhaust gas cleaning system characterizing pollutant concentrations could be measured continuously and directly (directly) in the exhaust gas stream to be cleaned or in the cleaned exhaust gas using appropriate sensors.
  • corresponding sensors are expensive, which is why it is desirable to install as few or no such sensors in the exhaust gas cleaning system.
  • the respective particle number of the pollutant in the exhaust gas stream to be cleaned as well as in the cleaned exhaust gas stream can alternatively be measured, for example.
  • the degree of particle separation and thus the efficiency rjsc h a d Exhaust gas cleaning system can then be determined analogously to the above mathematical expression (1) from the number of particles in the exhaust gas stream to be cleaned and the number of particles in the cleaned exhaust gas stream.
  • the concentration of the at least one pollutant in the exhaust gas stream to be cleaned can be determined according to the invention as the variable characterizing the exhaust gas cleaning system from the system data.
  • the pollutant sensor for direct measurement of the concentration of the at least one pollutant in the exhaust gas stream to be cleaned can be dispensed with and the concentration can be determined from measured values of an already existing carbon dioxide sensor of the exhaust gas cleaning system, which has a carbon dioxide concentration in a cleaned exhaust gas stream is passed on from the exhaust gas purification system.
  • the carbon dioxide concentration in the cleaned exhaust gas stream corresponds to the sum of the carbon dioxide contained in the exhaust gas stream to be cleaned and the carbon dioxide generated during the conversion of the pollutant (for example by TNV).
  • concentration of the at least one pollutant eg measured as organically bound carbon by means of a flame ionization detector correlates with the amount converted into carbon dioxide.
  • the concentration of the at least one pollutant in the exhaust gas stream to be cleaned can optionally also be taken into account that e.g. by the combustion of the exhaust gas stream to be cleaned, different volume flows result for the gas stream entering or exhausting from the exhaust gas cleaning system. Such dilution effects can e.g. over one or more correction terms (of the same or different order) are taken into account.
  • the concentration of the at least one pollutant in the exhaust gas stream to be cleaned can also be determined, for example, from measured values of an explosimeter of the exhaust gas cleaning system, which measures a concentration of potentially explosive gases in the exhaust gas stream to be cleaned.
  • concentration meters also known as LEL (lower explosion limit) sensors, are partly already available on the exhaust gas cleaning system for safety reasons (e.g. in the collector at the inlet of the exhaust gas cleaning system).
  • LEL lower explosion limit
  • the concentration of the at least one pollutant in the exhaust gas stream to be cleaned can be determined, for example, from measured values of a mass flow sensor of the exhaust gas purification system, which measures a mass flow of a fuel used for thermal combustion of the exhaust gas stream to be cleaned.
  • a higher concentration of the at least one pollutant in the exhaust gas stream to be cleaned correlates with a lower need for fuel, since the fuel is substituted by the increased pollutant content in the exhaust gas stream to be cleaned.
  • the concentration of the at least one pollutant in the cleaned exhaust gas flow can be measured in a representative operating mode of the exhaust gas cleaning system, for example once during commissioning or with periodic recurring legal measurements (e.g. in accordance with Section 28 of the Federal Immission Control Act in Germany) and assumed to be essentially constant.
  • the measured value for the concentration of the at least one pollutant in the cleaned exhaust gas stream can e.g. automatically sent to the data cloud by the exhaust gas cleaning system or manually entered into the data cloud by an operator of the exhaust gas cleaning system.
  • the computer-implemented method according to the invention can further comprise determining a pollutant balance of the exhaust gas cleaning system for a predetermined period of time based on the determined concentration of the at least one pollutant in the exhaust gas stream to be cleaned.
  • the pollutant balance of the exhaust gas purification system balances the amount of the at least one pollutant introduced into the exhaust gas purification system and the amounts of the at least one pollutant have left the exhaust gas purification system.
  • the pollutant balance of the exhaust gas purification system indicates which mass flow of the at least one pollutant was disposed of by the exhaust gas purification system and which mass flow of the at least one pollutant was derived into the atmosphere as clean gas emission in the predetermined period.
  • the amount of the pollutants introduced into the exhaust gas purification system in the predetermined period results from the data of the volume flow of the exhaust gas led to the exhaust gas purification system and the associated concentration of at least one pollutant.
  • the pollutant balance can also be based on an individual measured value of the concentration of the at least one pollutant in the cleaned exhaust gas stream, which is included in the retrieved plant data and is passed on from the exhaust gas cleaning system.
  • concentration of the at least one pollutant in the cleaned exhaust gas stream can be assumed to be essentially constant, so that, for example, this value relates to the exhaust gas quantity introduced into the exhaust gas cleaning system in the predetermined period can be accounted for to determine the amount of pollutants emitted into the atmosphere by the exhaust gas purification system in the predetermined period.
  • the individual measured value can be viewed as a reference measured value measured only once.
  • the efficiency of the emission control system is formed over the amount of exhaust gas introduced into the emission control system in the predetermined time period in order to determine the amount of pollutants detoxified in the emission control system in the predetermined time period.
  • the pollutant balance with regard to the exhaust gas cleaning system can enable a user to monitor the proper functioning of the exhaust gas cleaning system.
  • the pollutant balance with regard to the exhaust gas cleaning system can simplify compliance with legal regulations and reporting obligations for the user.
  • the at least one pollutant can be one or more organic or inorganic solvents.
  • the at least one pollutant can be one or more organic or inorganic solvents.
  • solvents In Germany, users of solvents are required by the Federal Immission Control Act to prepare an annual solvent balance sheet. The user lists the solvent masses used and their whereabouts (recovery, remaining in products, disposal, diffuse emissions) on the balance sheet.
  • the user proves through his inventory management that 500 t of ethyl acetate are used as a solvent for printing on the flexible packaging.
  • measurements and / or estimates can be used to determine that the exhaust air contains 4 g of ethyl acetate per m 3 before the exhaust gas cleaning.
  • the exhaust air purification system is operated, for example, at 3,500 h per year with a volume flow of 30,000 m 3 / h (corresponds to 420 t / a).
  • the exhaust gas cleaning system achieves a cleaning to 20 mg / m 3 (eg known from individual measurements). This corresponds to around 2 t / a of solvent emissions into the atmosphere. This results in a balance sheet deficit of 80 t / a.
  • the user can rule out (eg postulate for the example) that solvent remains in the product. Furthermore, in this example, no solvents are recovered from the exhaust air, so that the rest leave the production as so-called "diffuse emissions from sources not captured" (here, for example, the hall ventilation should be mentioned).
  • the solvents that are supplied to the exhaust air purification system generally do not represent a constant mass flow. The concentration in the exhaust air and the exhaust air volume flow fluctuate considerably in some cases.
  • variable characterizing the exhaust gas cleaning system can also be, for example, an energy consumption of the exhaust gas cleaning system for a predetermined period of time and / or a predetermined operating mode of the exhaust gas cleaning system.
  • the energy consumption of the exhaust gas cleaning system can be recorded by means of the computer-implemented method according to the invention.
  • the energy consumption of the exhaust gas cleaning system can be both the total energy consumption of the exhaust gas cleaning system and an energy consumption based on a specific energy carrier or a specific type of energy.
  • the electrical energy consumed by the exhaust gas cleaning system or the energy consumed by the exhaust gas cleaning system in the form of fuels (for example natural gas or biogas) can be determined from the system data.
  • the determined energy consumption can, for example, be analyzed with regard to energy saving potential and can thus be used to increase the energy efficiency of the exhaust gas cleaning system. Likewise, the automatically determined energy consumption can make it easier to comply with reporting obligations (e.g. DIN EN ISO 50001), since specialist personnel can essentially do without complex and labor-intensive manual data analysis. The energy consumption can also be concluded that the exhaust gas cleaning system is operating correctly.
  • the energy consumption can be derived from various variables measured on the exhaust gas cleaning system. For example, the amount of fuel consumed (e.g. natural gas), a volume flow of the exhaust gas stream to be cleaned (e.g. including solvents), the electrical energy consumed to drive fans and pumps or the electrical energy consumed to generate or line compressed air can be measured and the energy consumption of the exhaust gas cleaning system can be determined from this. Exhaust gas losses, process heat generated by the exhaust gas cleaning system or transmission heat losses can also be taken into account, for example. It should again be noted that the variables mentioned above are chosen purely by way of example and that other or more or fewer variables can also be considered
  • the amount of energy necessary for the cleaning or treatment of a predetermined volume of exhaust gas or exhaust air can be determined for a predetermined period and / or a predetermined operating mode of the exhaust gas cleaning system. If the amount of exhaust gas or exhaust air generated during the manufacture of a product is known, e.g. also the amount of energy required for the production of a certain amount or a certain volume of the product for exhaust gas or exhaust air purification can be determined. If the exhaust gas purification system provides process heat, the amount of energy required for the generation or provision of a predetermined amount of process heat can also be determined, for example. An operator or manufacturer of the exhaust gas cleaning system can thus be given a diverse characterization of the exhaust gas cleaning system with regard to energy consumption.
  • the determined energy consumption of the exhaust gas cleaning system can also be compared in one embodiment of the method according to the invention with one or more planned energy consumption. For example, an actual consumption can be compared to a target consumption. It can also be used to show an operator of the exhaust gas cleaning system, for example, how much of the energy consumed for the basic operation of the exhaust gas cleaning system (e.g. the system is operational but idle) and how much energy was used depending on the load. In this way, for example, energy consumption between several years can be compared - regardless of the production capacity, ie the amount of exhaust gas or exhaust air actually treated. When determining the energy consumption, it is also possible to use variables derived from the system data instead of directly measured variables.
  • the determination of the energy consumption can include deriving from at least part of the retrieved system data of a quantity that can be measured directly at the exhaust gas cleaning system and is not measured at the exhaust gas cleaning system.
  • a volume flow can be derived from existing pressure measurements according to the principles described above instead of being measured directly at the exhaust gas cleaning system.
  • the determination of the energy consumption then correspondingly comprises a determination of the energy consumption based on the derived quantity.
  • the energy consumption can be determined without the use of high-priced sensors. The monitoring of the exhaust gas cleaning system with regard to its energy consumption can thus be carried out more cost-effectively.
  • system data can also be used to determine an energy balance of the exhaust gas cleaning system, which indicates how much energy has been supplied to the exhaust gas cleaning system and what amount of energy has been released by the exhaust gas cleaning system.
  • variable characterizing the exhaust gas cleaning system can also be, for example, an amount of process heat generated or capable of being generated by the exhaust gas cleaning system in a predetermined time period.
  • the determination of the generated or producible amount of process heat can enable an operator of the exhaust gas purification system to better classify the exhaust gas purification system with regard to its energy management concept.
  • the exhaust gas cleaning system can be monitored to determine whether planned amounts of process heat were actually provided by the exhaust gas cleaning system.
  • the generated or producible amount of process heat can be derived from various sizes measured at the exhaust gas cleaning system. Some examples are detailed below.
  • the amount of process heat that can be generated for example, for an exhaust gas purification system for RTO with hot bypass in overautothermal operation (without heat use) from the measured Position of the hot gas flap (as an estimate for the volume flow of the cleaned waste gas) and the measured or predetermined temperature (adjustable parameter) of the heat transfer medium can be determined.
  • the same approach can be used to determine or estimate the amount of process heat actually generated in an exhaust gas cleaning system that uses the principle of RTO with heat utilization in superautothermal operation.
  • the process heat actually generated can also be determined, for example, from the measured flow rate of the heat transfer medium through the heat transfer device and the associated temperature difference (between the outlet and the entry of the heat transfer medium into / from the heat transfer device).
  • An operator of the exhaust gas cleaning system can thus be shown the amount of heat recovered from the exhaust gas or the exhaust air, which could be used again during operation. For example, it can also be determined what amount of process heat was generated using which amount of solvent in the superautothermal operation of the exhaust gas cleaning system.
  • the operator of the exhaust gas cleaning system can better characterize the exhaust gas cleaning system in this way and integrate it into his energy management concept.
  • the operator of the exhaust gas cleaning system can also check whether the exhaust gas cleaning system should generate process heat (e.g. according to the design).
  • the generation of process heat in the exhaust gas cleaning system can be advantageous, regardless of the operating mode, for example also with simultaneous use of natural gas in the combustion chamber. It can be taken into account, for example, the amount of solvent that was required up to the autothermal operating point of the exhaust gas cleaning system and the amount of solvent that can also be used in the exhaust gas or exhaust air stream to be cleaned.
  • An operator of the exhaust gas cleaning system can be balanced in such a way which amount of process heat was generated using which amounts of solvent and fuel.
  • the operator of the exhaust gas cleaning system can better characterize the exhaust gas cleaning system in this way and integrate it into his energy management concept.
  • the operator of the exhaust gas cleaning system can also check whether the exhaust gas cleaning system is intended to generate process heat (for example, according to the design).
  • the determination of the amount of process heat that can be generated or generated can be derived from at least a portion of the retrieved system data of a quantity that can be measured directly at the exhaust gas cleaning system and is not measured at the exhaust gas cleaning system.
  • a volume flow can be derived from existing pressure measurements in accordance with the principles described above instead of being measured directly at the exhaust gas purification system.
  • the determination of the generated or producible amount of process heat then accordingly comprises a determination of the generated or producible amount of process heat based on the derived quantity.
  • the amount of process heat that can be generated or generated can be determined without the use of sensors, which are sometimes expensive.
  • variable characterizing the exhaust gas purification system can be, for example, an amount of an operating material consumed in a predetermined period and / or a predetermined operating mode.
  • the consumption of operating materials can be monitored in a simple manner by the exhaust gas cleaning system.
  • the amount of natural gas consumed in an exhaust gas cleaning system that works on the principle of TNV, or an amount of injected urea in a DeNOx stage or an amount of acid or alkali used in a scrubber can be monitored.
  • exhaust gas cleaning systems can also comprise one or more separating devices (for example cyclone separators, filter devices, wet or dry electrostatic filters) for separating at least one pollutant contained in the exhaust gas stream to be cleaned.
  • the size characterizing the exhaust gas cleaning system can be a size characterizing the deposition process in the exhaust gas cleaning system.
  • the quantity characterizing the exhaust gas cleaning system can be, for example, an electrical energy requirement of an electrostatic precipitator depending on properties of the exhaust gas flow to be cleaned (ie the raw gas properties) or an energy used for the electrostatic precipitator depending on an efficiency of the electrostatic filter.
  • variable characterizing the separation process in the exhaust gas cleaning system can be obtained, for example, from measurement data of at least one sensor of the exhaust gas cleaning system measures a property of the exhaust gas flow to be cleaned, a sensor of the exhaust gas cleaning system, which measures a property of the cleaned exhaust gas flow, and / or control data for the at least one separating device (for example data about an adjustable parameter of the separating device or an operating parameter of the separating device) are determined.
  • exhaust gas purification systems can also comprise one or more concentration devices for increasing a concentration of at least one pollutant contained in the exhaust gas stream to be cleaned.
  • the size characterizing the exhaust gas purification system in some exemplary embodiments can be a size characterizing the concentration process in the exhaust gas purification system.
  • the size characterizing the gas cleaning system can, for example, also be a concentration of the pollutant in the exhaust gas stream to be cleaned or in the cleaned exhaust gas as a function of the rotational speed of an adsorption wheel of the exhaust gas cleaning system.
  • Exhaust gas purification systems can also comprise one or more condensation devices for condensing at least one (and possibly concentrated) pollutant contained in the exhaust gas stream to be cleaned.
  • the variable characterizing the exhaust gas purification system can be a variable characterizing the condensation process in some exemplary embodiments.
  • the parameter characterizing the condensation process can be, for example, an electrical energy input per amount of pollutant recovered (e.g. a solvent) or a parameter (e.g. temperature) of one of several condensation stages of the condensation device depending on a composition of the condensate obtained.
  • the computer-implemented method according to the invention therefore further comprises determining a parameter of the exhaust gas cleaning system based on the variable characterizing the exhaust gas cleaning system.
  • the computer-implemented method according to the invention further comprises outputting a message to at least one end device of a user, if the quantity characterizing the exhaust gas purification system lies outside a predetermined range of values. Accordingly, the user can be advised of an operation of the exhaust gas purification system outside of specified specifications, so that the user can react accordingly. For example, a message or an email can be sent to the at least one end device of the user.
  • the computer-implemented method according to the invention can also output a message to a user's end device if the measurement data of the at least one sensor of the exhaust gas cleaning system, which are included in the system data, lie outside a predetermined value range.
  • the computer-implemented method can also be used to monitor a plurality of exhaust gas purification systems coupled to the data cloud. For example, several emission control systems can be compared with each other.
  • the computer-implemented method according to the invention comprises, according to some exemplary embodiments, retrieving system data from a further exhaust gas cleaning system from the data cloud.
  • the system data of all emission control systems are the same in terms of their type and structure.
  • the method further comprises determining the characterizing variable for the further exhaust gas purification system based on the system data of the further exhaust gas purification system called up.
  • the method includes determining comparison information based on the characterizing variable for the exhaust gas cleaning system and the characterizing variable for the further exhaust gas cleaning system.
  • the comparison information describes a relation or a relationship between the characterizing variable for the exhaust gas cleaning system and the characterizing variable for the further exhaust gas cleaning system.
  • the comparison information can be a ratio of the characterizing size or a graphical comparison of the characterizing size for both exhaust gas cleaning systems.
  • a user can thus be able to directly compare the exhaust gas purification systems. From the comparison, the user can, for example, draw conclusions about the performance or necessary changes to one exhaust gas cleaning system compared to the other exhaust gas cleaning system.
  • the computer-implemented method according to the invention thus enables, for example, an operator or a manufacturer of the exhaust gas cleaning systems to simplify monitoring of several exhaust gas cleaning systems.
  • Embodiments of the invention also relate to a non-volatile machine-readable medium on which a program is stored with a program code for executing the inventive method for monitoring at least one exhaust gas cleaning system when the program is executed on a processor or a programmable hardware component.
  • the non-volatile machine-readable medium can, for example, be implemented as ROM, PROM, EPROM, EEPROM, FLASH memory or as another magnetic, electrical or optical memory on which electronically readable control signals are stored which are stored with the processor or the programmable hardware component can cooperate or cooperate in such a way that the respective method is carried out.
