EP4214444A1 - Verfahren und anlage zum thermischen verwerten von festem brennstoff in einem reaktionsraum - Google Patents

Verfahren und anlage zum thermischen verwerten von festem brennstoff in einem reaktionsraum

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EP4214444A1
EP4214444A1 EP21782505.8A EP21782505A EP4214444A1 EP 4214444 A1 EP4214444 A1 EP 4214444A1 EP 21782505 A EP21782505 A EP 21782505A EP 4214444 A1 EP4214444 A1 EP 4214444A1
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EP
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fuel
gas flow
water content
gas stream
reaction chamber
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EP21782505.8A
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EP4214444B1 (de
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Andreas Hornung
Martin Meiller
Robert Daschner
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Publication of EP4214444B1 publication Critical patent/EP4214444B1/de
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    • F23N2225/00—Measuring
    • F23N2225/26—Measuring humidity

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for the thermal utilization of solid fuel in a reaction chamber according to the preamble of patent claim 1 or according to the preamble of patent claim 14.
  • Thermal utilization is understood here to mean a heat-generating process such as firing, gasification or pyrolysis.
  • the "solid fuel” mentioned here includes thermally usable biomass such as e.g. B. wood chips, wood shavings, pellets, and biogenic residues such. B. corn cobs or olive stones, but also thermally usable waste.
  • Important parameters in this context include the water content and the bulk density of the fuel, as well as the particle size distribution and the fines content in the fuel .
  • Reasons for varying these parameters are e.g. B. :
  • Another concept described in DE 4446022 A1 is based on the knowledge that the incineration of waste can only be carried out best if the composition or the nature of the waste to be incinerated is determined before incineration and its incineration is matched to this information that a proactive approach to the incineration of waste is possible.
  • the water content of the waste to be incinerated is determined before incineration in the allocation shaft using microwave signals. Signal weakening and/or phase changes in these microwave signals are caused by the water content of the waste. These are evaluated to determine the water content in the waste.
  • the information signals obtained in this way are forwarded to a process control unit which is provided for controlling the supply of air for the combustion of the waste taking place on the grate.
  • the measurement technology based on microwave signals requires a high level of installation effort and is also relatively expensive. In addition, measurement is only available at discrete points.
  • AT 15458 Ul discloses a method for burning solid fuel, in particular lignin and agricultural biomass, in which the water content of the fuel is detected and, taking into account the energy content for a selected power, the supply of fuel is increased at a higher water content and at a low one water content is reduced.
  • the proportion of primary air and/or secondary air in the combustion air is selected depending on the detected water content of the fuel.
  • the ratio in the combustion air between primary air and secondary air on the one hand and recirculation gas on the other hand is selected depending on the water content of the fuel.
  • the water content of the fuel is recorded continuously or discontinuously during its storage or its supply through a fuel feed channel. However, it is not specified how the water content of the fuel is recorded.
  • the object of the invention arises in the method and the system for the thermal utilization of solid fuel in a reaction chamber in which or in which the water content of the fuel is determined before it is introduced into the reaction chamber and the process of Thermal utilization of the fuel is controlled as a function of the water content of the fuel, to carry out or specify measures that allow a simple and inexpensive determination of the water content of the fuel and any other parameters useful for controlling the process of thermal utilization.
  • the object of the invention is achieved in that, in the method according to the preamble of claim 1, a gas flow is passed through the fuel and the moisture of the gas flow is measured after it has exited the fuel and the water content is determined from the measured value representing the moisture of the gas flow of the fuel is determined.
  • the object of the invention is achieved in that in the system according to the preamble of claim 14, a device for generating a Gas flow is provided which can be guided through a fuel bed in a container and a measuring device for measuring the moisture of the gas flow after it has exited the fuel bed is provided, as well as an evaluation unit for determining the water content of the fuel from the moisture of the gas flow determining Measured value is provided and that the
  • Control unit so determined water content of the fuel for its consideration in the process control can be communicated.
  • the invention allows information about the fuel to be provided before it is transported into the reactor space. As a result, changes in fuel quality can be identified and fuel properties important for efficient and targeted combustion can be derived from the data. This includes in particular information about the water content, the bulk density, the fines content, the ash content and the calorific value. This information can be made available to the operator of the system or the controller of the system.
  • a gas flow which can be air, nitrogen, recirculation gas, exhaust gas or air enriched with oxygen, and can have a temperature between -10° C. and 200° C., through a fuel bed in a container, which is a storage container, a lock, a chute, an auger or a container separate from a fuel supply device.
  • a container which is a storage container, a lock, a chute, an auger or a container separate from a fuel supply device.
  • various physical processes take place: - heat is transferred from the gas flow to the fuel or vice versa; as a result z.
  • B cooling of the gas stream and heating of the fuel bed; - There is a drying process of the fuel and an absorption of water in the gas flow instead;
  • Methods can be determined, such as e.g.:
  • thermocouples thermocouples; NiCr-Ni Almemo ® plug type K; measuring range: -200°C ... +1370° C;
  • the bulk fuel can include a partial flow from the entire fuel mass flow or the entire fuel mass flow.
  • the flow through the fuel bed can be from top to bottom or from bottom to top.
  • Fuel bed and gas stream can preferably have a ⁇ of at least 15 K.
  • the exhaust air from the bulk fuel can be integrated into the thermal utilization process, e.g. B. as primary air or secondary air.
  • the inventive measures can be retrofitted to existing systems or taken into account from the outset in new systems.
  • Coupling with other metrological devices is possible (process data of the system, fuel scales, acquisition of image data from the fuel, etc.).
  • Upstream drying of the gas stream can be done e.g. B. done by directing the gas flow through a silica gel bed, so as to eliminate ambient air-related fluctuations. This shows differences in the exhaust air even more clearly and further improves the process.
  • the invention makes it possible to provide information about the fuel before it enters the reaction space.
  • the operating modes of the system are adapted, e.g. B. by increasing or reducing the fuel mass flow, increasing or reducing the proportion of recirculation air, increasing or reducing the preheating of the fuel air.
  • a plant for the thermal utilization of solid fuel has a container 1 for receiving a bulk fuel.
  • the container 1 is connected upstream of a reaction chamber, not shown, into which the fuel can be introduced after leaving the container 1 in order to be thermally utilized there by combustion.
  • the container 1 is preceded by a hot air blower 2 which accelerates and heats a gas flow which has previously flowed through a drying device in the form of a silica gel bed 3 .
  • the gas stream leaving the hot-air blower 2 flows through the bulk fuel in the container 1.
  • thermal utilization Various physical parameters relevant to thermal utilization, such as e.g. B. pressure and temperature of the gas stream before entering and after exiting from the fuel bed and the moisture content of the gas stream, measured in particular after its exit from the fuel bed.
  • These measured values are fed to an evaluation unit 4, which allows conclusions to be drawn about the water content and other parameters relevant to thermal utilization, such as the density of the bed and the proportion of fines in the bed.
  • the data determined by the evaluation unit 4 are supplied to a control unit 5, which controls the thermal utilization process taking this data into account.
  • the evaluation unit 4 can access a database 6 in which certain data relevant to the thermal utilization process are stored.
  • further parameters of the fuel can be recorded in addition to the fuel properties recorded from the change in the gas flow when passing through the fuel bed.
  • additional parameters can be used to determine the combustion Substance properties to further refine and / or to check plausibility.
  • Further measuring devices can be present for this purpose. These can be selected from process data from the system and/or a fuel scale for detecting the fuel mass and/or a device for detecting the bulk density and/or a device for detecting image data of the fuel.
  • the water content can also be determined from the change in fuel mass, which leads to redundant and therefore more reliable detection.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum thermischen Verwerten von festem Brennstoff in einem Reaktionsraum wobei der Prozess der thermischen Verwertung des Brennstoffes in Abhängigkeit von dem Wassergehalt des Brennstoffes mittels einer Steuerungseinheit (5) gesteuert wird. Der Wassergehalt des Brennstoffes wird ermittelt bevor dieser in den Reaktionsraum eingebracht wird. Hierfür wird ein Gasstrom durch eine Brennstoffschüttung geleitet und die Feuchtigkeit des Gasstromes nach dessen Ausstritt aus der Brennstoffschüttung gemessen. Aus dem die Feuchtigkeit des Gasstromes darstellenden Messwert wird der Wassergehalt des Brennstoffes mittels einer Auswerteeinheit (4) ermittelt. Die Anlage weist ferner ein dem Reaktionsraum vorgeschaltetes Behältnis (1) zur Aufnahme der Brennstoffschüttung und eine Einrichtung (2) zum Erzeugen des durch die Brennstoffschüttung geleiteten Gasstromes auf.