  • the program code can be present, inter alia, as source code, machine code or byte code and as another intermediate code.
  • embodiments of the invention relate to a program with a program code for executing the method according to the invention for monitoring at least one exhaust gas cleaning system when the program is executed on a processor or a programmable hardware component.
  • the invention further relates to a data processing system for monitoring the condition of at least one exhaust gas cleaning system (for example for cleaning an exhaust gas stream from an industrial system or an industrial process).
  • the data processing system comprises at least one processor which is set up to retrieve system data of the exhaust gas cleaning system from a data cloud.
  • the system data stored in the data cloud were received at least in part beforehand by the data cloud from the exhaust gas purification system.
  • the system data relate to at least measurement data of at least one sensor of the exhaust gas cleaning system and / or data about at least one adjustable parameter of the exhaust gas cleaning system.
  • the system data can include one or more of the above-mentioned further subsets of system data.
  • the at least one The processor is also set up to determine a variable characterizing the exhaust gas cleaning system based on the system data called up.
  • the data processing system according to the invention can also make it possible to monitor the operation of the exhaust gas cleaning system simply and centrally and to track the function of the exhaust gas cleaning system.
  • the data processing system can be part of the data cloud and the at least one processor can thus be a virtual or physical processor of the data cloud. Accordingly, the entire monitoring of the exhaust gas cleaning system can take place in the data cloud, so that a correspondingly powerful data processing system can be kept locally by e.g. an operator or a manufacturer of the emission control system is unnecessary. Instead, the system monitoring in the data cloud can be easily accessed as a service.
  • the steps of the computer-implemented method according to the invention described here can all be carried out in the data cloud or by the data cloud.
  • the data processing system may e.g. also act as a computer, a server, a server system or a back-end that can access the data cloud and can be operated, for example, by an operator or a manufacturer of the exhaust gas cleaning system.
  • the data processing system can also be a user's end device that can access the data cloud.
  • the invention also relates to an exhaust gas cleaning system for cleaning an exhaust gas stream to be cleaned from an industrial system or an industrial process (for example the chemical or pharmaceutical industry).
  • the exhaust gas cleaning system according to the invention comprises at least one inlet for introducing the gas stream to be cleaned into the exhaust gas cleaning system and an outlet for discharging a cleaned exhaust gas stream from the exhaust gas cleaning system.
  • the exhaust gas purification system according to the invention comprises a communication interface, which is set up to send system data generated in the exhaust gas purification system to a data cloud, the system data relate to at least measurement data of at least one sensor of the exhaust gas cleaning system and data about at least one adjustable parameter of the exhaust gas cleaning system.
  • the exhaust gas cleaning system according to the invention can enable redundant storage of the system data in the data cloud, so that the risk of data loss is reduced in comparison to conventional data collection approaches for exhaust gas cleaning systems. Due to the storage of the plant data in the data cloud, the plant data can also be accessed from any location and at any time.
  • the communication interface can e.g. be wired or wirelessly coupled to the data cloud via the Internet or a local network. According to exemplary embodiments, not only data transfer from the exhaust gas purification system to the data cloud can take place, but also vice versa.
  • the communication interface can be set up to receive configuration data or software updates for the exhaust gas cleaning system from the data cloud.
  • a programmable hardware component of the exhaust gas cleaning system can be designed to process the configuration data or software updates.
  • the system data of the exhaust gas cleaning system sent to the data cloud can include both unprocessed raw data of the exhaust gas cleaning system, data pre-processed by the exhaust gas cleaning system, or a combination thereof.
  • the exhaust gas cleaning system can have one or more cleaning devices for cleaning the exhaust gas stream to be cleaned (e.g. combustion chamber, filter, etc.).
  • the exhaust gas purification system can include a concentration device that is set up to increase a concentration of at least one pollutant contained in the exhaust gas stream to be cleaned.
  • the exhaust gas purification system can comprise a condensation device which is set up to condense at least one pollutant contained in the exhaust gas stream to be cleaned.
  • the exhaust gas purification system according to exemplary embodiments can also comprise a separating device which is set up to separate at least one pollutant contained in the exhaust gas stream to be cleaned. Exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the attached figures. Show it:
  • FIG. 1 schematically shows a monitoring system for an exhaust gas cleaning system
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a graphical user interface, in which various variables characterizing an exhaust gas cleaning system are shown;
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment for operating modes of an exhaust gas cleaning system
  • Fig. 4 shows an embodiment of a monitored exhaust gas cleaning system with a separating device
  • FIG 5 shows an exemplary embodiment of a monitored exhaust gas purification system with a concentration device and a condensation device.
  • the exhaust gas cleaning system 110 comprises an inlet 111 for introducing an exhaust gas stream 101 to be cleaned from an industrial system such as a printing machine (not shown). Furthermore, the exhaust gas cleaning system 110 comprises at least one cleaning device 114 for cleaning the exhaust gas stream 101. For example, the cleaning device 114 can clean the exhaust gas stream 101 in accordance with one of the methods described above.
  • the exhaust gas purification system 110 further comprises an outlet 112 for discharging a cleaned exhaust gas flow 102 from the exhaust gas purification system 110.
  • the exhaust gas purification system 110 also comprises at least one sensor 115 for detecting a variable of interest (for example a pressure or a concentration of one or more substances) on an element Emission control system 110 to measure.
  • the exhaust gas cleaning system 110 comprises a (wireless or wired) communication interface 113 for connecting the exhaust gas cleaning system 110 to a data cloud 120.
  • the exhaust gas cleaning system 110 can exchange data with the data cloud 120 via the communication interface 113.
  • the communication interface 113 is set up to transmit system data generated in the exhaust gas purification system Send data cloud 120.
  • the communication interface 113 can send the system data to the data cloud 120, for example continuously, periodically or in an event-driven manner.
  • the system data can include both unprocessed raw data from the exhaust gas cleaning system 110 and preprocessed data from the exhaust gas cleaning system 110.
  • the plant data are stored in a storage means 122 of the data cloud 120 (e.g. one or more hard disks), so that the plant data can be accessed locally and in a flexible manner in terms of time. Likewise, data loss can be anticipated due to the data storage in the data cloud 120. Furthermore, further system data e.g. manually entered into the data cloud 120 or received by other systems (e.g. identical or similar exhaust gas cleaning system to the exhaust gas cleaning system 120 - not shown).
  • the data cloud 120 comprises at least one (virtual or physical) processor 121, which carries out the analysis of the system data according to the invention for monitoring the exhaust gas cleaning system 110.
  • the processor 121 is set up to retrieve the system data of the exhaust gas cleaning system 110 from the storage means 122 of the data cloud 120 and to determine the quantity characterizing the exhaust gas cleaning system 110 based on the system data called up.
  • variable characterizing the exhaust gas cleaning system 110 On the basis of the variable characterizing the exhaust gas cleaning system 110, the current or a past state or the behavior of the system can be described and thus presented to an operator or manufacturer of the exhaust gas cleaning system 110. Likewise, further parameters of exhaust gas cleaning system 110 can be derived from the quantity characterizing exhaust gas cleaning system 110 by processor 121. The determination of one or more variables or characteristic variables characterizing the exhaust gas cleaning system 110 is carried out in accordance with the principles described above. For example, the processor 121 can be set up to determine an energy consumption or a solvent balance of the exhaust gas cleaning system 110 in accordance with the principles described above. The information about the variable characterizing the exhaust gas purification system 110 can also be stored in the data cloud 120.
  • Information about the quantity (s) characterizing the exhaust gas cleaning system can be displayed to a user, for example, via a graphic user interface generated by the processor 121, which the user can call up via a terminal 130 (e.g. a smartphone or a tablet computer).
  • a terminal 130 e.g. a smartphone or a tablet computer.
  • An example of a graphical user interface 200 is shown in FIG. 2.
  • the graphical user interface 200 can e.g. can be output via a dedicated application or as a website on the end device 130 of the user.
  • measured temperatures of the exhaust gas purification system 110 such as The temperatures of the exhaust gas flow to be cleaned, the cleaned exhaust gas flow, a bed (e.g. underbed) of the exhaust gas cleaning system 110 or the combustion chamber are shown as bars or bar charts.
  • other variables measured at the exhaust gas cleaning system 110 or the course of a variable characterizing the exhaust gas cleaning system 110, which is derived from the system data, can also be represented. For example, volume flows (measured directly or determined from the converter frequency of a fan), positions of flaps (e.g. hot gas flap), measured values from LEL sensors or loading states or the state of a fuel injection can be displayed.
  • a trend display for quantities of interest of the exhaust gas purification system 110 that are of interest is integrated into the graphical user interface 200.
  • the course of a variable measured at the exhaust gas cleaning system 110 or the course of a variable characterizing the exhaust gas cleaning system 110, which is derived from the system data, are shown.
  • a representation of the operating hours of the exhaust gas purification system 110 for the individual operating modes is also integrated in the graphical user interface 200.
  • the graphical user interface 200 can, for example, be configured individually for the user. In this way, depending on the sensor equipment of the exhaust gas cleaning system, 110 different ones can be used Parameters or parameters characterizing the exhaust gas purification system 110 are automatically determined or calculated from the system data and displayed to the user. These variables or parameters can also be adopted by the user, for example for required reports. The output of the respective sizes or values for reports is automated and therefore time-efficient based on the stored calculation routines.
  • an event list relating to the various possible operating modes of the exhaust gas cleaning system 110 is also shown.
  • the operating states of the exhaust gas cleaning system 110 can be determined from the analyzed system data of the exhaust gas cleaning system 110.
  • FIG. 3 An example of a hierarchical structure of a plurality of operating modes of an exhaust gas purification system for RTO is shown in FIG. 3.
  • the exhaust gas purification system can generally be in either an off operating mode 300, an on operating mode 305 or a fault mode 310.
  • the exhaust gas cleaning system can be in a start-up operating mode 315, in which the exhaust gas cleaning system heats up, or in a shutdown operating mode 325, in which the exhaust gas cleaning system is switched off “normally” and with Fresh air is purged (mode 326) or cooled after a fault (mode 327).
  • the exhaust gas cleaning system can also be in a cleaning operating mode 330, in which the exhaust gas cleaning system is cleaned, or a normal operating mode 320, in which the exhaust gas stream is cleaned, during the on-mode 305.
  • the exhaust gas cleaning system can be in a subautothermal operating mode 335, in which the exhaust gas is cleaned by means of RTO while injecting a fuel to ensure a minimum combustion chamber temperature.
  • the exhaust gas purification system in the subautothermal operating mode 335 can also be in a standby mode in which the combustion chamber temperature is kept above a minimum temperature with a minimal air supply.
  • the exhaust gas cleaning system in normal operating mode 320 can be in an autothermal operating mode 340, in which the exhaust gas is cleaned by means of RTO without Addition of additional fuel, but still no hot gas can be extracted for process heat generation.
  • the exhaust gas is cleaned by means of RTO without the addition of additional fuel and the hot gas flap is set in the exhaust gas cleaning system in such a way that hot gas is discharged via a hot bypass for process heat generation.
  • the exhaust gas is cleaned by means of RTO without the addition of further fuel and the maximum amount of hot gas is extracted for process heat generation.
  • cold air is additionally conducted into the combustion chamber.
  • the exhaust gas is cleaned by means of RTO while injecting a fuel.
  • heat is extracted through the hot bypass of the exhaust gas cleaning system (regulated by the position of the hot gas flap).
  • the table below shows an overview of specifications for various adjustable parameters in some of the above operating modes.
  • the actual values of the parameters can be measured via sensors of the exhaust gas cleaning system.
  • the measured values and the target values are stored in the data cloud by the exhaust gas cleaning system and are thus available for monitoring the exhaust gas cleaning system according to the invention.
  • an exhaust gas purification system 400 shows the monitoring of an exhaust gas purification system 400 with a separating device in the form of an electrostatic filter 410 (also referred to as an electrical separator, electrical separator or electrostatic separator).
  • electrostatic filter 410 serves purely by way of example to illustrate a separating device for separating particles from an exhaust gas flow or exhaust air flow.
  • a cyclone separator or other filter device can be used as a separator.
  • the exhaust gas cleaning system 400 includes an inlet for introducing an exhaust gas stream 401 to be cleaned from an industrial system.
  • the electrostatic filter 410 is used to clean the exhaust gas stream 401. After cleaning by the electrostatic filter 410, the cleaned gas stream 402 is discharged from the exhaust gas cleaning system 400 via an outlet.
  • the electrostatic filter 410 is used to separate particles (i.e. a coherent mass of solid or liquid matter) e.g. a pollutant from the exhaust gas stream 401 to be cleaned.
  • particles i.e. a coherent mass of solid or liquid matter
  • VDI the Association of German Engineers
  • the electrostatic filter 410 comprises a so-called spray electrode, which generates gas ions in the exhaust gas stream 401 to be cleaned by means of corona discharge.
  • the pollutant particles contained in the gas stream 401 to be cleaned are charged by the ionized gas components and therefore perform a directional movement in the electric field of the electrostatic filter 410 towards one or more precipitation electrodes (separating electrodes) of the electrostatic filter 410.
  • the charged pollutant particles “migrate” to the precipitation electrode or electrodes.
  • the precipitation electrode (s) is / are cleaned and the pollutant particles are thus removed from the exhaust gas stream.
  • the precipitation electrode (s) are cleaned by (for example periodic) knocking on the precipitation electrode (s), see above that the particle layer formed on the precipitation electrode (s) is knocked off.
  • the separated drops run down quasi-continuously (possibly supported by a rinsing with a liquid).
  • the electrostatic filter 410 can be designed as a plate electrostatic filter or as a tubular electrostatic filter.
  • the effectiveness of the separation (i.e. the degree of separation) in the electrostatic filter 410 can be set or influenced via a large number of parameters.
  • a volume flow of the exhaust gas stream 401 to be cleaned e.g. also a volume flow of the exhaust gas stream 401 to be cleaned, a composition of the exhaust gas stream 401 to be cleaned (for example depending on the water or acid dew point), a temperature of the exhaust gas stream 401 to be cleaned, a pressure of the exhaust gas stream 401 to be cleaned, a particle concentration in the to be cleaned Exhaust gas stream 401 (e.g. a raw gas dust concentration), a specific resistance of the particles (e.g.
  • a particle size distribution of the particles in the exhaust gas stream 401 to be cleaned a particle number in the exhaust gas stream 401 to be cleaned, a composition of the particles in the exhaust gas stream 401 to be cleaned (eg a dust composition) or a particle concentration to be reached in the cleaned exhaust gas stream 402 influence the effectiveness of the separation.
  • the raw gas 401 fed to the separator in the form of the electrostatic filter 410 is cleaned as described above (i.e. the particle load is reduced), so that the sufficiently cleaned clean gas 402 can be passed on.
  • At least one sensor 420 of the exhaust gas cleaning system 400 can collect data relating to the exhaust gas stream 401 to be cleaned, which are relevant for the separation process.
  • the sensor 420 can e.g. Measure one of the aforementioned parameters of the exhaust gas stream 401 to be cleaned.
  • data relating to the cleaned exhaust gas stream 402 can be collected by at least one further sensor 430.
  • the second measuring point in the form of at least one further sensor 430 is optional.
  • the measurement data of the sensors 420 and 430 are sent from the exhaust gas cleaning system 400 as system data to the data cloud 440 and are analyzed there according to the invention. If, for example, the number of particles in the exhaust gas stream 401 to be cleaned and in the cleaned exhaust gas stream 402 is determined by the sensors 420 and 430, the efficiency of the electrostatic filter 410 can be determined in the data cloud 440.
  • a user can access the data or the analysis (for example by means of the graphical user interface shown in FIG. 2) via a terminal 450.
  • Further data which can be sent from the exhaust gas cleaning system 400 as system data to the data cloud 440 are data present in a controller 460 (for example a programmable logic controller, PLC) of the exhaust gas cleaning system 400. Accordingly, this data can also be used to characterize the deposition process in the electrostatic filter 410.
  • the other data of the control 460 can e.g.
  • a frequency of cleaning the precipitation electrode (s) eg a frequency of “knocking” with a dry electrostatic filter 410
  • an amount or mass of the separated particles can be derived or determined from a sensor measurement value, for example), an electrical energy requirement individual components or aggregated to complete assemblies, a quantity or mass of a cleaning fluid used for cleaning the precipitation electrode (s) in a wet electrostatic precipitator, a quantity or mass of the separated drops in a wet electrostatic precipitator (can be derived from a sensor measurement or . be determined) or display a number of flashovers in the electrostatic filter.
  • the aforementioned parameters are chosen purely as an example and are used for illustration. According to exemplary embodiments, the additional data can also show additional, fewer or different parameters.
  • some or more of the system data are used for monitoring exhaust gas cleaning system 400 or for analyzing the separation process in electrostatic filter 410.
  • one or more variables characterizing the deposition process can be determined by the data cloud 440. For example, an energy used for the electrostatic filter 410 depending on an efficiency of the electrostatic filter 410, a tapping interval of the precipitation electrode (s) of the electrostatic filter 410 depending on an efficiency of the electrostatic filter 410, an electrical energy requirement of the electrostatic filter 410 depending on properties of the exhaust gas stream 401 to be cleaned, a current flow in the electrostatic filter 410 depending on the properties of the Exhaust gas stream 401 to be cleaned (for example tracking a trend over time) or an adaptation or readjustment for the field strength control of the electric field in the electrostatic filter 410 to avoid flashovers.
  • Fig. 5 shows the monitoring of an exhaust gas cleaning system 500 with solvent recovery.
  • Solvents e.g. organic solvents such as ethyl acetate, ethanol or isopropanol
  • the solvents are sometimes a considerable resource (costs sometimes significantly higher than 1 € / kg), so that solvent recovery can make technical and economic sense.
  • the production system 560 shows an industrial production system 560 (e.g. a printing system or a coating system), for example and in a highly simplified manner.
  • the production system 560 is also supplied with solvents (e.g. bound in a printing ink).
  • the solvent input into the production plant 560 can e.g. from measured values from a sensor 545 (which, for example, measures the amount of color in which the solvent is bound).
  • information regarding the solvents or other relevant plant parameters can be collected via one or more further sensors 547 on the production plant 560 itself.
  • a printing system when the paint is applied, but at the latest during drying, the solvents are released and passed on with the exhaust gas stream 501. From e.g. For reasons of immissions protection, the release of solvents into the environment is not permitted. Exhaust gas purification is therefore carried out by means of the industrial exhaust gas purification system 500.
  • the solvent recovery can take place via various process engineering steps.
  • the exhaust gas stream 501 to be cleaned can first be subjected to a concentration process and then to a desorption process (for example by means of steam, hot gas or inert gas) before the desorbate thus generated (ie the concentrated exhaust gas stream) is fed to a condensation process in order to Separate solvents from the exhaust gas flow by means of condensation.
  • a concentration process for example adsorption, absorption or membranes.
  • the desorbent 521 thus produced is then fed to a condensation device 510, which condenses the at least one pollutant and thus removes it from the desorbate 521. Accordingly, both the concentration device 520 and the condensation device 510 provide a cleaned exhaust gas stream 502 or 502 '.
  • the concentration can be carried out, for example, using a bed adsorber or a concentration wheel (e.g. with zeolite and / or activated carbon).
  • a bed adsorber or a concentration wheel e.g. with zeolite and / or activated carbon.
  • the condensation can also take place without prior concentration by the concentration device 520.
  • the gas stream 501 to be cleaned can also be fed directly to the condensation device 510.
  • a pollutant in the exhaust gas stream 501 to be cleaned of a dryer can also be condensed directly by the condensation device 510 (a concentration of the pollutant in the exhaust gas stream 501 to be cleaned can already be achieved, for example, by circulating air in the dryer itself).
  • the exhaust gas stream 501 to be cleaned can also be condensed with subsequent adsorptive concentration of the residual cargo in order to achieve the desired or necessary maximum pollutant loading of the cleaned exhaust gas stream 502 ′.
  • solvent recovery can be carried out using various approaches, e.g. can be selected depending on process requirements and the type of solvent or solvents.
  • the solvents obtained in the condensation device 510 can then optionally be processed in a solvent preparation device 530 and fed back into the production process or the production system 560.
  • the processing can also be omitted according to exemplary embodiments.
  • the recovered solvents can also be collected and further processed externally (ie they will not become immediate fed back into the production process or the production plant 560).
  • the cleaned exhaust gas streams 502 and 502 ′ can be discharged into the environment or fed back into the production process or the production system 560.
  • data relating to the individual exhaust gas flows or solvent flows can be collected.
  • the measurement data of the sensors 540, 541, 542, 543, 544 and 546 are sent by the exhaust gas cleaning system 500 as system data to a data cloud 550 and analyzed there according to the invention.
  • data from one or more of the sensors 545 and 547 of the industrial production plant 560 can also be received by the data cloud 550 and included in the analysis.
  • the sensors shown in FIG. 5 are only selected as examples and are used for illustration. According to exemplary embodiments, more, fewer or differently placed sensors can also be used.
  • the data cloud 550 can be used to analyze, evaluate or balance the overall system or selected sub-processes. Since the exhaust air purification takes place with the aim of recovery, there is a direct coupling of the exhaust gas purification system 500 with the production process.
  • sensor information before and / or after a process step or a sub-step can be used alone or together with information from the respective process in the Data cloud 550 are evaluated or combined in order to determine one or more characterizing variables of the exhaust gas cleaning system 500 and to make them available for retrieval by a terminal 570 of a user.
  • a concentration of one or more pollutants in the exhaust gas stream 501 to be cleaned, in the cleaned exhaust gas stream 502 or in the desorbate 521 can be cleaned from the transmitted system data depending on the speed of rotation of an adsorption wheel or depending on an inlet temperature of the Exhaust gas flow 501 or the desorption temperature can be determined.
  • a switchover time can be determined for a 2-pipe condensation depending on the operating temperature and gas properties at the inlet of the condensation device.
  • “2-pipe” means redundancy of the units, since one pipe always freezes during condensation the other strand is thawing. Key figures for individual condensation levels (eg temperatures) can also be determined as a characteristic variable depending on the condensate composition.
  • a characteristic pumping capacity can also be determined, for example, for individual condensation levels for monitoring (balancing) individual fractions (for example, the amount of the condensate quantity pumped as a function of input variables).

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zur Überwachung zumindest einer Abgasreinigungsanlage zur Reinigung eines zu reinigenden Abgasstroms einer Industrieanlage oder eines industriellen Prozesses. Das Verfahren umfasst ein Abrufen von Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage aus einer Datenwolke. Die in der Datenwolke gespeicherten Anlagendaten wurden zuvor zumindest teilweise durch die Datenwolke von der Abgasreinigungsanlage empfangen. Die Anlagendaten betreffen wenigstens Messdaten zumindest eines Sensors der Abgasreinigungsanlage und/oder Daten über zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreinigungsanlage. Das Verfahren umfasst ferner ein Bestimmen zumindest einer die Abgasreinigungsanlage charakterisierenden Größe basierend auf den abgerufenen Anlagendaten.

Description

ABGASREINIGUNGSANLAGE SOWIE VERFAHREN UND DATENVERARBEITUNGSSYSTEM ZUR ÜBERWACHUNG ZUMINDEST EINER ABGASREINIGUNGSANLAGE
Die vorliegende Erfindung betrifft die Überwachung von Abgasreinigungsanlagen. Insbeson dere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein computerimplementiertes Verfahren und ein Datenverarbeitungssystem zur Überwachung zumindest einer Abgasreinigungsanlage so wie auf eine Abgasreinigungsanlage selbst.
Abgasreinigungsanlagen werden verwendet, um einen Abgasstrom bzw. einen Abluftstrom zu reinigen. Während des Betriebs einer Abgasreinigungsanlage wird von der Abgasreini gungsanlage selbst eine Vielzahl an Datenpunkten erhoben bzw. erzeugt. Um eine Überwa chung bzw. Charakterisierung der Abgasreinigungsanlage zu ermöglichen, werden diese Da tenpunkte analysiert bzw. ausgewertet. Dazu werden die Daten konventionell auf einem mit der Abgasreinigungsanlage gekoppelten lokalen Speichermedium (z.B. Speicherkarte, trag bare Festplatte oder USB-Stick) gespeichert und anschließend von Fachpersonal manuell aus gewertet. Beispielsweise können mittels spezieller Software aufgezeichnete Messdaten durch das Fachpersonal visualisiert werden oder mittels zum Teil aufwendiger Berechnungen inte ressierende Größen berechnet bzw. abgeschätzt werden.
Die bisherige Auswertung der von der Abgasreinigungsanlage erzeugten Datenpunkte be schränkt die Bestimmung des Anlagenzustands im Wesentlichen auf den momentanen und/o der zeitlich zurückliegenden Zustand. Ebenso ist die Auswertung der Datenpunkte nur mit entsprechenden Fachkenntnissen und unter erheblichem Zeitaufwand möglich. Auch sind die Datenpunkte gewöhnlich nur lokal an der Anlage verfügbar, so dass ein unmittelbarer Zugang zur Anlage für das auswertende Fachpersonal nötig ist.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Möglichkeit zur Überwachung von Abgasreinigungsanlagen bereitzustellen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein computerimplementiertes Verfahren und ein Datenverarbeitungssystem zur Überwachung zumindest einer Abgasreinigungsanlage sowie eine Abgasreinigungsanlage gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Aspekte sowie Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Be schreibung sowie in den Figuren beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zur Überwachung zumindest einer Abgasreinigungsanlage. Eine Abgasreinigungsanlage ist eine Anlage, die Verunreinigungen bzw. einen oder mehrere Schadstoffe aus einem zugeführ ten Abgasstrom bzw. Abluftstrom entfernt, so dass ein gereinigter Abgasstrom von der Ab gasreinigungsanlage fortgeleitet werden kann. Das von der Abgasreinigungsanlage fortgelei tete, gereinigte Abgas wird vielfach auch als Reingas bezeichnet. Der zu reinigende Ab gasstrom bzw. Abluftstrom, der der Abgasreinigungsanlage zugeführt wird, kann beispiels weise von einer Industrieanlage oder einem industriellen Prozess etwa der chemischen, pet- rochemischen, pharmazeutischen oder lösemittelverarbeitenden Industrie stammen. Ein Schadstoff kann dabei als ein Stoff verstanden werden, der beim Auftreten in einer gewissen Menge bzw. Konzentration (z.B. definiert als Masse des Schadstoffs pro Volumen im Ab gasstrom bzw. Abluftstrom oder als Anzahl an Schadstoffpartikeln pro Volumen im Ab gasstrom bzw. Abluftstrom) Pflanzen, Tieren, Menschen und/oder der Umwelt schadet. Ent sprechend kann die Reinigung des Abgas- bzw. Abluftstroms z.B. eine Entgiftung, eine Ent- stickung, eine Entsäuerung, eine Entschwefelung, eine Entstaubung oder eine Kombination davon umfassen. Beispielsweise können durch die Abgasreinigungsanlage organische und/o- der anorganische Schadstoffe aus dem Abgas- bzw. Abluftstrom entfernt werden. Mittels ei ner Abgasreinigungsanlage können z.B. Lösemittel, Stickoxide (NOx), Schwefeloxide (SOx), Fluorwasserstoff (HF), Ammoniak (NH3), Chlorwasserstoff (HCl), Dioxine, Furane bzw. Schadstoffe der Grundstruktur CxHyOz (C bezeichnet Kohlenstoff; H bezeichnet Wasserstoff; O bezeichnet Sauerstoff; x, y und z sind natürliche Zahlen) aus dem Abgas- bzw. Abluftstrom entfernt werden.
Zur Reinigung des Abgas- bzw. Abluftstroms kann die Abgasreinigungsanlage verschiedene Verfahren benutzen. Beispielsweise kann die Abgasreinigungsanlage an sich bekannte Auf konzentrationsverfahren (z.B. mittels Absorption, Adsorption oder Membranen), Kondensa tionsverfahren, katalytische Verfahren, nichtkatalytisch-chemische Verfahren, Verfahren un ter Verwendung eines nicht-thermischen Plasmas (kalte Oxidation), biologische Verfahren (z.B. Biowäscher, Biofilter), mechanische Verfahren, elektromechanische Verfahren, thermi sche Verfahren oder eine Kombination mehrerer der vorgenannten Verfahren nutzen. Auf- konzentrationsverfahren können dabei mit einem weiteren Verfahren, insbesondere zur Ab gasreinigung, in Kombination verwendet werden. Beispielsweise können Aufkonzentrations verfahren zusammen mit einem Kondensationsverfahren (beispielsweise zur Lösemittelrück gewinnung) und/oder einem oxidativen Verfahren zur Schadstoffumsetzung (beispielsweise thermisch und/oder katalytische Oxidation zur Schadstoffentsorgung) verwendet werden. Eine Abgasreinigungsanlage, die ein katalytisches Verfahren nutzt, kann z.B. monolythische Katalysatorelemente und/oder katalytisch aktivierte Filterelemente (z.B. keramische Filter kerzen oder Tuchfilter) für die Reinigung des Abgas- bzw. Abluftstroms aufweisen. Eine Ab gasreinigungsanlage, die ein thermisches Verfahren nutzt, kann den Abgas- bzw. Abluftstrom z.B. über rekuperativ-thermische Nachverbrennung (TNV), regenerativ-thermische Nachver brennung (RNV; engl regenerative thermal Oxidation, RTO), thermische Nachverbrennung als direkte Feuerung mit anschließender Abwärmenutzung oder mittels Substitution der Ver brennungsluft einer Prozesswärmeerzeugungseinrichtung durch den Abgas- bzw. Abluft strom reinigen. Alternativ oder ergänzend kann die Abgasreinigungsanlage zur (weiteren) Abgasreinigung auch Abscheideprozesse in Zyklonabscheidern, Filtervorrichtungen, Elekt rofiltern und/oder Wäschern nutzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Abrufen von Anlagendaten der Abgasreini gungsanlage aus einer Datenwolke (engl cloud storage bzw. cloud computing). Eine Daten wolke bezeichnet die Bereitstellung von IT-Infrastruktur wie beispielsweise Speicherplatz, Rechenleistung oder Anwendungssoftware als gehostete Dienste über das Internet und/oder zumindest ein Intranet. Die Datenwolke kann dabei gemäß Ausführungsbeispielen auch aus mehreren Instanzen von (Sub-)Datenwolken aufgebaut sein bzw. mehrere Instanzen von (Sub-)Datenwolken umfassen. Beispielsweise kann die Datenwolke eine Intranet-Daten wolke am Standort der Abgasreinigungsanlage oder eine standortübergreifende Intranet-Da- tenwolke eines Betreibers der Abgasreinigungsanlage umfassen sowie eine weitere Daten wolke im Internet (in die z.B. auch ein Hersteller der Abgasreinigungsanlage Daten einpfle gen kann).
Die in der Datenwolke gespeicherten Anlagendaten wurden zumindest teilweise zuvor durch die Datenwolke von der Abgasreinigungsanlage empfangen. Beispielsweise kann die Abgas reinigungsanlage kontinuierlich, periodisch (z.B. stündlich oder täglich) oder ereignisgetrie ben (engl event-triggered) die Anlagendaten über das Internet an die Datenwolke übertragen. In einigen Ausführungsbeispielen können Teilmengen der Anlagendaten z.B. auch manuell von etwa einem Betreiber oder Hersteller der Abgasreinigungsanlage in die Datenwolke ein gepflegt worden sein. Ebenso können Teilmengen der Anlagendaten auch von sonstigen An lagen (z.B. zur überwachten Abgasreinigungsanlage ähnliche oder identische Abgasreini- gungsanlage(n); Industrieanlagen und/oder weitere Abgasreinigungsanlagen, die mit der überwachten Abgasreinigungsanlage gekoppelt sind) durch die Datenwolke empfangen wor den sein.
Die Anlagendaten betreffen wenigstens Messdaten zumindest eines Sensors der Abgasreini gungsanlage und/oder Daten über zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreini gungsanlage. Die Anlagendaten können grundsätzlich sämtlich von der Abgasreinigungsan lage erfassten Daten bzw. von der Abgasreinigungsanlage aus den erfassten Daten abgeleitete Daten umfassen. Ebenso können die Anlagendaten z.B. Messdaten zumindest eines Sensors der Industrieanlage(n), deren Abgas bzw. Abluft die Abgasreinigungsanlage reinigt, umfas sen. Messdaten von Sensoren der Industrieanlage(n) werden mitunter zumindest teilweise an die angeschlossenen Abgasreinigungsanlagen weitergeleitet, so dass auch diese an der Ab gasreinigungsanlage vorliegen und als von der Abgasreinigungsanlage erfasste Daten aufge fasst werden können. Beispielsweise können die die Messdaten des zumindest einen Sensors betreffenden Anlagendaten die tatsächlichen Messdaten des Sensors oder davon durch die Abgasreinigungsanlage abgeleitete Daten sein. Entsprechend können die den zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreinigungsanlage betreffenden Anlagendaten z.B. ein Wert des einstellbaren Parameters oder davon durch die Abgasreinigungsanlage abgeleitete Daten sein. Die in der Datenwolke gespeicherten Anlagendaten können in einigen Ausführungsbei spielen identisch zu den von der Abgasreinigungsanlage empfangenen Daten sein. Mit ande ren Worten: In einigen Ausführungsbeispielen werden die Anlagendaten in der Datenwolke nicht weiterverarbeitet bevor sie dem erfindungsgemäßen Verfahren zugeführt werden. In al ternativen Ausführungsbeispielen können die von der Abgasreinigungsanlage empfangenen Daten auch durch die Datenwolke modifiziert werden vor dem Speichern. So kann beispiels weise das Datenformat von empfangenen Anlagendaten vor dem Speichern geändert werden. Um Speicherplatz zu sparen können z.B. kontinuierlich durch die Datenwolke empfangene Daten (etwa ein Parameter der Abgasreinigungsanlage) nur gespeichert werden, wenn sich die Daten ändern (z.B. Parameter der Abgasreinigungsanlage ändert sich), oder es können nur Informationen bzgl. der Änderung der Daten gespeichert werden (z.B. um welchen Wert sich ein Parameter der Abgasreinigungsanlage geändert hat). Weiterhin können die Anlagendaten auch ergänzende Daten aus weiteren Quellen (siehe obige Beispiele) umfassen. Beispielsweise können die ergänzenden Daten die Abgasreini gungsanlage charakterisierende Daten, Daten aus einer Betriebshistorie der Abgasreinigungs anlage, Daten identischer oder ähnlicher Abgasreinigungsanlagen - insbesondere auch Daten zu oder über deren Betriebshistorie und/oder Betriebszustände, Daten von Anlagen im selben Emissionsstrang (z.B. bei einer Kaskade von verschiedenen Abgasreinigungsanlagen am Ende zumindest eines Produktionsprozesses), etc. sein.
Mit anderen Worten: Die in der Datenwolke gespeicherten Anlagendaten der Abgasreini gungsanlage können sowohl unprozessierte Rohdaten der insbesondere Abgasreinigungsan lage, von der der Abgasreinigungsanlage vorprozessierte Daten, ergänzende Daten aus wei teren Quellen oder eine Kombination daraus umfassen.
Die Art als auch die Anzahl der an der Abgasreinigungsanlage gemessenen Größen kann ab hängig von der Art der Abgasreinigungsanlage variieren. Beispielsweise können an einer Ab gasreinigungsanlage, die nach dem Prinzip der TNV arbeitet, andere Größen gemessen wer den als an einer Abgasreinigungsanlage, die elektromechanische Verfahren zur Abgasreini gung nutzt. Nachfolgend sind einige mögliche Messgrößen aufgezählt, wobei zu berücksich tigen ist, dass diese rein beispielhaft gewählt sind und gemäß Ausführungsbeispielen der Er findung auch andere und/oder weitere (physikalische) Größen an der Abgasreinigungsanlage gemessen werden können.