Description

Verfahren und Anlage zum thermischen Verwerten von festem Brennstoff in einem Reaktionsraum
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum thermischen Verwerten von festem Brennstoff in einem Reaktionsraum gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 14.
Unter „thermischer Verwertung" wird hier ein wärme- erzeugender Vorgang wie Feuerung, Vergasung oder Pyrolyse verstanden. Der hier erwähnte „feste Brennstoff" umfasst thermisch verwertbare Biomasse wie z. B. Holzhackschnitzel, Holzspäne, Pellets, sowie biogene Reststoffe wie z. B. Maisspindeln oder Olivenkerne, aber auch thermisch verwertbarer Müll.
Für Anlagen zur thermischen Verwertung von Biomasse und biogenen Reststoffen stellt die große Heterogenität und Schwankungsbreite der Charakteristika des Brennstoffes eine erhebliche verfahrenstechnische Herausforderung dar. Wichtige Parameter sind in diesem Zusammenhang unter anderem der Wassergehalt und die Schüttdichte des Brennstoffes, sowie die Partikelgrößenverteilung und der Feinanteil im Brennstoff . Gründe für ein Variieren dieser Parameter sind z . B . :
- die Unterschiedlichkeit der Brennstoffe (Holzhackschnitzel, Späne, Pellets, biogene Reststoffe wie z. B. Maisspindel, Olivenkerne etc.) ;
- Unterschiede in der Brennstoff aufbereitung, denn selbst Brennstoffe mit gleicher Einordnung variieren oft drastisch in der Qualität; z.B. besteht ein signifikanter Unterschied bei Heizwert und Wassergehalt für naturbelassenes Holz als Frischholz oder getrocknet aus der Nutzung von Abwärme einer Biogasanlage;
- Schwankungen in der Qualität des Brennstoffes bedingt durch Jahreszeit, Lagerbedingungen und Standort.
Variieren die genannten Parameter des Brennstoffes ohne die vorherige Kenntnis darüber bei Erreichen des Brennraums einer Feuerung, so treten TemperaturSchwankungen im Brennraum auf, mit der Folge von Emissionsspitzen, Sinterung mineralischer Inhaltsstoffe und Schäden an der Anlagentechnik .
Um dies zu verhindern und der Heterogenität des Brennstoffes gerecht zu werden werden in der Praxis verschiedene Maß- nahmen angewendet. So werden zum Beispiel strenge Vorgaben an die Qualität des Brennstoffes gemacht was letztlich ein umfassendes Management und Monitoring der Brennstoffquälität mit dem entsprechenden hohen Personal- und Kostenaufwand erfordert oder zu einem höheren Aufwand im Bereich von Wartung und Betreuung der Anlage führt. Andere Maßnahmen sind organisatorischer Natur und bestehen darin die Bandbreite des Brennstoffes zu begrenzen und Qualitätssicherung zu betreiben wobei der dafür notwendige Aufwand erheblich sein kann denn sie erfordert z.B. BrennstoffZertifizierung Eingangs- und Qualitätskontrolle sowie die Definition zulässiger Parameter durch den Hersteller der Anlage. Diese organisatorischen Maßnahmen schränken die Flexibilität der Anlagen ein. Außerdem ist der Überwachungsaufwand zur Einhaltung klar definierter Brennstoffbänder erheblich und mit hohen Kosten verbunden.