Ein Sensor der Abgasreinigungsanlage kann beispielsweise eine Temperatur wie etwa eine Temperatur einer Brennkammer oder eines Abgas- bzw. Abluftstroms messen. Auch kann z.B. eine Stellung einer Klappe der Abgasreinigungsanlage gemessen werden. Beispielsweise kann binär eine Auf- bzw. Zu-Stellung oder ein relativer Öffnungsgrad der Klappe gemessen werden. Ebenso können z.B. ein Volumenstrom eines Abgas- bzw. Abluftstroms, ein Druck eines Abgas- bzw. Abluftstroms oder eine momentane Frequenz eines Frequenzumformers eines Ventilators, der einen Abgas- bzw. Abluftstrom antreibt, gemessen werden. Auch kön nen an der Anlage ein oder mehrere Massenströme gemessen werden. Beispielsweise kann der Massenstrom des zur Nachverbrennung verwendeten Erdgases über einen Gaszähler ge messen werden. In einigen Ausführungsbeispielen kann z.B. der Massenstrom einer Druckluft oder auch der Massenstrom eines Wärmeträgermediums (z.B. Wasser, Druckwasser, Ther malöl oder Salzschmelze) gemessen werden. Auch können z.B. Konzentrationen eines oder mehrerer Stoffe gemessen werden. Die Konzentrationsmessung kann beispielsweise direkt mittels eines Flammenionisationsdetektors oder über ein Explosimeter, das eine Konzentra tion potenziell explosionsfähiger Gase misst, erfolgen. Beispielsweise kann die Konzentration an Kohlenstoffdioxid (CO2) in einem zu reinigenden Abgasstrom und/oder einem gereinigten Abgasstrom gemessen werden. Auch kann in einigen Ausführungsbeispielen z.B. der spezi fische Heizwert eines Lösemittels, das in einem zu reinigenden Abgasstrom enthalten ist, ge messen werden. In Abgasreinigungsanlagen, die Filterverfahren nutzen, können beispiels weise Partikelzahlen in einem zu reinigenden Abgasstrom und/oder einem gereinigten Ab gasstrom gemessen werden. Ebenso können Ein-Aus-Informationen, welche den Ein- bzw. Aus-Zustand eines Elements der Abgasreinigungsanlage beschreiben, gemessen werden. Bei spielsweise kann an einer Abgasreinigungsanlage, die nach dem Prinzip der RNV arbeitet, gemessen werden, ob Erdgas in den Brennraum eingedüst wird oder nicht. Ein- Aus-Informa tionen können z.B. speicherplatzsparend als Digitalwerte bzw. Binärwerte (z.B. 0/1) erhoben bzw. gespeichert werden.
Ebenso können die Daten über den zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreini gungsanlage abhängig von der Art der Abgasreinigungsanlage variieren. Beispielsweise kön nen die Daten über den zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreinigungsanlage Informationen über einen Betriebsmodus, in dem die Abgasreinigungsanlage momentanen oder auch in der Vergangenheit betrieben wird bzw. wurde, umfassen. Die Daten über den zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreinigungsanlage können beispielsweise auch Soll-Stellungen für eine Klappe der Abgasreinigungsanlage, Soll-Temperaturen in ei nem Brennraum der Abgasreinigungsanlage, Soll-Temperaturen eines (z.B. gereinigten) Ab gas- bzw. Abluftstroms, Soll-Volumenströme eines (z.B. gereinigten) Abgas- bzw. Abluft stroms oder auch Abweichungen eines Ist-Werts von einem Soll-Wert des einstellbaren Pa rameters umfassen. Die vorangehend aufgeführten Beispiele für den einstellbaren Parameter einer Abgasreinigungsanlage sind wiederum rein beispielhaft gewählt. Gemäß Ausführungs beispielen der Erfindung können auch andere und/oder weitere einstellbare Parameter der Abgasreinigungsanlage erfasst werden.
Neben dem Abrufen der Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage aus der Datenwolke um fasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner ein Bestimmen zumindest einer die Abgasreini gungsanlage charakterisierenden Größe basierend auf den abgerufenen Anlagendaten. Die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe beschreibt eine Betriebscharakteristik der Abgasreinigungsanlage. Die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe kann so wohl eine momentane Charakteristik der Abgasreinigungsanlage als auch eine Charakteristik der Abgasreinigungsanlage über einen längeren Zeitraum beschreiben. Die die Abgasreini gungsanlage charakterisierende Größe kann vielfältig sein und z.B. von der Art der Abgasrei nigungsanlage abhängen. Es versteht sich von selbst, dass gemäß Ausführungsbeispielen nicht nur eine einzige die Abgasreinigungsanlage charakterisierenden Größe aus den Anla gendaten bestimmt werden kann, sondern (parallel oder sequenziell) auch eine Vielzahl an die Abgasreinigungsanlage charakterisierenden Größe bestimmt werden kann. Beispielsweise können gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mehrere der nachfolgend beschriebenen die Abgasreinigungsanlage charakterisierenden Größen parallel oder sequenziell bestimmt werden.
Die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe kann z.B. ein Status der Abgasrei nigungsanlage sein. Beispielsweise kann aus den Anlagendaten bestimmt werden, ob der tat sächliche Betrieb der Anlage von einem vorgegebenen bzw. vorbestimmten Soll-Betrieb ab weicht. Ebenso kann die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe z.B. eine ener getische Kennzahl (z.B. Energieverbrauch, Brennstoffverbrauch etc.) oder eine stoffliche Kennzahl (z.B. Schadstoffbilanz, Menge an prozessiertem Abgas etc.) sein, welche einen mo mentanen Betrieb der Abgasreinigungsanlage oder den Betrieb der Abgasreinigungsanlage über einen längeren Zeitraum beschreibt. Auch kann die die Abgasreinigungsanlage charak terisierende Größe einen Trend bzw. eine Entwicklung der Abgasreinigungsanlage beschrei ben (z.B. ein Betriebsparameter oder Messparameter der Abgasreinigungsanlage verändert sich über einen längeren Zeitraum hinweg).
Die automatisierte Bestimmung der die Abgasreinigungsanlage charakterisierenden Größe gemäß dem erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahren kann eine automati sierte, zeiteffiziente und somit weniger aufwendige Überwachung der Abgasreinigungsanlage ermöglichen. Berechnungsroutinen bzw. -algorithmen müssen nur einmal hinterlegt werden und können anschließend die zentral in der Datenwolke hinterlegten Anlagendaten auswerten. Eine hündische Auswertung der Anlagendaten durch entsprechend qualifiziertes Fachperso nal kann somit unterbleiben. Die Überwachung der Abgasreinigungsanlage kann somit auch kostengünstiger erfolgen. Beispielsweise können für einen Nutzer oder Betreiber der Abgas reinigungsanlage eine oder mehrere die Abgasreinigungsanlage charakterisierenden Größe ermittelt werden und mittels des erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahrens automatisiert aus den Anlagendaten bestimmt bzw. abgeleitet werden. Neben Größen, die z.B. durch die Art der Abgasreinigungsanlage (z.B. RTO oder TNV) bedingt sind, können mittels des erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahrens z.B. auch individuell interes sierende Größen für den Nutzer oder Betreiber automatisiert bestimmt werden.
Aufgrund der Speicherung der Anlagendaten in der Datenwolke kann von beliebigen Orten und zu beliebigen Zeiten auf die Anlagendaten zugegriffen werden. Die Auswertung der An lagendaten bzw. die Bestimmung der die Abgasreinigungsanlage charakterisierenden Größe kann somit z.B. in der Datenwolke selbst erfolgen oder in einer mit der Datenwolke gekop pelten Datenverarbeitungsanlage. Beispielsweise kann ein Betreiber oder ein Hersteller der Abgasreinigungsanlage eine Datenverarbeitungsanlage Vorhalten, um die Anlagendaten aus der Datenwolke abzurufen und lokal in der Datenverarbeitungsanlage auszuwerten.
Im Vergleich zu konventionellen Datensammlungsansätzen für Abgasreinigungsanlagen kann aufgrund der Datenspeicherung in der Datenwolke nicht nur auf aktuelle Anlagendaten, sondern auf Anlagendaten eines beliebigen Zeitpunkts bzw. Zeitraums zurückgegriffen wer den. Entsprechend kann nicht nur eine Charakterisierung der Abgasreinigungsanlage anhand aktueller Anlagendaten erfolgen, sondern es können im Wesentlichen beliebige Zeitpunkte bzw. Zeiträume ausgewertet werden. Aufgrund der Speicherung der Anlagendaten in der Da tenwolke erfolgt zudem eine redundante Datenspeicherung, so dass die Gefahr von Datenver lust im Vergleich zu konventionellen Datensammlungsansätzen für Abgasreinigungsanlagen reduziert ist.
Einem Betreiber oder Hersteller der Abgasreinigungsanlage kann es mit dem erfindungsge- mäßen computerimplementierten Verfahren ermöglicht werden, über ein zentrales Mittel den Betrieb der Abgasreinigungsanlage einfacher zu überwachen und die Funktion der Abgasrei nigungsanlage nachzuverfolgen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen umfasst das computerimplementierte Verfahren zu dem ein Bereitstellen von Informationen über die die Abgasreinigungsanlage charakterisie rende Größe für den Abruf durch eine auf einem Endgerät eines Benutzers ausgeführte Ap plikation. Derart kann der Benutzer über die Applikation auf einfache Weise die Informatio nen über die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe abrufen und den Betrieb der Abgasreinigungsanlage überwachen bzw. nachverfolgen. Bei dem Endgerät des Benut zers kann es sich z.B. um ein mobiles Endgerät wie etwa ein Smartphone, einen Tablet-Com- puter oder einen Laptop-Computer handeln oder um ein stationäres Endgerät wie etwa einen Computer handeln. Bei der Applikation kann es sich z.B. um eine speziell für die Überwa chung der Abgasreinigungsanlage bereitgestellte Applikation handeln. Alternativ kann es sich bei der Applikation auch um eine Universalanwendung (z.B. einen Internetbrowser) handeln. Die Informationen über die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe können z.B. als durch die Applikation abrufbarer Wert bzw. abrufbare Wertereihen oder als durch die Applikation abrufbare Grafik bereitgestellt sein. Entsprechend können die Informationen über die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe in einem für den Benutzer leicht verständlichen Format bereitgestellt werden.
In einigen Ausführungsbeispielen sind die Informationen über die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe auf einer Webseite mit einem auf einen vorbestimmten Benutzer kreis beschränkten Zugriff bereitgestellt. Die Bereitstellung der Informationen über die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe auf einer Webseite ermöglicht dem Benut zer einen örtlich als auch zeitlich flexiblen Zugriff auf die die Abgasreinigungsanlage charak terisierende Größe und somit eine flexible Überwachung der Abgasreinigungsanlage. Die Ausgabe der Informationen über eine Webseite kann es dem Benutzer z.B. auch ermöglichen, individuelle Anzeigen über entsprechende Konfigurationsoptionen auf der Webseite zu er stellen. Die Zugriffsbeschränkung ermöglicht zudem eine Sicherung der Anlagenüberwa chung gegenüber dem Zugriff unberechtigter Dritter. Die Zugriffsbeschränkung kann bei spielsweise über ein Passwort, ein Sicherheitszertifikat oder lokale Zugriffsbeschränkungen erfolgen.
Neben den Anlagendaten kann gemäß einiger Ausführungsbeispiele auch die die Abgasreini gungsanlage charakterisierende Größe in der Datenwolke gespeichert werden. Mit anderen Worten: Das computerimplementierte Verfahren kann ferner ein Speichern von Informatio nen über die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe in der Datenwolke umfas sen. Derart können auch die Informationen über die die Abgasreinigungsanlage charakterisie rende Größe redundant in der Datenwolke gespeichert werden, so dass bei minimiertem Da tenverlustrisiko zeitlich und örtlich flexibel auf die Informationen über die die Abgasreini gungsanlage charakterisierende Größe zugegriffen werden kann. Das Bestimmen der zumindest einen die Abgasreinigungsanlage charakterisierenden Größe erfolgt in einigen Ausführungsbeispielen kontinuierlich. Das heißt, die die Abgasreinigungs anlage charakterisierende Größe wird durch das computerimplementierte Verfahren bestän dig (andauernd) bestimmt. Derart können einem Benutzer dauerhaft aktuelle Werte für die charakterisierende Größe zum Abruf bereitgestellt werden. Die kontinuierliche Bestimmung der charakterisierenden Größe ermöglicht zudem die Bestimmung zeitlicher Verläufe bzw. zeitlicher Änderungen der charakterisierenden Größe, welche wiederum selbst die Abgasrei nigungsanlage bzw. deren Betriebsverhalten charakterisieren können.
In alternativen Ausführungsbeispielen wird die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe diskontinuierlich bestimmt - beispielsweise periodisch oder in Folge des Auftretens bzw. Feststellens des Auftretens eines vorbestimmten Ereignisses. Wird eine bestimmte die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe beispielsweise nur einmal jährlich zur An fertigung eines gesetzlich vorgeschriebenen Berichts benötigt, kann es ausreichend sein, diese Größe nur einmal jährlich aus den Anlagendaten zu bestimmen. Derart kann Rechenaufwand für unnötige Bestimmungen (z.B. Berechnungen) der die Abgasreinigungsanlage charakteri sierende Größe gespart werden.
Die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe ist gemäß einiger Ausführungsbei spiele eine an der Abgasreinigungsanlage direkt messbare Größe, die jedoch (in der Realität) nicht an der Abgasreinigungsanlage gemessen wird. Der Begriff„direkt messbar“ ist dabei so zu verstehen, dass die betrachtete Größe (theoretisch) direkt an dem jeweiligen Element der Abgasreinigungsanlage über einen entsprechend ausgebildeten Sensor messbar wäre, wenn ein entsprechender Sensor an der Abgasreinigungsanlage verbaut wäre oder ein an der Ab gasreinigungsanlage verbauter Sensor z.B. funktionstüchtig oder kalibriert wäre. Beispiels weise könnte der in die Abgasreinigungsanlage einlaufende Volumenstrom an Abgas unmit telbar über einen Volumenstromsensor am Einlass der Abgasreinigungsanlage gemessen wer den. Die direkte Erfassung einer die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe mittels eines dedizierten Sensors an der Abgasreinigungsanlage kann aufgrund der mitunter hohen Anschaffungskosten für den Sensor sehr kostenintensiv sein. Vielfach ist die Ableitung einer die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe aus anderen ebenso erfassten Messdaten möglich. Beispielsweise kann eine die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe mit tels thermodynamischer Zusammenhänge oder Verbrennungsrechnung aus anderen erfassten Messdaten abgeleitet werden. So kann beispielsweise der Volumenstrom in obigem Beispiel aus der Differenz von entlang des Abgasstroms gemessener Drücke berechnet bzw. bestimmt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit ohne direkte Messung und unter Ver zicht auf mitunter hochpreisige Sensoren die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Grö ßen bestimmen. Dies ist in nachfolgendem Beispiel nochmals verdeutlicht.
Eine interessierende Größe kann beispielsweise der Wirkungsgrad der Abgasreinigungsan lage sein, der angibt, welcher Anteil eines oder mehrerer der Abgasreinigungsanlage zuge führten Schadstoffe von der Abgasreinigungsanlage aus dem Abgas- bzw. Abluftstrom ent fernt wird. Der Wirkungsgrad rjSChad kann wie folgt definiert werden: cEintritt cAustritt c Austritt
Vschad —
cEintritt cEintritt (i)
Im mathematischen Ausdruck (1) bezeichnet cEintritt die Konzentration des zumindest einen Schadstoffs im zu reinigenden Abgasstrom, der in die Abgasreinigungsanlage einläuft, und (-Austritt die Konzentration des zumindest einen Schadstoffs im gereinigten Abgasstrom, der von der Abgasreinigungsanlage abgeführt wird. Die beiden die Abgasreinigungsanlage cha rakterisierenden Schadstoffkonzentrationen könnten über entsprechende Sensoren kontinu ierlich und direkt (unmittelbar) im zu reinigenden bzw. im gereinigten Abgasstrom gemessen werden. Jedoch sind entsprechende Sensoren hochpreisig, weshalb es wünschenswert ist, möglichst wenige bzw. keine derartigen Sensoren in der Abgasreinigungsanlage zu verbauen. Anstatt der Konzentration des Schadstoffs in den Abgasströmen kann alternativ z.B. auch die jeweilige Partikelzahl des Schadstoffs im zu reinigenden Abgasstrom als auch im gereinigten Abgasstrom gemessen werden. Der Grad der Partikelab Scheidung und somit der Wirkungs grad rjschad der Abgasreinigungsanlage kann dann analog zu obigem mathematischem Aus druck (1) aus der Partikelzahl im zu reinigenden Abgasstrom und der Partikelzahl im gerei nigten Abgasstrom bestimmt werden.
Vorliegend kann die Konzentration des zumindest einen Schadstoffes im zu reinigenden Ab gasstrom, der der Abgasreinigungsanlage zugeführt wird, erfindungsgemäß als die die Ab gasreinigungsanlage charakterisierende Größe aus den Anlagendaten bestimmt werden. Dazu sind verschiedene Ansätze möglich, wobei nachfolgend rein beispielhaft drei Ansätze be schrieben sind. Beispielsweise kann auf den Schadstoffsensor zur direkten Messung der Konzentration des zumindest einen Schadstoffes im zu reinigenden Abgasstrom verzichtet werden und die Kon zentration aus Messwerten eines bereits vorhandenen Kohlenstoffdioxid-Sensors der Abgas reinigungsanlage bestimmt werden, der eine Kohlenstoffdioxid-Konzentration in einem ge reinigten Abgasstrom, der von der Abgasreinigungsanlage fortgeleitet wird, misst. Die Koh- lenstoffdioxid-Konzentration im gereinigten Abgasstrom entspricht der Summe des in dem zu reinigenden Abgasstrom enthaltenen Kohlenstoffdioxids sowie dem bei der Umsetzung des Schadstoffs erzeugten Kohlenstoffdioxids (z.B. durch TNV). Die Konzentration des zu mindest einen Schadstoffes (z.B. gemessen als organisch gebundener Kohlenstoff mittels ei nes Flammenionisationsdetektors) korreliert mit der in Kohlenstoffdioxid umgewandelten Menge.
Bei der Bestimmung der Konzentration des zumindest einen Schadstoffes in dem zu reinigen den Abgasstrom kann optional auch berücksichtigt werden, dass sich z.B. durch die Verbren nung des zu reinigenden Abgasstroms unterschiedliche Volumenströme für den in die Abgas reinigungsanlage einlaufenden bzw. den aus der Abgasreinigungsanlage abgeführten Ab gasstrom ergeben. Solche Verdünnungseffekte können z.B. über einen oder mehrere Korrek turterme (gleicher oder unterschiedlicher Ordnung) berücksichtigt werden.
Alternativ kann die Konzentration des zumindest einen Schadstoffes in dem zu reinigenden Abgasstrom beispielsweise auch aus Messwerten eines Explosimeters der Abgasreinigungs anlage, das eine Konzentration potenziell explosionsfähiger Gase in dem zu reinigenden Ab gasstrom misst, bestimmt werden. Solche auch als UEG (untere Explosionsgrenze) -Sensoren bezeichneten Konzentrationsmesser sind teilweise aus sicherheitstechnischen Gründen be reits an der Abgasreinigungsanlage vorhanden (z.B. im Sammler am Einlass der Abgasreini gungsanlage). Aus den Messwerten des Explosimeters kann dann unter Berücksichtigung der Kalibrierung des Explosimeters die Konzentration des zumindest einen Schadstoffes in dem zu reinigenden Abgasstrom bestimmt werden.
Ebenso kann die Konzentration des zumindest einen Schadstoffes in dem zu reinigenden Ab gasstrom beispielsweise aus Messwerten eines Massenstromsensors der Abgasreinigungsan lage, der einen Massenstrom eines für eine thermische Verbrennung des zu reinigenden Ab gasstroms eingesetzten Brennstoffes misst, bestimmt werden. Eine höhere Konzentration des zumindest einen Schadstoffs in dem zu reinigenden Abgasstrom korreliert mit einem gerin geren Bedarf an Brennstoff, da eine Substitution des Brennstoffs durch den erhöhten Schad stoffanteil in dem zu reinigenden Abgasstrom erfolgt.
Die Konzentration des zumindest einen Schadstoffs im gereinigten Abgasstrom kann bei spielsweise einmalig bei Inbetriebnahme oder bei periodisch wiederkehrenden gesetzlichen Messungen (z.B. gemäß §28 Bundes-Immissionsschutzgesetz in Deutschland) in einem re präsentativen Betriebsmodus der Abgasreinigungsanlage gemessen und als im Wesentlichen konstant angenommen werden. Der Messwert für die Konzentration des zumindest einen Schadstoffs im gereinigten Abgasstrom kann z.B. automatisiert durch die Abgasreinigungs anlage an die Datenwolke gesendet oder manuell etwa von einem Betreiber der Abgasreini gungsanlage in die Datenwolke eingepflegt werden.
In einigen Ausführungsbeispielen kann das erfindungsgemäße computerimplementierte Ver fahren ferner ein Bestimmen einer Schadstoffbilanz der Abgasreinigungsanlage für einen vor bestimmten Zeitraum basierend auf der bestimmten Konzentration des zumindest einen Schadstoffes in dem zu reinigenden Abgasstrom umfassen. Die Schadstoffbilanz der Abgas reinigungsanlage bilanziert, welche Menge des zumindest einen Schadstoffs in die Abgasrei nigungsanlage eingebracht wurde und welche Mengen des zumindest einen Schadstoffs die Abgasreinigungsanlage wieder verlassen haben. Mit anderen Worten: Die Schadstoffbilanz der Abgasreinigungsanlage gibt an, welcher Massenstrom des zumindest einen Schadstoffs durch die Abgasreinigungsanlage entsorgt wurde und welcher Massenstrom des zumindest einen Schadstoffs als Reingasemission in die Atmosphäre abgeleitet wurde in dem vorbe stimmten Zeitraum. Die Menge der im vorbestimmten Zeitraum in die Abgasreinigungsan lage eingebrachten Schadstoffe ergibt sich aus den Daten des Volumenstroms des zur Abgas reinigungsanlage geführten Abgases sowie der zugehörigen Konzentration des zumindest ei nen Schadstoffs.
Die Schadstoffbilanz kann ferner auf einem von den abgerufenen Anlagendaten umfassten Einzelmesswert der Konzentration des zumindest einen Schadstoffs in dem gereinigten Ab gasstrom, der von der Abgasreinigungsanlage fortgeleitet wird, basieren. Wie bereits oben dargelegt, kann die Konzentration des zumindest einen Schadstoffs in dem gereinigten Ab gasstrom im Wesentlichen als konstant angenommen werden, so dass z.B. dieser Wert über die in dem vorbestimmten Zeitraum in die Abgasreinigungsanlage eingeleitete Abgasmenge bilanziert werden kann, um die Menge der in dem vorbestimmten Zeitraum von der Abgas reinigungsanlage in die Atmosphäre ausgestoßenen Schadstoffe zu bestimmen. Mit anderen Worten: Der Einzelmesswert kann als ein nur einmal gemessener Referenzmesswert angese hen werden.
Bezogen auf obiges Ausführungsbeispiel kann z.B. ebenso der Wirkungsgrad der Abgasrei nigungsanlage über die in dem vorbestimmten Zeitraum in die Abgasreinigungsanlage einge leitete Abgasmenge gebildet werden, um die Menge der in dem vorbestimmten Zeitraum in der Abgasreinigungsanlage detoxifizierten Schadstoffe zu bestimmen.
Die Schadstoffbilanzierung hinsichtlich der Abgasreinigungsanlage kann es einem Nutzer er möglichen, eine ordnungsgemäße Funktion der Abgasreinigungsanlage zu überwachen. Zu dem kann die Schadstoffbilanzierung hinsichtlich der Abgasreinigungsanlage dem Nutzer die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften bzw. Berichtspflichten vereinfachen.
Beispielsweise kann der zumindest eine Schadstoff ein oder mehrere organische oder anor ganische Lösemittel sein. In Deutschland sind Verwender von Lösemitteln gemäß Bundes- Immissionsschutzgesetz verpflichtet, eine jährliche Lösemittelbilanz zu erstellen. Der Ver wender führt in der Bilanz die eingesetzten Lösemittelmassen sowie deren Verbleib (Wieder gewinnung, Verbleib in Produkten, Entsorgung, diffuse Emissionen) auf.
Beispielsweise weist der Verwender über seine Bestandverwaltung nach, dass im Jahr 500 t an Ethylacetat als Lösemittel zur Bedruckung der flexiblen Verpackungen eingesetzt werden. Weiterhin kann über Messungen und/oder Abschätzungen bestimmt werden, dass die Abluft vor der Abgasreinigung 4 g an Ethylacetat pro m3 enthält. Die Abluftreinigungsanlage wird beispielsweise an 3.500 h pro Jahr mit einem Volumenstrom von 30.000 m3/h betrieben (ent spricht 420 t/a). Die Abgasreinigungsanlage erreicht eine Abreinigung auf 20 mg/m3 (z.B. aus Einzelmessung bekannt). Dies entspricht dann rund 2 t/a an Emissionen von Lösemittel in die Atmosphäre. Damit ergibt sich ein Bilanzdefizit von 80 t/a. Der Verwender kann ausschließen (z.B. Postulat für den Beispielfall), dass Lösemittel im Produkt verbleibt. Weiterhin werden in diesem Beispiel keine Lösemittel aus der Abluft zurückgewonnen, so dass der Rest als sogenannte„diffuse Emissionen aus nicht gefassten Quellen“ die Produktion verlässt (hier ist z.B. die Hallenbelüftung zu nennen). Die Lösemittel, die der Abluftreinigungsanlage zugefiihrt werden, stellen in der Regel keinen konstanten Massenstrom dar. Die Konzentration in der Abluft sowie der Abluftvolumenstrom schwanken teilweise erheblich.
Eine kontinuierliche Erfassung der Konzentrationen vor und nach der Abgasreinigungsan lage, wie sie für eine genaue Bilanzierung notwendig wäre, ist vielfach nicht gegeben auf grund der hohen damit verbundenen Kosten. Während die Reingaswerte eher weniger schwanken (siehe oben), stellen die Werte der Lösemittelkonzentration in dem zu reinigenden Abgasstrom und der Abgasvolumenstrom eine erhebliche rechnerische (bilanzielle) Unsi cherheit dar. Mittels der oben beschriebenen indirekten Bestimmung der Konzentration des zumindest einen Schadstoffes in dem zu reinigenden Abgasstrom sowie des Volumenstroms aus den Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage können die für die Bilanzierung notwendi gen Größen mit geringem Aufwand und automatisiert bestimmt werden. Für einen Benutzer ergibt sich somit eine deutliche Vereinfachung als auch eine Zeit- und somit Kostenersparnis.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann die die Abgasreinigungsanlage charakterisie rende Größe beispielsweise auch ein Energieverbrauch der Abgasreinigungsanlage für einen vorbestimmten Zeitraum und/oder einen vorbestimmten Betriebsmodus der Abgasreinigungs anlage sein. Entsprechend kann mittels des erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahrens der Energieverbrauch der Abgasreinigungsanlage erfasst werden. Der Energiever brauch der Abgasreinigungsanlage kann dabei sowohl der Gesamtenergieverbrauch der Ab gasreinigungsanlage sein als auch ein Energieverbrauch bezogen auf einen bestimmten Ener gieträger bzw. eine bestimmte Energieart. Beispielsweise kann die von der Abgasreinigungs anlage verbrauchte elektrische Energie oder die von der Abgasreinigungsanlage verbrauchte Energie in Form von Brennstoffen (z.B. Erdgas oder Biogas) aus den Anlagendaten bestimmt werden. Die ermittelten Energieverbräuche können z.B. hinsichtlich Energiesparpotenzialen analysiert und somit zur Steigerung der Energieeffizienz der Abgasreinigungsanlage genutzt werden. Ebenso kann der automatisiert ermittelte Energieverbrauch die Einhaltung von Be richtspflichten (z.B. DIN EN ISO 50001) erleichtern, da auf eine aufwendige und arbeitsin tensive manuelle Datenauswertung seitens Fachpersonal im Wesentlichen verzichtet werden kann. Aus den Energieverbräuchen kann ebenso auf einen ordnungsgemäßen Betrieb der Ab gasreinigungsanlage geschlossen werden. Der Energieverbrauch kann aus verschiedenen an der Abgasreinigungsanlage gemessenen Größen abgeleitet werden. Beispielsweise kann die verbrauchte Menge an Brennstoff (z.B. Erdgas), ein Volumenstrom des zu reinigenden Abgasstroms (z.B. inkl. Lösemitteln), die ver brauchte elektrische Energie zum Antrieb von Ventilatoren und Pumpen oder die verbrauchte elektrische Energie zur Drucklufterzeugung bzw. -leitung gemessen werden und daraus der Energieverbrauch der Abgasreinigungsanlage bestimmt werden. Ebenso können beispiels weise Abgasverluste, von der Abgasreinigungsanlage erzeugte Prozesswärme oder Transmis sionswärmeverluste berücksichtigt werden. Dabei ist wiederum zu beachten, dass die voran gehend genannten Größen rein beispielhaft gewählt sind und auch andere bzw. mehr oder weniger Größen betrachtet werden können.
Erfindungsgemäß kann für einen vorbestimmten Zeitraum und/oder einen vorbestimmten Be triebsmodus der Abgasreinigungsanlage beispielsweise die für die Reinigung bzw. Behand lung eines vorbestimmten Volumens an Abgas bzw. Abluft nötige Energiemenge bestimmt werden. Ist die bei der Herstellung eines Produkts erzeugte Menge an Abgas bzw. Abluft bekannt, kann entsprechend z.B. auch die für die Herstellung einer bestimmten Menge bzw. eines bestimmten Volumens des Produkts nötige Energiemenge für die Abgas- bzw. Abluft reinigung bestimmt werden. Falls die Abgasreinigungsanlage Prozesswärme zur Verfügung stellt, kann beispielsweise auch die für die Erzeugung bzw. Bereitstellung einer vorbestimm ten Menge an Prozesswärme nötige Energiemenge bestimmt werden. Einem Betreiber oder Hersteller der Abgasreinigungsanlage kann somit eine vielfältige Charakterisierung der Ab gasreinigungsanlage hinsichtlich des Energieverbrauchs ermöglicht werden.
Der bestimmte Energieverbrauch der Abgasreinigungsanlage kann in einigen Ausführungs beispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch mit einem oder mehreren geplanten Ener- gieverbräuchen verglichen werden. Beispielsweise kann so ein Ist-Verbrauch mit einem Soll- Verbrauch verglichen werden. Ebenso kann auf diese Weise beispielsweise einem Betreiber der Abgasreinigungsanlage aufgezeigt werden, wie viel der verbrauchten Energie für den Grundbetrieb der Abgasreinigungsanlage (z.B. Anlage betriebsbereit aber im Leerlauf) ver braucht wurde und wie viel Energie lastabhängig verbraucht wurde. Derart lassen sich z.B. Energieverbräuche zwischen mehreren Jahren vergleichen - unabhängig von der Produkti- onstonage, d.h. der tatsächlich behandelten Menge an Abgas bzw. Abluft. Beim Bestimmen des Energieverbrauchs kann wiederum auch auf aus den Anlagendaten ab geleitete Größen anstatt auf direkt gemessene Größen zurückgegriffen werden. Beispiels weise kann das Bestimmen des Energieverbrauchs ein Ableiten aus zumindest einem Teil der abgerufenen Anlagendaten einer an der Abgasreinigungsanlage direkt messbaren Größe, die nicht an der Abgasreinigungsanlage gemessen wird, umfassen. Beispielsweise kann ein Vo lumenstrom gemäß den oben beschriebenen Grundsätzen aus vorhandenen Druckmessungen abgeleitet werden anstatt direkt an der Abgasreinigungsanlage direkt gemessen zu werden. Das Bestimmen des Energieverbrauchs umfasst dann entsprechend ein Bestimmen des Ener gieverbrauchs basierend auf der abgeleiteten Größe. Wie bereits oben allgemein beschrieben kann so die Bestimmung des Energieverbrauchs ohne den Einsatz von mitunter hochpreisigen Sensoren erfolgen. Die Überwachung der Abgasreinigungsanlage hinsichtlich ihres Energie verbrauchs kann somit kostengünstiger erfolgen.
Aus den Anlagendaten kann neben dem Energieverbrauch gemäß einigen Ausführungsbei spielen auch eine Energiebilanz der Abgasreinigungsanlage bestimmt werden, die angibt, wieviel Energie der Abgasreinigungsanlage zugeführt wurde und welche Energiemenge von der Abgasreinigungsanlage wieder abgegeben wurde.
In einigen Ausführungsbeispielen kann die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe beispielsweise auch eine von der Abgasreinigungsanlage in einem vorbestimmten Zeit raum erzeugte oder erzeugbare Menge an Prozesswärme sein. Die Bestimmung der erzeugten oder erzeugbaren Menge an Prozesswärme kann es einem Betreiber der Abgasreinigungsan lage ermöglichen, die Abgasreinigungsanlage hinsichtlich seines Energiemanagementkon zepts besser einordnen zu können. Ebenso kann eine Überwachung der Abgasreinigungsan lage dahingehend erfolgen, ob von der Abgasreinigungsanlage geplante Mengen an Prozess wärme tatsächlich bereitgestellt wurden.
Die erzeugte oder erzeugbare Menge an Prozesswärme kann aus verschiedenen an der Ab gasreinigungsanlage gemessenen Größen abgeleitet werden. Nachfolgend sind einige Bei spiele näher ausgeführt.
Die erzeugbare Menge an Prozesswärme kann z.B. für eine Abgasreinigungsanlage für RTO mit heißem Bypass im überautothermen Betrieb (ohne Wärmenutzung) aus der gemessenen Stellung der Heißgasklappe (als Abschätzung für den Volumenstrom des gereinigten Abga ses) und der gemessenen oder vorgegebenen Temperatur (einstellbarer Parameter) des Wär meträgermediums bestimmt werden.
Mit dem gleichen Ansatz kann bei eine Abgasreinigungsanlage, die nach dem Prinzip der RTO mit Wärmenutzung arbeitet, im überautothermen Betrieb auch die Menge an tatsächlich erzeugter Prozesswärme bestimmt bzw. abgeschätzt werden. Alternativ kann die tatsächlich erzeugte Prozesswärme beispielsweise auch aus der gemessenen Durchflussmenge des Wär meträgermediums durch den Wärmeübertragungsapparat sowie der zugehörigen Temperatur differenz (zwischen Austritt und Eintritt des Wärmeträgermediums in/aus dem Wärmeüber tragungsapparat) bestimmt werden.
Einem Betreiber der Abgasreinigungsanlage kann somit die aus dem Abgas bzw. der Abluft zurückgewonnene Wärmemenge, die im Betrieb wieder eingesetzt werden konnte, dargestellt werden. Beispielsweise kann so weiterhin bestimmt werden, welche Menge an Prozesswärme unter Einsatz welcher Menge an Lösemittel im überautothermen Betrieb der Abgasreini gungsanlage erzeugt wurde. Der Betreiber der Abgasreinigungsanlage kann die Abgasreini gungsanlage derart besser charakterisieren und in sein Energiemanagementkonzept einbin den. Ebenso kann der Betreiber der Abgasreinigungsanlage überprüfen, ob die Abgasreini gungsanlage sollgemäß Prozesswärme erzeugt (z.B. gemäß Auslegung).