Zur Vermeidung der mit den zuvor beschriebenen Maßnahmen verbundenen Nachteile können auch andere Konzepte angewendet werden. Eines dieser Konzepte besteht darin, durch Erfassung der Rauchgasfeuchte Rückschlüsse auf die Brennstofffeuchte zu ziehen und mit dieser Kenntnis die Feuerungsanlage zu steuern . Detaillierter beschrieben wird dieses Konzept beispielsweise in der DE 19917572 Al. Eine auf dem Wassergehalt im Rauchgas basierende Regelung einer Festbrennstoff- befeuerungseinrichtung ist in der DE 102007055168 Al beschrieben. Ferner ist die Regelung einer Feuerungsanlage durch Rückschluss auf die Brennstoffquälität aus dem Rauchgas in der DE 19547258 Al beschrieben.
Ein anderes in der DE 4446022 Al beschriebenes Konzept beruht auf der Erkenntnis dass die Verbrennung von Abfällen nur dann am besten durchgeführt werden kann wenn die Zusammensetzung bzw. die Beschaffenheit von zu verbrennenden Abfällen vor der Verbrennung ermittelt und ihre Verbrennung auf diese ermittelten Informationen abgestimmt wird so dass eine vorausschauende Fahrweise der Verbrennung von Abfällen möglich ist. Hierfür wird der Wassergehalt der zur Verbrennung anstehenden Abfälle vor der Verbrennung bereits im Zuteilungsschacht mit Hilfe von Mikrowellensignalen ermittelt. Durch den Wassergehalt der Abfälle werden Signalschwächungen und/oder Phasenveränderungen bei diesen Mikrowellensignalen verursacht. Diese werden zur Ermittlung des Wassergehaltes in den Abfällen ausgewertet. Die dabei gewonnenen Informationssignale werden an eine Prozesssteuerungseinheit weitergeleitet, die zur Steuerung der Zufuhr von Luft für die auf dem Rost stattfindende Verbrennung der Abfälle vorgesehen ist. Die auf Mikrowellensignale basierende Messtechnik erfordert einen hohen Installationsaufwand und ist auch relativ teuer. Zudem ist die Messung nur an diskreten Punkten verfügbar.
Aus der AT 15458 Ul ist ein Verfahren zum Verbrennen von festem Brennstoff, insbesondere lignine und landwirtschaftliche Biomasse, bekannt, bei dem der Wassergehalt des Brennstoffes erfasst wird und unter Berücksichtigung des Energiegehaltes für eine gewählte Leistung die Zufuhr von Brennstoff bei höherem Wassergehalt erhöht und bei niedrigem Wassergehalt verkleinert wird. Außerdem wird der Anteil an Primärluft und/oder Sekundärluft in der Verbrennungsluft abhängig vom erfassten Wassergehalt des Brennstoffes gewählt. Auch das Verhältnis in der Verbrennungsluft zwischen Primärluft und Sekundärluft einerseits und Rezirkulationsgas andererseits wird in Abhängigkeit vom Wassergehalt des Brennstoffes gewählt. Ferner wird der Wassergehalt des Brennstoffes kontinuierlich oder diskontinuierlich während dessen Lagerung oder dessen Zufuhr durch einen Brennstoffförderkanal erfasst. Allerdings ist nicht angegeben, wie der Wassergehalt des Brennstoffes erfasst wird.
Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe der Erfindung, bei dem Verfahren und der Anlage zum thermischen Verwerten von festem Brennstoff in einem Reaktionsraum, bei dem bzw. bei der der Wassergehalt des Brennstoffes ermittelt wird, bevor dieser in den Reaktionsraum eingebracht wird und der Prozess der thermischen Verwertung des Brennstoffes in Abhängigkeit von dem Wassergehalt des Brennstoffes gesteuert wird, Maßnahmen durchzuführen bzw. anzugeben, die eine einfache und kostengünstige Ermittlung des Wassergehalts des Brennstoffes und eventuell weiterer für die Steuerung des Prozesses der thermischen Verwertung nützlicher Parameter gestattet .
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst dass bei dem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ein Gasstrom durch den Brennstoff geleitet wird und die Feuchtigkeit des Gasstromes nach dessen Austritt aus dem Brennstoff gemessen und aus dem die Feuchtigkeit des Gasstromes darstellenden Messwert der Wassergehalt des Brennstoffes ermittelt wird.