Die Erzeugung von Prozesswärme kann in der Abgasreinigungsanlage unabhängig vom Be triebsmodus beispielsweise auch bei gleichzeitigem Erdgaseinsatz in der Brennkammer ener getisch vorteilhaft sein. Dabei kann z.B. berücksichtigt werden, welche Menge an Lösemittel bis zum autothermen Betriebspunkt der Abgasreinigungsanlage benötigt wurde und welche Menge an Lösemittel in dem zu reinigenden Abgas- bzw. Abluftstrom darüber hinaus genutzt werden kann. Einem Betreiber der Abgasreinigungsanlage kann derart bilanziert werden, wel che Menge an Prozesswärme unter Einsatz welcher Mengen an Lösemittel und Brennstoff erzeugt wurde. Der Betreiber der Abgasreinigungsanlage kann die Abgasreinigungsanlage derart besser charakterisieren und in sein Energiemanagementkonzept einbinden. Ebenso kann der Betreiber der Abgasreinigungsanlage überprüfen, ob die Abgasreinigungsanlage sollgemäß Prozesswärme erzeugt (z.B. gemäß Auslegung). Beim Bestimmen der erzeugten oder erzeugbaren Menge an Prozesswärme kann wiederum auch auf aus den Anlagendaten abgeleitete Größen anstatt auf direkt gemessene Größen zu rückgegriffen werden. Beispielsweise kann das Bestimmen der erzeugten oder erzeugbaren Menge an Prozesswärme ein Ableiten aus zumindest einem Teil der abgerufenen Anlagenda ten einer an der Abgasreinigungsanlage direkt messbaren Größe, die nicht an der Abgasreini gungsanlage gemessen wird, umfassen. Beispielsweise kann ein Volumenstrom gemäß den oben beschriebenen Grundsätzen aus vorhandenen Druckmessungen abgeleitet werden an statt direkt an der Abgasreinigungsanlage direkt gemessen zu werden. Das Bestimmen der erzeugten oder erzeugbaren Menge an Prozesswärme umfasst dann entsprechend ein Bestim men der erzeugten oder erzeugbaren Menge an Prozesswärme basierend auf der abgeleiteten Größe. Wie bereits oben allgemein beschrieben kann so die erzeugte oder erzeugbare Menge an Prozesswärme ohne den Einsatz von mitunter hochpreisigen Sensoren bestimmt werden.
In einigen Ausführungsbeispielen kann die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe beispielsweise einen in einem vorbestimmten Zeitraum und/oder einem vorbestimmten Betriebsmodus verbrauchte Menge eines Betriebsstoffes sein. Derart kann auf einfache Weise der Verbrauch an Betriebsstoffen durch die Abgasreinigungsanlage überwacht werden. Bei spielsweise kann die Menge an verbrauchtem Erdgas bei einer Abgasreinigungsanlage, die nach dem Prinzip der TNV arbeitet, oder eine Menge an eingedüstem Harnstoff in einer DeNOx-Stufe oder eine Menge an verwendeter Säure bzw. Lauge in einem Wäscher über wacht werden.
Wie bereits oben angedeutet, können Abgasreinigungsanlagen auch eine oder mehrere Ab scheidevorrichtungen (z.B. Zyklonabscheider, Filtervorrichtung, nasser oder trockener Elekt rofilter) zur Abscheidung zumindest eines in dem zu reinigenden Abgasstrom enthaltenen Schadstoffes umfassen. Entsprechend kann die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe gemäß Ausführungsbeispielen eine den Ab scheideprozess in der Abgasreinigungsan lage charakterisierende Größe sein. Die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe kann beispielsweise ein elektrischer Energiebedarf eines Elektrofilters in Abhängigkeit von Eigenschaften des zu reinigenden Abgasstroms (d.h. den Rohgaseigenschaften) oder eine für den Elektrofilter eingesetzte Energie in Abhängigkeit von einem Wirkungsgrad des Elektro filters sein. Die den Abscheideprozess in der Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe kann z.B. aus Messdaten zumindest eines Sensors der Abgasreinigungsanlage, welcher eine Eigenschaft des zu reinigenden Abgasstroms misst, eines Sensors der Abgasreinigungs anlage, welcher eine Eigenschaft des gereinigten Abgasstroms misst, und/oder Steuerdaten für die zumindest eine Abscheidevorrichtung (z.B. Daten über einen einstellbaren Parameter der Ab Scheidevorrichtung oder einen Betriebsparameter der Abscheidevorrichtung) bestimmt werden.
Ebenso oder alternativ können Abgasreinigungsanlagen auch eine oder mehrere Aufkonzent rationsvorrichtungen zur Erhöhung einer Konzentration zumindest eines in dem zu reinigen den Abgasstrom enthaltenen Schadstoffs umfassen. Entsprechend kann die die Abgasreini gungsanlage charakterisierende Größe in einigen Ausführungsbeispielen eine den Aufkon zentrationsprozess in der Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe sein. Die die Ab gasreinigungsanlage charakterisierende Größe kann beispielsweise auch eine Konzentration des Schadstoffs in dem zu reinigenden oder in dem gereinigten Abgasstrom in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit eines Adsorptionsrads der Abgasreinigungsanlage sein.
Auch können Abgasreinigungsanlagen (z.B. zusammen mit zumindest einer Aufkonzentrati onsvorrichtung) eine oder mehrere Kondensationsvorrichtungen zur Kondensation zumindest eines in dem zu reinigenden Abgasstrom enthaltenen (und ggf. aufkonzentrierten) Schadstoffs umfassen. Entsprechend kann die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe in ei nigen Ausführungsbeispielen eine den Kondensationsprozess charakterisierende Größe sein. Die den Kondensationsprozess charakterisierende Größe kann beispielsweise ein elektrischer Energieeinsatz pro Menge an rückgewonnenem Schadstoff (z.B. ein Lösemittel) oder eine Kenngröße (z.B. Temperatur) einer von mehreren Kondensationsstufen der Kondensations vorrichtung in Abhängigkeit von einer Zusammensetzung des erhaltenen Kondensats sein.
Wie bereits in den oben diskutierten Beispielen angedeutet, können aus den die Abgasreini gungsanlage charakterisierenden Größen auch weitere Kenngrößen bzw. Kennzahlen abge leitet werden. In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das erfmdungsgemäße computerim plementierte Verfahren daher ferner ein Bestimmen einer Kenngröße der Abgasreinigungs anlage basierend auf der die Abgasreinigungsanlage charakterisierenden Größe.
Das erfmdungsgemäße computerimplementierte Verfahren umfasst in einigen Ausführungs beispielen ferner ein Ausgeben einer Meldung an zumindest ein Endgerät eines Benutzers, wenn die die Abgasreinigungsanlage charakterisierenden Größe außerhalb eines vorbestimm ten Wertebereichs liegt. Entsprechend kann der Benutzer auf einen Betrieb der Abgasreini gungsanlage außerhalb vorgegebener Spezifikationen hingewiesen werden, so dass der Be nutzer entsprechend reagieren kann. Beispielsweise kann eine Nachricht oder eine E-Mail an das zumindest eine Endgerät des Benutzers gesendet werden. Entsprechend kann das erfin dungsgemäße computerimplementierte Verfahren auch ein Ausgeben einer Meldung an ein Endgerät eines Benutzers, wenn die von den Anlagendaten umfassten Messdaten des zumin dest einen Sensors der Abgasreinigungsanlage außerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegen.
Erfindungsgemäße kann das computerimplementierte Verfahren auch verwendet werden, um mehrere mit der Datenwolke gekoppelte Abgasreinigungsanlagen zu überwachen. Beispiels weise könne mehrere Abgasreinigungsanlagen miteinander verglichen werden. Entsprechend umfasst das erfindungsgemäße computerimplementierte Verfahren gemäß einigen Ausfüh rungsbeispielen ein Abrufen von Anlagendaten einer weiteren Abgasreinigungsanlage aus der Datenwolke. Die Anlagendaten aller Abgasreinigungsanlagen sind hinsichtlich ihrer Art bzw. Strukturierung gleich. Gemäß den oben beschriebenen Grundsätzen umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen der charakterisierenden Größe für die weitere Abgasreinigungsanlage basierend auf den abgerufenen Anlagendaten der weiteren Abgasreinigungsanlage. Zudem umfasst das Verfahren ein Bestimmen von Vergleichsinformationen basierend auf der cha rakterisierenden Größe für die Abgasreinigungsanlage und der charakterisierenden Größe für die weitere Abgasreinigungsanlage. Die Vergleichsinformationen beschreiben eine Relation bzw. ein Verhältnis zwischen der charakterisierenden Größe für die Abgasreinigungsanlage und der charakterisierenden Größe für die weitere Abgasreinigungsanlage. Beispielsweise können die Vergleichsinformationen ein Verhältnis der charakterisierenden Größe oder eine graphische Gegenüberstellung der charakterisierenden Größe für beide Abgasreinigungsan lagen sein. Einem Benutzer kann somit ein direkter Vergleich der Abgasreinigungsanlagen ermöglicht werden. Aus dem Vergleich kann der Benutzer z.B. Rückschlüsse auf die Leis tungsfähigkeit oder nötige Änderungen an der einen Abgasreinigungsanlage im Vergleich zur anderen Abgasreinigungsanlage erkennen. Durch das erfindungsgemäße computerimplemen tierte Verfahren kann somit z.B. einem Betreiber oder einem Hersteller der Abgasreinigungs anlagen eine vereinfachte Überwachung mehrerer Abgasreinigungsanlagen ermöglicht wer den. Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen ferner noch ein nicht-flüchtiges maschinenles bares Medium, auf dem ein Programm gespeichert ist mit einem Programmcode zum Aus führen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung zumindest einer Abgasreini gungsanlage, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hard warekomponente ausgeführt wird. Das nicht-flüchtige maschinenlesbare Medium kann bei spielsweise als ROM, PROM, EPROM, EEPROM, FLASH- Speicher oder als ein anderer magnetischer, elektrischer oder optischer Speicher ausgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Kontrollsignale gespeichert sind, die mit dem Prozessor oder der programmierbaren Hardwarekomponente derart Zusammenwirken können oder Zusammenwirken, dass das je weilige Verfahren durchgeführt wird. Eine programmierbare Hardwarekomponente kann z.B. durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen an wendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-Specific Integrated Cir cuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement, ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array), ein Back-End oder eine Datenwolke gebildet sein. Der Programmcode kann unter anderem als Quellcode, Ma schinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.
Zudem betreffen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch ein Programm mit einem Pro grammcode zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung zumindest einer Abgasreinigungsanlage, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer program mierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung weiterhin ein Datenverarbeitungssystem zur Zustandsüberwachung zumindest einer Abgasreinigungsanlage (z.B. zur Reinigung eines Abgasstroms einer Industrieanlage oder eines industriellen Prozesses). Das Datenverarbei tungssystem umfasst zumindest einen Prozessor, der eingerichtet ist, Anlagendaten der Ab gasreinigungsanlage aus einer Datenwolke abzurufen. Die in der Datenwolke gespeicherten Anlagendaten wurden zumindest teilweise zuvor durch die Datenwolke von der Abgasreini gungsanlage empfangen. Die Anlagendaten betreffen wenigstens Messdaten zumindest eines Sensors der Abgasreinigungsanlage und/oder Daten über zumindest einen einstellbaren Para meter der Abgasreinigungsanlage. Ergänzend können die Anlagendaten eine oder mehrere der oben genannten weiteren Teilmengen an Anlagendaten umfassen. Der zumindest eine Prozessor ist zudem eingerichtet, eine die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe basierend auf den abgerufenen Anlagendaten zu bestimmen.
Wie bereits oben in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahren beschrieben kann es auch das erfindungsgemäße Datenverarbeitungssystem er möglichen, einfach und zentral den Betrieb der Abgasreinigungsanlage zu überwachen und die Funktion der Abgasreinigungsanlage nachzuverfolgen.
Beispielsweise kann das Datenverarbeitungssystem Bestandteil der Datenwolke sein und der zumindest eine Prozessor somit ein virtueller oder physikalischer Prozessor der Datenwolke sein. Entsprechend kann die gesamte Überwachung der Abgasreinigungsanlage in der Daten wolke stattfinden, so dass ein lokales Vorhalten eines entsprechend leistungsfähigen Daten verarbeitungssystems durch z.B. einen Betreiber oder einen Hersteller der Abgasreinigungs anlage unnötig ist. In einfacher Weise kann stattdessen als Dienst auf die Anlagenüberwa chung in der Datenwolke zugegriffen werden. Mit anderen Worten: Die hierin beschriebenen Schritte des erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahrens können allesamt in der Datenwolke bzw. durch die Datenwolke ausgeführt werden.
In einigen Ausführungsbeispielen kann es sich bei dem Datenverarbeitungssystem alternativ z.B. auch um einen Computer, einen Server, ein Server-System bzw. ein Back-End handeln, der/das auf die Datenwolke zugreifen und beispielsweise von einem Betreiber oder einem Hersteller der Abgasreinigungsanlage betrieben werden kann. Gemäß weiterer Ausführungs beispiele kann es sich bei dem Datenverarbeitungssystem ferner um ein Endgerät eines Be nutzers, das auf die Datenwolke zugreifen kann, handeln.
In einem Aspekt betrifft die Erfindung zudem noch eine Abgasreinigungsanlage zur Reini gung eines zu reinigenden Abgasstroms einer Industrieanlage oder eines industriellen Prozes ses (z.B. der chemischen oder pharmazeutischen Industrie). Die erfindungsgemäße Abgasrei nigungsanlage umfasst zumindest einen Einlass zur Einleitung des zu reinigenden Ab gasstroms in die Abgasreinigungsanlage sowie einen Auslass zur Ableitung eines gereinigten Abgasstroms aus der Abgasreinigungsanlage. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Abgas reinigungsanlage eine Kommunikationsschnittstelle, die eingerichtet ist, in der Abgasreini gungsanlage erzeugte Anlagendaten an eine Datenwolke zu senden, wobei die Anlagendaten wenigstens Messdaten zumindest eines Sensors der Abgasreinigungsanlage und Daten über zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreinigungsanlage betreffen.
Die erfindungsgemäße Abgasreinigungsanlage kann eine redundante Speicherung der Anla gendaten in der Datenwolke ermöglichen, so dass die Gefahr von Datenverlust im Vergleich zu konventionellen Datensammlungsansätzen für Abgasreinigungsanlagen reduziert ist. Auf grund der Speicherung der Anlagendaten in der Datenwolke kann zudem von beliebigen Or ten und zu beliebigen Zeiten auf die Anlagendaten zugegriffen werden.
Die Kommunikationsschnittstelle kann z.B. drahtgebunden oder drahtlos über das Internet oder ein lokales Netzwerk mit der Datenwolke gekoppelt sein. Gemäß Ausführungsbeispielen kann nicht nur ein Datentransfer von der Abgasreinigungsanlage hin zur Datenwolke erfol gen, sondern auch umgekehrt. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle einge richtet sein, Konfigurationsdaten oder Softwareaktualisierungen für die Abgasreinigungsan lage aus der Datenwolke zu empfangen. Entsprechend kann eine programmierbare Hardware komponente der Abgasreinigungsanlage ausgebildet sein, die Konfigurationsdaten oder Soft wareaktualisierungen zu verarbeiten.
Die an die Datenwolke gesendeten Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage können sowohl unprozessierte Rohdaten der Abgasreinigungsanlage, von der der Abgasreinigungsanlage vorprozessierte Daten oder eine Kombination daraus umfassen.
Die Abgasreinigungsanlage kann abhängig von der Art der Behandlung (z.B. katalytisch, me chanisch oder katalytisch) des zu reinigenden Abgasstroms eine oder mehrere Reinigungs vorrichtungen zur Reinigung des zu reinigenden Abgasstroms aufweisen (z.B. Brennkammer, Filter etc.). Beispielsweise kann die Abgasreinigungsanlage eine Aufkonzentrationsvorrich- tung, die eingerichtet ist, eine Konzentration zumindest eines in dem zu reinigenden Ab gasstrom enthaltenen Schadstoffs zu erhöhen, umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Abgasreinigungsanlage eine Kondensationsvorrichtung, die eingerichtet ist, zumindest einen in dem zu reinigenden Abgasstrom enthaltenen Schadstoff zu kondensieren, umfassen. Auch kann die Abgasreinigungsanlage gemäß Ausführungsbeispielen eine Ab Scheideeinrichtung, die eingerichtet ist, zumindest einen in dem zu reinigenden Abgasstrom enthaltenen Schad stoff abzuscheiden, umfassen. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, Bezug nehmend auf die beigefugten Figuren, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Überwachungssystem für eine Abgasreinigungsanlage;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer graphischen Benutzerschnittstelle, in der verschiedene eine Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größen dargestellt sind;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für Betriebsmodi einer Abgasreinigungsanlage;
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer überwachten Abgasreinigungsanlage mit einer Ab scheidevorrichtung; und
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer überwachten Abgasreinigungsanlage mit einer Aufkonzentrationsvorrichtung sowie einer Kondensationsvorrichtung.
Fig. 1 zeigt ein Überwachungssystem 100 für eine schematisch und stark vereinfacht darge stellte Abgasreinigungsanlage 110. Die Abgasreinigungsanlage 110 umfasst einen Einlass 111 zur Einleitung eines zu reinigenden Abgasstroms 101 einer Industrieanlage wie etwa ei ner Druckmaschine (nicht dargestellt). Ferner umfasst die Abgasreinigungsanlage 110 zumin dest eine Reinigungsvorrichtung 114 zur Reinigung des Abgasstroms 101. Beispielsweise kann die Reinigungsvorrichtung 114 den Abgasstrom 101 gemäß einem der oben beschriebe nen Verfahren reinigen. Die Abgasreinigungsanlage 110 umfasst weiterhin einen Auslass 112 zur Ableitung eines gereinigten Abgasstroms 102 aus der Abgasreinigungsanlage 110. Auch umfasst die Abgasreinigungsanlage 110 zumindest einen Sensor 115, um eine interessierende Größe (z.B. einen Druck oder eine Konzentration eines oder mehrerer Stoffe) an einem Ele ment der Abgasreinigungsanlage 110 zu messen.
Weiterhin umfasst die Abgasreinigungsanlage 110 eine (drahtlose oder drahtgebundene) Kommunikationsschnittstelle 113 zur Anbindung der Abgasreinigungsanlage 110 an eine Da tenwolke 120. Über die Kommunikationsschnittstelle 113 kann die Abgasreinigungsanlage 110 Daten mit der Datenwolke 120 austauschen. Insbesondere ist die Kommunikations schnittstelle 113 eingerichtet, in der Abgasreinigungsanlage erzeugte Anlagendaten an die Datenwolke 120 zu senden. Dabei kann die Kommunikationsschnittstelle 113 die Anlagen daten beispielsweise kontinuierlich, periodisch oder ereignisgetrieben an die Datenwolke 120 senden. Die Anlagendaten können sowohl unprozessierte Rohdaten der Abgasreinigungsan lage 110 als auch vorprozessierte Daten der Abgasreinigungsanlage 110 umfassen.
Die Anlagendaten werden in einem Speichermittel 122 der Datenwolke 120 (z.B. eine oder mehrere Festplatten) gespeichert, so dass lokal und zeitlich flexibel auf die Anlagendaten zu gegriffen werden kann. Ebenso kann aufgrund der Datenspeicherung in der Datenwolke 120 einem Datenverlust vorgegriffen werden. Ferner können weitere Anlagendaten z.B. manuell in die Datenwolke 120 eingepflegt werden oder von weiteren Anlagen (z.B. zur Abgasreini gungsanlage 120 identische oder ähnliche Abgasreinigungsanlage - nicht dargestellt) emp fangen werden.
Weiterhin umfasst die Datenwolke 120 zumindest einen (virtuellen oder physikalischen) Pro zessor 121, der die erfindungsgemäße Analyse der Anlagendaten zur Überwachung der Ab gasreinigungsanlage 110 ausführt.
Dazu ist der Prozessor 121 eingerichtet, die Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage 110 aus dem Speichermittel 122 der Datenwolke 120 abzurufen und die die Abgasreinigungsan lage 110 charakterisierende Größe basierend auf den abgerufenen Anlagendaten zu bestim men.
Anhand der die Abgasreinigungsanlage 110 charakterisierende Größe kann der momentane oder ein vergangener Zustand bzw. das Verhalten der Anlage beschrieben und somit einem Betreiber oder Hersteller der Abgasreinigungsanlage 110 dargestellt werden. Ebenso können aus der die Abgasreinigungsanlage 110 charakterisierenden Größe durch den Prozessor 121 weitere Kenngrößen der Abgasreinigungsanlage 110 abgeleitet werden. Die Bestimmung ei ner oder mehrerer die Abgasreinigungsanlage 110 charakterisierender Größe bzw. Kenngrö ßen daraus erfolgt gemäß den vorangehend beschriebenen Grundsätzen. Beispielsweise kann der Prozessor 121 eingerichtet sein, gemäß den vorangehend beschriebenen Grundsätzen ei nen Energieverbrauch oder eine Lösemittelbilanz der Abgasreinigungsanlage 110 zu bestim- men. Die Informationen über die die Abgasreinigungsanlage 110 charakterisierende Größe können ebenso in der Datenwolke 120 gespeichert werden.
Informationen über die die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Größe(n) können ei nem Benutzer beispielsweise über eine von dem Prozessor 121 erzeugte graphische Benut zerschnittstelle angezeigt werden, die der Benutzer über ein Endgerät 130 (z.B. ein Smart- phone oder ein Tablet-Computer) aufrufen kann. Ein Beispiel einer graphischen Benutzer schnittstelle 200 ist in Fig. 2 gezeigt. Die graphische Benutzerschnittstelle 200 kann z.B. über eine dedizierte Applikation oder als Webseite auf dem Endgerät 130 des Benutzers ausgege ben werden.
Im rechten, oberen Bereich der graphischen Benutzerschnittstelle 200 werden gemessene Temperaturen der Abgasreinigungsanlage 110, wie z.B. die Temperaturen des zu reinigenden Abgasstroms, des gereinigten Abgasstroms, eines Betts (z.B. Unterbett) der Abgasreinigungs anlage 110 oder der Brennkammer als Balken oder Säulendiagramme dargestellt. Alternativ können auch andere an der Abgasreinigungsanlage 110 gemessenen Größe oder der Verlauf einer die Abgasreinigungsanlage 110 charakterisierenden Größe, die aus den Anlagendaten abgeleiteten ist, dargestellt werden. Beispielsweise können Volumenströme (direkt gemessen oder z.B. aus Umrichterfrequenz eines Ventilators bestimmt), Stellungen von Klappen (z.B. Heißgas-Klappe), Messwerte von UEG-Sensoren bzw. Beladungszustände oder der Zustand einer Brennstoffeindüsung angezeigt werden.
Unterhalb ist eine Trendanzeige für interessierende Größen der Abgasreinigungsanlage 110 in die graphische Benutzerschnittstelle 200 integriert. Hier kann z.B. der Verlauf einer an der Abgasreinigungsanlage 110 gemessenen Größe oder der Verlauf einer die Abgasreinigungs anlage 110 charakterisierenden Größe, die aus den Anlagendaten abgeleiteten ist, dargestellt werden.
Im unteren Bereich ist ferner eine Darstellung der Betriebs stunden der Abgasreinigungsan lage 110 für die einzelnen Betriebsmodi in die graphische Benutzerschnittstelle 200 integriert.
Die graphische Benutzerschnittstelle 200 kann beispielsweise nutzerindividuell konfiguriert sein. Derart können je nach Sensorausstattung der Abgasreinigungsanlage 110 verschiedene die Abgasreinigungsanlage 110 charakterisierende Größen bzw. Parameter aus den Anlagen daten automatisiert bestimmt bzw. berechnet und dem Benutzer angezeigt werden. Ebenso können diese Größen bzw. Parameter für z.B. erforderliche Berichte von dem Benutzer über nommen werden. Die Ausgabe der jeweiligen Größen bzw. Werte für Berichte erfolgt auf grund der hinterlegten Berechnungsroutinen automatisiert und somit zeiteffizient.
Im linken, oberen Bereich der graphischen Benutzerschnittstelle 200 ist ferner noch eine Er eignisliste betreffend die verschiedenen möglichen Betriebsmodi der Abgasreinigungsanlage 110 dargestellt. Die Betriebszustände der Abgasreinigungsanlage 110 können aus den analy sierten Anlagedaten der Abgasreinigungsanlage 110 bestimmt werden.
Ein Beispiel für eine hierarchische Gliederung einer Mehrzahl an Betriebsmodi einer Abgas reinigungsanlage zur RTO ist in Fig. 3 dargestellt. Die Abgasreinigungsanlage kann sich ge nerell entweder in einem Aus-Betriebsmodus 300, einem An-Betriebsmodus 305 oder einem Störungsmodus 310 befinden.
Während sich die Abgasreinigungsanlage im An-Betriebsmodus 305 befindet, kann sich die Abgasreinigungsanlage in einem Anfahr-Betriebsmodus 315, in dem die Abgasreinigungsan lage aufheizt, befinden oder in einem Abfahr-Betriebsmodus 325, in dem die Abgasreini gungsanlage„normal“ ausgeschaltet wird und mit Frischluft gespült wird (Modus 326) oder nach einem Störfall gekühlt wird (Modus 327). Auch kann sich die Abgasreinigungsanlage während des An-Betriebsmodus 305 in einem Reinigungs-Betriebsmodus 330, in dem die Abgasreinigungsanlage gereinigt wird, oder einem Normal-Betriebsmodus 320, in dem die Reinigung des Abgasstroms erfolgt, befinden.
Im Normal-Betriebsmodus 320 kann die Abgasreinigungsanlage sich in einem Unterau- totherm-Betriebsmodus 335 befinden, in dem das Abgas mittels RTO gereinigt wird unter Eindüsung eines Brennstoffs zur Sicherstellung einer minimalen Brennkammertemperatur. Alternativ kann sich die die Abgasreinigungsanlage im Unterautothermen-Betriebsmodus 335 auch in einem Stand-by-Modus befinden, in dem die Brennkammertemperatur bei mini maler Luftzufuhr über einer Mindesttemperatur gehalten wird.
Ebenso kann die Abgasreinigungsanlage im Normal-Betriebsmodus 320 sich in einem Au- totherm-Betriebsmodus 340 befinden, in dem das Abgas mittels RTO gereinigt wird ohne Zugabe weiteren Brennstoffs, jedoch noch kein Heißgas zur Prozesswärmegewinnung ausge schleust werden kann.
Im Überautotherm-Betriebsmodus 345 wird das Abgas mittels RTO ohne Zugabe weiteren Brennstoffs gereinigt und die Heißgasklappe in der Abgasreinigungsanlage so gestellt, dass Heißgas über einen heißen Bypass zur Prozesswärmegewinnung ausgeschleust wird.
Im Zwangskühlung-Betriebsmodus 350 wird das Abgas mittels RTO ohne Zugabe weiteren Brennstoffs gereinigt und die maximale Menge an Heißgas zur Prozesswärmegewinnung aus geschleust. Um die Abgasreinigungsanlage vor zu hohen Verbrennungstemperaturen auf grund der Exothermie der in dem Abgas befindlichen Lösemittel zu schützen wird zusätzlich kalte Luft in die Brennkammer geleitet.
Im Bewusste- Auskopplung-Betriebsmodus 355 wird das Abgas mittels RTO unter Eindüsung eines Brennstoffs gereinigt. Gleichzeitig erfolgt eine Auskopplung von Wärme durch den hei ßen Bypass der Abgasreinigungsanlage (geregelt über die Stellung der Heißgasklappe).
In der nachfolgenden Tabelle ist eine Übersicht über Vorgaben für verschiedene einstellbare Parameter in einigen der oben genannten Betriebsmodi gezeigt. Die tatsächlichen Werte der Parameter können über Sensoren der Abgasreinigungsanlage gemessen werden. Die Mess werte als auch die Soll-Werte werden von der Abgasreinigungsanlage in der Datenwolke ge speichert und stehen so für die erfindungsgemäße Überwachung der Abgasreinigungsanlage zur Verfügung.
Entsprechend kann erfindungsgemäß aus den Anlagendaten z.B. bestimmt werden, ob die Anlage sich gemäß den Vorgaben für die einzelnen Parameter während des Betriebs verhält. Somit kann eine automatisierte und effiziente Überwachung der Abgasreinigungsanlage er folgen.
Fig. 4 zeigt die Überwachung einer Abgasreinigungsanlage 400 mit einer Abscheidevorrich- tung in Form eines Elektrofilters 410 (auch als elektrischer Abscheider, Elektroabscheider oder elektrostatischer Abscheider bezeichnet). Dabei ist zu beachten, dass der Elektrofilter 410 rein beispielhaft zur Veranschaulichung einer Ab Scheidevorrichtung zur Abscheidung von Partikeln aus einem Abgasstrom bzw. Abluftstrom dient. Alternativ zu dem Elektrofilter 410 können z.B. ein Zyklonabscheider oder eine sonstige Filtervorrichtung als Abscheidevor richtung verwendet werden.
Die Abgasreinigungsanlage 400 umfasst einen Einlass zur Einleitung eines zu reinigenden Abgasstroms 401 einer Industrieanlage. Zur Reinigung des Abgasstroms 401 wird der Elekt rofilter 410 genutzt. Nach der Reinigung durch den Elektrofilter 410 wird der gereinigte Ab gasstrom 402 über einen Auslass aus der Abgasreinigungsanlage 400 abgeleitet.
Der Elektrofilter 410 dient zur Abscheidung von Partikeln (d.h. einer zusammenhängenden Masse aus fester oder flüssiger Materie) z.B. eines Schadstoffs aus dem zu reinigenden Ab gasstroms 401. Die Funktionsweise eines Elektrofilters ist an sich bekannt und z.B. in der Richtlinie VDI 3678 Blatt 1 des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) beschrieben. Zum bes seren Verständnis werden nachfolgend einige Aspekte der Abgas- bzw. Abluftreinigung mit tels Elektrofilter nochmals hervorgehoben.
Der Elektrofilter 410 umfasst eine sogenannte Sprühelektrode, welche in dem zu reinigenden Abgasstrom 401 mittels Koronaentladung Gasionen erzeugt. Die in dem zu reinigenden Ab gasstrom 401 enthaltenen Schadstoffpartikel werden durch die ionisierten Gasbestandteile aufgeladen und führen deshalb eine gerichtete Bewegung im elektrischen Feld des Elektrofil ters 410 hin zu einer oder mehreren Niederschlagselektroden (Abscheideelektroden) des Elektrofilters 410 aus. Mit anderen Worten: Die aufgeladenen Schadstoffpartikel„wandern“ zu der oder den Niederschlagselektroden. Die Niederschlagselektrode(n) wird bzw. werden gereinigt und die Schadstoffpartikel so aus dem Abgasstrom ausgetragen.
Bei einem trockenen Elektrofilter 410 erfolgt die Reinigung der Niederschlagselektrode(n) durch (z.B. periodische) mechanische Klopfschläge auf die Niederschlagselektrode(n), so dass die auf der bzw. den Niederschlagselektrode(n) gebildete Partikelschicht abgeklopft wird. Bei einem Nasselektrofilter laufen die abgeschiedenen Tropfen quasi-kontinuierlich hinunter (ggf. unterstützt durch eine Spülung mit einer Flüssigkeit).
Grundsätzlich sind verschiedene Aufbauten des Elektrofilters 410 möglich. Beispielsweise kann der Elektrofilter 410 als Plattenelektrofilter oder als Röhrenelektrofilter ausgebildet sein.
Die Effektivität der Abscheidung (d.h. der Abscheidegrad) im Elektrofilter 410 kann über eine Vielzahl an Parametern eingestellt bzw. beeinflusst werden. Neben der Konstruktion bzw. Bauform des Elektrofilters 410 und der Regelung des elektrischen Felds kann z.B. auch ein Volumenstrom des zu reinigenden Abgasstroms 401, eine Zusammensetzung des zu rei nigenden Abgasstroms 401 (z.B. abhängig vom Wasser- bzw. Säuretaupunkt), eine Tempe ratur des zu reinigenden Abgasstroms 401, ein Druck des zu reinigenden Abgasstroms 401, eine Partikelkonzentration im zu reinigenden Abgasstrom 401 (z.B. eine Rohgasstaubkon zentration), ein spezifischer Widerstand der Partikel (z.B. ein spezifischer Staubwiderstand), eine Korngrößenverteilung der Partikel im zu reinigenden Abgasstrom 401, eine Partikelan zahl im zu reinigenden Abgasstrom 401, eine Zusammensetzung der Partikel im zu reinigen den Abgasstrom 401 (z.B. eine Staubzusammensetzung) oder eine zu erreichende Partikel konzentration im gereinigten Abgasstrom 402 die Effektivität der Abscheidung beeinflussen.
Das dem Abscheider in Form des Elektrofilters 410 zugeführte Rohgas 401 wird wie voran gehend beschrieben gereinigt (d.h. die Partikelfracht wird verringert), so dass das ausreichend gereinigte Reingas 402 fortgeleitet werden kann.
Durch zumindest einen Sensor 420 der Abgasreinigungsanlage 400 können (z.B. kontinuier lich, diskontinuierlich oder zeitlich aggregiert) Daten bzgl. des zu reinigenden Abgasstroms 401 erhoben werden, welche für den Ab scheideprozess relevant sind. Rein beispielhaft kann der Sensor 420 z.B. einen der vorgenannten Parameter des zu reinigenden Abgasstroms 401 messen.
Zusätzlich können Daten bzgl. des gereinigten Abgasstroms 402 durch zumindest einen wei teren Sensor 430 erhoben werden. Die zweite Messstelle in Form des zumindest einen weite ren Sensors 430 ist optional. Die Messdaten der Sensoren 420 und 430 werden von der Abgasreinigungsanlage 400 als Anlagendaten an die Datenwolke 440 gesendet und dort erfmdungsgemäß analysiert. Werden durch die Sensoren 420 und 430 z.B. Partikelanzahlen im zu reinigenden Abgasstrom 401 und im gereinigten Abgasstrom 402 bestimmt, kann in der Datenwolke 440 daraus z.B. der Wirkungsgrad des Elektrofilters 410 bestimmt werden. Ein Nutzer kann über ein Endgerät 450 auf die Daten bzw. die Analyse (z.B. mittels der in Fig. 2 dargestellten graphischen Be nutzerschnittstelle) zugreifen.
Weitere Daten, welche von der Abgasreinigungsanlage 400 als Anlagendaten an die Daten wolke 440 gesendet werden können, sind in einer Steuerung 460 (z.B. eine SpeicherProgram- mierbare Steuerung, SPS) der Abgasreinigungsanlage 400 vorliegende Daten. Entsprechend können auch diese Daten für die Charakterisierung des Abscheideprozesses im Elektrofilter 410 genutzt werden. Die weiteren Daten der Steuerung 460 können z.B. eine Häufigkeit der Reinigung der Niederschlagselektrode(n) sein (z.B. eine Häufigkeit des„Klopfens“ bei einem trockenen Elektrofilter 410), eine Menge bzw. Masse der abgeschiedenen Partikel (kann z.B. aus einem Sensormesswert abgeleitet bzw. bestimmt sein), ein elektrischer Energiebedarf ein zelner Komponenten oder aggregiert auf komplette Baugruppen, eine Menge bzw. Masse ei ner eingesetzten Reinigungsflüssigkeit für die Reinigung der Niederschlagselektrode(n) bei einem nassen Elektrofilter, eine Menge bzw. Masse der abgeschiedenen Tropfen bei einem nassen Elektrofilter (kann z.B. aus einem Sensormesswert abgeleitet bzw. bestimmt sein) oder eine Anzahl an Überschlägen im Elektrofilter anzeigen. Es ist zu beachten, dass die vorge nannten Kenngrößen rein beispielhaft gewählt sind und der Illustration dienen. Gemäß Aus führungsbeispielen können die weiteren Daten auch zusätzliche, weniger oder andere Kenn größen anzeigen.
Einige oder mehrere der Anlagendaten werden nach ihrem Empfang von der Datenwolke 440 für die Überwachung der Abgasreinigungsanlage 400 bzw. die Analyse des Abscheidepro zesses in dem Elektrofilter 410 genutzt. Dazu können durch die Datenwolke 440 eine oder mehrere den Ab scheideprozess charakterisierende Größen bestimmt werden. Beispielsweise kann eine eingesetzte Energie für den Elektrofilter 410 in Abhängigkeit von einem Wirkungs grad des Elektrofilters 410, ein Abklopfmtervall der Niederschlagselektrode(n) des Elektro filters 410 in Abhängigkeit von einem Wirkungsgrad des Elektrofilters 410, ein elektrischer Energiebedarf des Elektrofilters 410 in Abhängigkeit von Eigenschaften des zu reinigenden Abgasstroms 401, ein Stromfluss im Elektrofilter 410 in Abhängigkeit von Eigenschaften des zu reinigenden Abgasstroms 401 (z.B. Tracking eines zeitlichen Veränderungstrends) oder eine Anpassung bzw. Nachjustierung für die Feldstärkenregelung des elektrischen Felds im Elektrofilter 410 zur Vermeidung von Überschlägen bestimmt werden. Die vorgenannten, den Ab scheideprozess charakterisierende Größen sind rein beispielhaft gewählt sind und dienen der Illustration. Gemäß Ausführungsbeispielen können auch zusätzliche, weniger oder andere charakterisierende Größen in der Datenwolke 440 auf Basis der von der Abgasreinigungsan lage 400 empfangenen Anlagendaten bestimmt werden.