Hinsichtlich der Anlage wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst dass bei der Anlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 14 eine Einrichtung zum Erzeugen eines Gasstromes vorgesehen ist der durch eine Brennstoff- schüttung in einem Behältnis leitbar ist und eine Mess- Vorrichtung zur Messung der Feuchtigkeit des Gasstromes nach dessen Austritt aus der Brennstoffschüttung vorgesehen ist, sowie eine Auswerteeinheit zum Ermitteln des Wassergehaltes der Brennstoffes aus dem die Feuchtigkeit des Gasstromes bestimmenden Messwert vorgesehen ist und dass der
Steuerungseinheit der so ermittelte Wassergehalt des Brennstoffes für dessen Berücksichtigung bei der Prozesssteuerung mitteilbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Die Erfindung gestattet die Bereitstellung von Informationen über den Brennstoff, bevor dieser in den Reaktorraum transportiert wird. Infolgedessen können Veränderungen der Brennstoffquälität identifiziert und aus den Daten Brennstoffeigenschaften abgeleitet werden, die für eine effiziente und zielgerichtete Verbrennung von Bedeutung sind. Dazu gehören insbesondere Informationen über den Wassergehalt, die Schüttdichte, den Feinanteil, den Aschegehalt und den Heizwert. Diese Informationen können dem Betreiber der Anlage bzw. der Steuerung der Anlage zur Verfügung gestellt werden.
Erfindungsgemäß wird ein Gasstrom, der Luft, Stickstoff, Rezirkulationsgas , Abgas oder mit Sauerstoff angereicherte Luft sein kann, und eine Temperatur zwischen -10°C und 200°C haben kann, durch eine Brennstoffschüttung in einem Behälter, der ein Vorlagebehälter, eine Schleuse, eine Schurre, eine Schnecke oder ein von einer BrennstoffZufuhrvorrichtung separates Behältnis sein kann, geleitet. Beim Durchströmen der Schüttung laufen verschiedene physikalische Prozesse ab: - es findet ein Wärmeübergang vom Gasstrom auf den Brennstoff oder umgekehrt statt; infolgedessen erfolgt z. B. eine Abkühlung des Gasstromes und Aufheizung der Brennstoffschüttung; - es findet ein Trocknungsprozess des Brennstoffs und eine Aufnahme von Wasser in den Gasstrom statt;
- es findet ein Druckverlust über die Schüttung statt;
- es werden bei höheren Temperaturen flüchtige Bestandteile freigesetzt, welche z. B. über einen Flammenionisationsdetektor, kurz FID, analysiert werden können.
Diese Prozesse führen zu einer Veränderung der Beschaffenheit des Gases, welche mit vergleichsweise einfachen, standardisierten messtechnischen Instrumenten und
Methoden bestimmt werden können, wie z. B.:
- Messung der Temperatur des Druckes und der relativen Luftfeuchte in der Umgebung (Standardmesstechnik: z. B. Umgebungstemperatur [°C] und relative Umgebungsluftfeuchtigkeit [%] Temperatur/RH Almemo®-Stecker; Messbereich: -50°C
...+2000C; 0% ... 100% RH);
- Messung von Temperaturen in der Schüttung sowie vor Eintritt und nach Austritt des Gases aus der Schüttung (Standardmesstechnik z. B. Messfühler: Thermoelemente; NiCr- Ni Almemo®-Stecker Typ K; Messbereich: -200°C ... +1370°C);
- Messung des Druckes vor und nach der Schüttung (Standardmesstechnik: z. B. Messfühler: Silikonschlauch + Metallrohr; Staudruck/Strömung Almemo®-Stecker; Messbereich OPa...6800Pa) ;
- Messung des Wassergehaltes auf der Abluftseite (Standardmesstechnik: z. B. Gasanalysator Dr. Födisch MCA 04);
- Messung des Umgebungsdruckes (Standardmesstechnik: digitales Manometer Modell Leo 2 der Firma Keller (Messbereich: 0 bar...300bar; 0°C...50°C). Die Veränderung der Parameter des Gases nach der Schüttung kann zeitlich aufgelöst erfasst werden. Aus den Messkurven werden Kennwerte bzw. Funktionen (ίήρ(t), fw(t), /' w(t), ίτ(t), ίήτ(t)) gebildet. Änderungen bei Kenngrößen bzw. in den Verläufen deuten auf eine geänderte Brennstoffquälität bzw. einen anderen Brennstoff hin. So können Änderungen der Brennstoffquälität erfasst werden. Auf dieser Basis können Warnhinweise an den Nutzer ausgegeben und/oder direkte steuerungstechnische Eingriffe erfolgen.
Die Brennstoffschüttung kann ein Teilstrom aus dem gesamten Brennstoffmassenstrom oder auch den gesamten Brennstoffmassenstrom erfassen.
Die Durchströmung der Brennstoffschüttung kann von oben nach unten oder von unten nach oben erfolgen.
Brennstoffschüttung und Gasstrom können vorzugsweise ein ΔΤ von mindestens 15 K aufweisen.
Die Abluft aus der Brennstoffschüttung kann in den thermischen Verwertungsprozess integriert werden, z. B. als Primärluft oder als Sekundärluft.
Die erfinderischen Maßnahmen können an bestehenden Anlagen nachgerüstet oder bei Neuanlagen von Anfang an berücksichtigt werden.
Eine Kopplung mit anderen messtechnischen Einrichtungen ist möglich (Prozessdaten der Anlage, Brennstoffwaage, Erfassung von Bilddaten vom Brennstoff etc.).
Eine vorgeschaltete Trocknung des GasStromes kann z. B. durch Leitung des Gasstromes durch eine Silicagel-Schüttung erfolgen, um so Umgebungsluft bedingte Schwankungen zu eliminieren. Damit werden Unterschiede in der Abluft noch deutlicher gezeigt und der Prozess weiter verbessert. Die Erfindung gestattet es, Informationen über den Brennstoff bereitzustellen, bevor dieser in den Reaktionsraum gelangt . Im Einzelnen werden
- Änderungen relevanter Brennstoffparameter, insbesondere Wassergehalt und Eigenschaften der Schüttung erfasst, so dass der Anlage die Information zur Verfügung gestellt werden kann dass ein anderer Brennstoff eingesetzt und/oder sich die Qualität des Brennstoffes geändert hat;
- mit Hilfe des Druckverlusts unterschiedliche Schüttungen differenziert (Pellets, Hackgut, Späne etc.) und Informationen zum Feinanteil ermittelt;
- mit Hilfe des Wassergehaltes im Gasstrom Rückschlüsse auf den Wassergehalt des Brennstoffes ermöglicht;
- Informationen über die „Richtung" der Änderung bereitgestellt, also Informationen darüber ob eine Erhöhung oder eine Absenkung des Wassergehaltes stattgefunden hat oder sich die Partikelgröße erhöht oder vermindert hat;
- an Hand der Daten und durch den Abgleich von Datensätzen Brennstoffe und Brennstoffquälitäten Gruppen zugeordnet;
- basierend auf der Detektion des Brennstoffes bzw. der Brennstoffeigenschaften die Betriebsweisen der Anlage angepasst, z. B. durch Erhöhung oder Reduzierung des Brennstoffmassenstromes , Erhöhung oder Reduzierung des Anteils an Rezirkulationsluft, Verstärkung oder Reduzierung der Vorwärmung der Brennstoffluft.
Nachfolgend wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungsfigur, die den prinzipiellen Aufbau einer Anlage nach der Erfindung und den prinzipiellen Ablauf eines Verfahrens nach der Erfindung schematisiert zeigt, beschrieben. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist eine Anlage zum thermischen Verwerten von festem Brennstoff ein Behältnis 1 zur Aufnahme einer Brennstoffschüttung auf. Das Behältnis 1 ist einem nicht dargestellten Reaktionsraum vorgeschaltet, in den der Brennstoff nach Verlassen des Behältnisses 1 ein- bringbar ist, um dort durch Verbrennung thermisch verwertet zu werden. Dem Behältnis 1 vorgeschaltet ist ein Heißluftgebläse 2, das einen Gasstrom beschleunigt und erhitzt, der zuvor eine Trocknungsvorrichtung in Form einer Silicagel- Schüttung 3 durchströmt hat. Der das Heißluftgebläse 2 verlassende Gasstrom durchströmt die Brennstoffschüttung in dem Behältnis 1.