Fig. 5 zeigt die Überwachung einer Abgasreinigungsanlage 500 mit Lösungsmittelrückge winnung. Lösemittel (z.B. organische Lösemittel wie Ethylacetat, Ethanol oder Isopropanol) werden in verschiedenen Produktionsprozessen eingesetzt. Die Lösemittel stellen mitunter einen erheblichen Wertstoff dar (Kosten teilweise deutlich größer 1€/kg), so dass eine Löse mittelrückgewinnung technisch und wirtschaftlich sinnvoll sein kann.
In Fig. 5 ist dazu beispielhaft und stark vereinfacht ein industrielle Produktionsanlage 560 gezeigt (z.B. eine Bedruckungsanlage oder eine Beschichtungsanlage). Neben dem zu bear beiten (z.B. zu bedruckenden oder zu beschichtenden) Material wird der Produktionsanlage 560 auch Lösemittel zugeführt (z.B. gebunden in einer Druckfarbe). Der Lösemitteleintrag in die Produktionsanlage 560 kann z.B. aus Messwerten eines Sensor 545 (der z.B. die Menge der Farbe, in welcher das Lösemittel gebunden ist, misst) bestimmt werden. Zusätzlich kön nen über einen oder mehrere weitere Sensoren 547 an der Produktionsanlage 560 selbst, In formationen bzgl. der Lösemittel oder anderer relevanter Anlagenparameter gesammelt wer den. In einer Druckanlage wird beim Applizieren der Farbe, jedoch spätestens bei der Trock nung, die Lösemittel freigesetzt und mit dem Abgasstrom 501 fortgeleitet. Aus z.B. immissi onsschutzrechtlichen Gründen ist eine Freisetzung der Lösemittel in die Umwelt nicht zuläs sig. Es erfolgt daher eine Abgasreinigung mittels der industriellen Abgasreinigungsanlage 500.
Wie in Fig. 5 dargestellt, kann die Lösemittelrückgewinnung über verschiedene verfahrens technische Schritte erfolgen. Beispielsweise kann der zu reinigende Abgasstrom 501 zunächst einem Aufkonzentrationsprozess und anschließend einem Desorptionsprozess (z.B. mittels Wasserdampfs, Heißgas oder Inertgas) unterzogen werden, bevor das so erzeugte Desorbat (d.h. der aufkonzentrierte Abgasstrom) einem Kondensationsprozess zugeführt wird, um das Lösemittel mittels Kondensation aus dem Abgasstrom abzuscheiden. Diese Form der Löse mittelrückgewinnung ist in Fig. 5 durch die Aufkonzentrationsvorrichtung 520 und die Kon densationsvorrichtung 510 dargestellt. Der zu reinigende Abgasstrom 501 wird zunächst der Aufkonzentrationsvorrichtung 520 zugeführt, welche mittels eines Aufkonzentrationsverfah- rens (z.B. Adsorption, Absorption oder Membranen) die Konzentration zumindest eines in dem zu reinigenden Abgasstrom 501 enthaltenen Schadstoffs erhöht. Das so erzeugte Desor- bat 521 wird anschließend einer Kondensationsvorrichtung 510 zugeführt, welche den zumin dest einen Schadstoff kondensiert und so aus dem Desorbat 521 entfernt. Entsprechend wird sowohl durch die Aufkonzentrationsvorrichtung 520 als auch durch die Kondensationsvor richtung 510 jeweils ein gereinigter Abgasstrom 502 bzw. 502‘ bereitgestellt.
Die Aufkonzentration kann beispielsweise mittels eines Bettadsorbers oder eines Aufkonzent- rationsrads (z.B. mit Zeolith und/oder Aktivkohle) erfolgen.
Alternativ kann die Kondensation auch ohne vorherige Aufkonzentration durch die Aufkon zentrationsvorrichtung 520 erfolgen. Wie in Fig. 5 angedeutet, kann der zu reinigende Ab gasstrom 501 auch direkt der Kondensationsvorrichtung 510 zugeführt werden. Beispiels weise kann ein Schadstoff in dem zu reinigenden Abgasstrom 501 eines Trockners auch direkt durch die Kondensationsvorrichtung 510 kondensiert werden (eine Aufkonzentration des Schadstoffs in dem zu reinigenden Abgasstrom 501 kann z.B. bereits durch eine Umluftfahr weise im Trockner selbst realisiert werden). In der Kondensationsvorrichtung 510 kann bei spielsweise auch eine Kondensation des zu reinigenden Abgasstroms 501 mit anschließender adsorptiver Aufkonzentration der Restfracht erfolgen, um die gewünschte bzw. nötige maxi male Schadstoffbeladung des gereinigten Abgasstroms 502‘ zu erreichen.
Wie die vorangehenden Ausführungen gezeigt haben, kann die Lösemittelrückgewinnung über verschiedene Ansätze erfolgen, die z.B. abhängig von Prozessanforderungen und der Art des bzw. der Lösemittel gewählt werden können.
Die in der Kondensationsvorrichtung 510 gewonnen Lösemittel können anschließend optio nal noch in einer Lösemittelaufbereitungsvorrichtung 530 aufbereitet und dem Produktions prozess bzw. der Produktionsanlage 560 wieder zugeführt werden. Die Aufbereitung kann gemäß Ausführungsbeispielen auch entfallen. Alternativ können die rückgewonnen Lösemit tel auch gesammelt und extern weiterverarbeitet werden (d.h. sie werden nicht unmittelbar dem Produktionsprozess bzw. der Produktionsanlage 560 wieder zugeführt). Der bzw. die gereinigten Abgasströme 502 und 502‘ können in die Umwelt abgeleitet oder dem Produkti onsprozess bzw. der Produktionsanlage 560 wieder zugeführt werden.
Über einen oder mehrere Sensoren 540, 541, 542, 543, 544 bzw. 546 können Daten bzgl. der einzelnen Abgasströme bzw. Lösemittelströme erhoben werden. Die Messdaten der Sensoren 540, 541, 542, 543, 544 bzw. 546 werden von der Abgasreinigungsanlage 500 als Anlagen daten an eine Datenwolke 550 gesendet und dort erfmdungsgemäß analysiert. Wie in Fig. 5 angedeutet, können ferner auch Daten von einem oder mehreren der Sensoren 545 und 547 der industriellen Produktionsanlage 560 durch die Datenwolke 550 empfangen und in die Analyse einbezogen werden. Dabei ist zu beachten, dass die in Fig. 5 dargestellten Sensoren lediglich beispielhaft gewählt sind und der Illustration dienen. Gemäß Ausführungsbeispielen können auch mehr, weniger oder anders platzierte Sensoren genutzt werden.
Durch geeignete Sensoren bzw. die Erfassung geeignete Parameter bzw. Kenngrößen kann durch die Datenwolke 550 eine Analyse, Bewertung bzw. Bilanzierung des Gesamtsystems oder ausgewählter Teilprozesse erfolgen. Da die Abluftreinigung mit der Zielstellung der Rückgewinnung erfolgt, ist eine direkte Kopplung der Abgasreinigungsanlage 500 mit dem Produktionsprozess gegeben.
Wie auch in den vorherigen Ausführungsbeispielen können Sensorinformationen vor und/o der nach einem Prozessschritt bzw. einem Teilschritt (Volumenstrom, Druck, Temperatur, Konzentration - z.B. UEG-Konzentration, Feuchtegehalt, etc.) alleine oder zusammen mit Informationen aus dem jeweiligen Prozess in der Datenwolke 550 ausgewertet bzw. kombi niert werden, um eine oder mehrere charakterisierende Größen der Abgasreinigungsanlage 500 zu bestimmen und für den Abruf durch ein Endgerät 570 eines Nutzers bereitzustellen.
Für den Teilprozess der Aufkonzentrierung kann aus den übermittelten Anlagendaten z.B. eine Konzentration eines oder mehrere Schadstoffe in dem zu reinigen Abgasstrom 501, in dem gereinigten Abgasstrom 502 oder im Desorbat 521 in Abhängigkeit von der Drehge schwindigkeit eines Adsorptionsrades oder in Abhängigkeit von einer Eintrittstemperatur des zu reinigen Abgasstroms 501 bzw. der Desorptionstemperatur bestimmt werden. Im Teilprozess der Kondensation kann eine Umschaltzeit bei einer 2-Strang-Kondensation in Abhängigkeit von Betriebstemperatur und Gaseigenschaften am Einlass der Kondensations vorrichtung bestimmt werden.„2-Strang“ bedeutet dabei eine Redundanz der Aggregate, da bei der Kondensation immer ein Strang einfriert, während der andere Strang auftaut. Ebenso können Kennzahlen zu einzelnen Kondensationsstufen (z.B. Temperaturen) in Abhängigkeit von der Kondensatzusammensetzung als charakterisierende Größe bestimmt werden. Eine Kondensation in mehreren Stufen bedeutet dabei, dass verschieden angereicherte Fraktionen getrennt abgeschieden werden, so dass eine nachfolgende Aufbereitung vereinfacht wird. Ge mäß einigen Ausführungsbeispielen kann als charakterisierende Größe z.B. auch eine jewei- lige Pumpleistung für einzelne Kondensationsniveaus zur Überwachung (Bilanzierung) ein zelner Fraktionen (z.B. Menge der gepumpten Kondensatmenge in Abhängigkeit von Ein gangsgrößen) bestimmt werden.
Ebenso kann in der Datenwolke 550 eine Bilanzierung des Gesamtsystems (Produktion und Abgasreinigung = Lösemittelrückgewinnung) hinsichtlich des Lösemitteleinsatzes oder ein Tracking einer Anreicherung von Lösemitteln in einem Verfahrensschritt (zur Vermeidung der Kondensationsgefahr) erfolgen. Auch kann als charakterisierende Größe z.B. ein elektri scher Energieeinsatz je Masseneinheit rückgewonnenen Lösemittels bestimmt werden. Somit kann eine automatisierte, effiziente und gezielte Überwachung der Abgasreinigungs anlage erfolgen.

Claims

Patentansprüche
1. Computerimplementiertes Verfahren zur Überwachung zumindest einer Abgasreinigungsanlage (110) zur Reinigung eines zu reinigenden Abgasstroms (101) einer Industriean- läge oder eines industriellen Prozesses, das Verfahren umfassend:
Abrufen von Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage (110) aus einer Datenwolke (120), wobei die in der Datenwolke (120) gespeicherten Anlagendaten zuvor zumindest teilweise durch die Datenwolke (120) von der Abgasreinigungsanlage (110) empfangen wurden, und wobei die Anlagendaten wenigstens Messdaten zumindest eines Sensors der Abgasreini- gungsanlage (110) und/oder Daten über zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgas reinigungsanlage (110) betreffen; und
Bestimmen zumindest einer die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierenden Größe basierend auf den abgerufenen Anlagendaten.
2. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bereitstellen von Informationen über die die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierende Größe für den Abruf durch eine auf einem Endgerät (130) eines Benutzers ausgefuhrte Ap plikation.
3. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Informationen über die die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierende Größe auf einer Webseite mit einem auf einen vorbestimmten Benutzerkreis beschränkten Zugriff bereitgestellt sind.
4. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfas send:
Speichern von Informationen über die die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierende Größe in der Datenwolke (120). 5. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das
Bestimmen der zumindest einen die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierenden Größe kontinuierlich erfolgt.
6. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierende Größe eine an der Abgasreinigungsanlage (110) direkt messbare Größe, die nicht an der Abgasreinigungsanlage (110) gemessen wird, ist.
7. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 6, wobei die die Abgasreini gungsanlage (110) charakterisierenden Größe eine Konzentration zumindest eines Schadstof- fes in dem zu reinigenden Abgasstrom ( 101 ), der der Abgasreinigungsanlage (110) zugeführt wird, ist.
8. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Konzentration des zumindest einen Schadstoffes in dem zu reinigenden Abgasstrom (101) aus einer der folgen den Teilmengen der abgerufenen Anlagendaten bestimmt wird: a) Messwerten eines Kohlenstoffdioxid-Sensors der Abgasreinigungsanlage (110), der eine Kohlenstoffdioxid-Konzentration in einem gereinigten Abgasstrom (102), der von der Abgasreinigungsanlage (110) fortgeleitet wird, misst; b) Messwerten eines Explosimeters der Abgasreinigungsanlage (110), das eine Konzentration potenziell explosionsfahiger Gase in dem zu reinigenden Abgasstrom (101) misst; oder c) Messwerten eines Massenstromsensors der Abgasreinigungsanlage (110), der einen Mas senstrom eines für eine thermische Verbrennung des zu reinigenden Abgasstroms (101) ein gesetzten Brennstoffes misst.
9. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, ferner um fassend: Bestimmen einer Schadstoffbilanz der Abgasreinigungsanlage ( 110) für einen vorbestimmten Zeitraum basierend auf der bestimmten Konzentration des zumindest einen Schadstoffes in dem zu reinigenden Abgasstrom.
10. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Schadstoffbilanz ferner auf einem von den abgerufenen Anlagendaten umfassten Einzelmesswert einer Kon- zentration des zumindest einen Schadstoffes in einem gereinigten Abgasstrom (102), der von der Abgasreinigungsanlage (110) fortgeleitet wird, basiert.
11. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 10, wobei der zumindest eine Schadstoff ein oder mehrere Lösemittel ist.
12. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierende Größe ein Energieverbrauch der Abgasreinigungsanlage (110) für einen vorbestimmten Zeitraum und/oder einen vorbestimmten Betriebsmodus der Abgasreinigungsanlage (1 10) ist.
13. Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Bestimmen des Energieverbrauchs Folgendes umfasst:
Ableiten aus zumindest einem Teil der abgerufenen Anlagendaten einer an der Abgasreini gungsanlage (110) direkt messbaren Größe, die nicht an der Abgasreinigungsanlage (110) gemessen wird; und
Bestimmen des Energieverbrauchs basierend auf der abgeleiteten Größe.
14. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierende Größe eine von der Abgasreinigungsanlage (110) in einem vorbestimmten Zeitraum erzeugte oder erzeugbare Menge an Prozesswärme ist.
15. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierende Größe einen Abscheideprozess in der Ab gasreinigungsanlage (110), bei dem zumindest ein in dem zu reinigenden Abgasstrom (101) enthaltener Schadstoff abgeschieden wird, charakterisiert.
16. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierende Größe einen Aufkonzentrationsprozess in der Abgasreinigungsanlage (110), bei dem eine Konzentration zumindest eines in dem zu reinigenden Abgasstrom (101) enthaltenen Schadstoffs erhöht wird, charakterisiert.
17. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierende Größe einen Kondensationsprozess, bei dem zumindest ein in dem zu reinigenden Abgasstrom (101) enthaltener Schadstoff kondensiert wird, charakterisiert.
18. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, ferner umfassend: Ausgeben einer Meldung an zumindest ein Endgerät (130) eines Benutzers, wenn die die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierenden Größe außerhalb eines vorbestimmten Wer tebereichs liegt.
19. Computerimplementiertes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner um- fassend:
Abrufen von Anlagendaten einer weiteren Abgasreinigungsanlage (110) aus der Datenwolke
(120);
Bestimmen der charakterisierenden Größe für die weitere Abgasreinigungsanlage (110) ba sierend auf den abgerufenen Anlagendaten der weiteren Abgasreinigungsanlage (110); und Bestimmen von Vergleichsinformationen basierend auf der charakterisierenden Größe für die
Abgasreinigungsanlage (110) und der charakterisierenden Größe für die weitere Abgasreini gungsanlage (1 10).
20. Programm mit einem Programmcode zum Ausfuhren des computerimplementierten Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
21. Datenverarbeitungssystem zur Zustandsüberwachung zumindest einer Abgasreinigungsanlage (110) zur Reinigung eines zu reinigenden Abgasstroms (101) einer Industriean lage oder eines industriellen Prozesses, wobei das Datenverarbeitungssystem zumindest einen Prozessor (121) umfasst, der eingerichtet ist: Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage (110) aus einer Datenwolke (120) abzurufen, wo bei die in der Datenwolke (120) gespeicherten Anlagendaten zuvor zumindest teilweise durch die Datenwolke (120) von der Abgasreinigungsanlage (110) empfangen wurden, und wobei die Anlagendaten wenigstens Messdaten zumindest eines Sensors der Abgasreinigungsanlage (110) und/oder Daten über zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreinigungsan- läge (110) betreffen; und eine die Abgasreinigungsanlage (110) charakterisierende Größe basierend auf den abgerufenen Anlagendaten zu bestimmen.
22. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 21, wobei das Datenverarbeitungssystem Bestandteil der Datenwolke (120) ist.
23. Abgasreinigungsanlage (110) zur Reinigung eines zu reinigenden Abgasstroms (101) einer Industrieanlage oder eines industriellen Prozesses, umfassend: einen Einlass (111) zur Einleitung des zu reinigenden Abgasstroms (101) in die Abgasreinigungsanlage (110); einen Auslass (112) zur Ableitung eines gereinigten Abgasstroms (102) aus der Abgasreini gungsanlage (110); und eine Kommunikationsschnittstelle (113), die eingerichtet ist, in der Abgasreinigungsanlage (110) erzeugte Anlagendaten an eine Datenwolke (120) zu senden, wobei die Anlagendaten wenigstens Messdaten zumindest eines Sensors der Abgasreinigungsanlage (110) und Daten über zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreinigungsanlage (110) betreffen.
24. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 23, ferner umfassend zumindest eine der folgenden Vorrichtungen: eine Aufkonzentrationsvorrichtung, die eingerichtet ist, eine Konzentration zumindest eines in dem zu reinigenden Abgasstrom (101) enthaltenen Schadstoffs zu erhöhen; eine Kondensationsvorrichtung, die eingerichtet ist, zumindest einen in dem zu reinigenden Abgasstrom (101) enthaltenen Schadstoff zu kondensieren; und eine Abscheideeinrichtung, die eingerichtet ist, zumindest einen in dem zu reinigenden Abgasstrom (101) enthaltenen Schadstoff abzuscheiden.
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