Mittels verschiedener nicht dargestellter MessVorrichtungen werden verschiedene physikalische, für die thermische Verwertung relevante Parameter wie z. B. Druck und Temperatur des Gasstromes vor Eintritt in die und nach Austritt aus der Brennstoffschüttung und der Feuchtigkeitsgehalt des Gasstromes, insbesondere nach dessen Austritt aus der Brennstoffschüttung gemessen. Diese Messwerte werden einer Auswerteeinheit 4 zugeführt, die Rückschlüsse auf den Wassergehalt und andere für die thermische Verwertung relevante Parameter wie Dichte der Schüttung und Feinanteil der Schüttung. Die von der Auswerteeinheit 4 ermittelten Daten werden einer Steuerungseinheit 5 zugeführt, die den thermischen Verwertungsprozesses unter Berücksichtigung dieser Daten steuert. Die Auswerteeinheit 4 kann bei der Auswertung der ihr zugeführten Messwerte Rückgriff auf eine Datenbasis 6 nehmen, in der bestimmte für den thermischen Verwertungsprozess relevante Daten abgespeichert sind.
Optional können zusätzlich zu den aus der Veränderung des GasStromes beim Durchtritt durch die Brennstoffschüttung erfassten Brennstoffeigenschaften weitere Parameter des Brennstoffes erfasst werden. Diese weiteren Parameter können dazu dienen die aus der Veränderung des Gasstromes beim Durchtritt durch die Brennstoffschüttung erfassten Brenn- Stoffeigenschaften weiter zu verfeinern und/oder zu plausibilisieren . Hierzu können weitere messtechnische Einrichtungen vorhanden sein. Diese können ausgewählt sein aus Prozessdaten der Anlage und/oder einer Brennstoffwaage zur Erfassung der Brennstoffmasse und/oder einer Einrichtung zur Erfassung der Schüttdichte und/oder einer Einrichtung zur Erfassung von Bilddaten des Brennstoffs. Aus der Änderung der Brennstoffmasse kann ebenfalls der Wassergehalt bestimmt werden, was zu einer redundanten und dadurch zuverlässigeren Erfassung führt.
Bei der Auswertung der der Auswerteeinheit zugeführten Messwerte und Daten werden zwei Ansätze verfolgt und kombiniert um bestmögliche Ergebnisse zu erzielen:
- Bei der datenbasierten Auswertung erfolgt ein Abgleich zwischen hinterlegten Daten bzw. Profilen und den erzeugten Messwerten. Durch Verfahren wie z. B. eine Kreuzkorrelation oder andere vergleichbare mathematische Methoden werden Ähnlichkeiten bzw. Abweichungen ermittelt und auf dieser Basis entschieden, um welche Art von Brennstoff es sich handelt .
- Bei dem analytischen Ansatz ist eine Information über die Masse des Brennstoffes zumindest zu Beginn erforderlich. Vereinfachend wird bei diesem Ansatz der Brennstoff als eine Mischung aus Anteilen von Wasser Asche und Brennbarem unterschieden. An Hand der Masse und weiterer Messwerte (insbesondere Wassergehalt in Zu- und Abluft) wird eine Massen- und Energiebilanz des Trocknungsprozesses aufgestellt. So wird zunächst die Menge an Wasser berechnet die ausgetrieben wurde und so analytisch auf den Wassergehalt zurückgerechnet. Über die Messwerte der Temperaturen wird die Aufheizung des Schüttgutes bewertet und erfasst. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die darge- stellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Be- schreibung ist daher nicht als beschränkend sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste" und „zweite" Ausführungsformen definieren so dient diese
Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Aus- führungsformen, ohne eine Rangfolge festzulegen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum thermischen Verwerten von festem Brennstoff in einem Reaktionsraum, wobei der Wassergehalt des Brennstoffes ermittelt wird, bevor dieser in den Reaktionsraum eingebracht wird, und der Prozess der thermischen Verwertung des Brennstoffes in Abhängigkeit vom Wassergehalt des Brennstoffes gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasstrom durch den Brennstoff geleitet wird und die Feuchtigkeit des Gasstromes nach dessen Austritt aus dem Brennstoff gemessen und aus dem die Feuchtigkeit des Gasstromes darstellenden Messwert der Wassergehalt des Brennstoffes ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeit des Gasstromes auch vor dessen Eintritt in den Brennstoff gemessen und bei der Ermittlung des Wassergehaltes des Brennstoffes berücksichtigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Gasstromes vor dessen Eintritt in den Brennstoff und/oder dessen Austritt aus dem Brennstoff gemessen und bei der Prozesssteuerung berücksichtigt wird
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch ge- kennzeichnet dass der Druck des Gasstromes vor dessen
Eintritt in den Brennstoff und/oder dessen Austritt aus dem Brennstoff gemessen und bei der Prozesssteuerung berücksichtigt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch ge- kennzeichnet dass die Temperatur des Gasstromes gemessen wird während er sich in dem Brennstoff befindet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch ge- kennzeichnet dass der Gasstrom vor dessen Eintritt in den Brennstoff eine höhere oder niederere Temperatur als der Brennstoff am Ort des Eintritts des Gasstromes in den
Brennstoff hat.
7. Verfahren nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet dass die Temperaturdifferenz zwischen dem Gasstrom und dem Brennstoff mindestens 15 K beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch ge- kennzeichnet dass der Gasstrom vor dessen Eintritt in den Brennstoff eine Temperatur hat die im Bereich zwischen -10°C und 200°C liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom nach dessen Austritt als Primärluft und/oder Sekundärluft bei der thermischen Verwertung des Brennstoffes verwendet wird.
10.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom vor dessen Eintritt in den Brennstoff getrocknet wird.
11.Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom um ihn zu trocknen durch eine Silica- Schüttung geleitet wird.
12.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom aus einem der folgenden Gase: Luft, Stickstoff, Rezirkulationsgas, Abgas, mit Sauerstoff angereicherte Luft, besteht.
13.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Gasstrom durchströmte Brennstoff die gesamte Menge oder nur ein Teil des in den Reaktionsraum eingebrachten Brennstoffes ist.
14.Anlage zum thermischen Verwerten von festem Brennstoff in einem Reaktionsraum, dem ein Behältnis (1) zur Aufnahme einer Brennstoffschüttung vorgeschaltet ist, wobei der Wassergehalt des Brennstoffes ermittelbar ist, bevor dieser in den Reaktionsraum eingebracht ist, und der Prozess der thermischen Verwertung des Brennstoffes in Abhängigkeit von dem Wassergehalt des Brennstoffes mittels einer Steuerungseinheit (5) steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (2) zum Erzeugen eines Gasstromes vorgesehen ist, der durch eine Brennstoffschüttung in dem Behältnis (1) leitbar ist, und eine Messvorrichtung zur Messung der Feuchtigkeit des Gasstromes nach dessen Austritt aus der Brennstoffschüttung vorgesehen ist, sowie eine Auswerteeinheit (4) zum Ermitteln des Wassergehaltes des Brennstoffes aus dem die Feuchtigkeit des Gasstromes darstellenden Messwert vorgesehen ist, und dass der Steuerungseinheit (5) der so ermittelte Wassergehalt des Brennstoffes für dessen Berücksichtigung bei der Prozesssteuerung mitteilbar ist.
15.Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen des Gasstromes ein Heißluftgebläse (2) aufweist.
16.Anlage nach Anspruch 14 oder 15 dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Trocknungsvorrichtung (3) für den Gasstrom aufweist.
17.Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsvorrichtung (3) eine Silicagel-Schüttung enthält, durch die der Gasstrom leitbar ist, bevor er in die Brennstoffschüttung eintritt.
18.Anlage nach einem der Ansprüche 15 bis 17 dadurch ge- kennzeichnet dass die Silicagel-Schüttung (3) dem Heißluftgebläse (2) vorgeschaltet ist.
19.Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (1) ein Vorlagebehälter eine Schleuse, eine Schurre, oder eine Schnecke ist oder ein von einer BrennstoffZufuhrvorrichtung separates Behältnis ist.
20.Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (1) und der Reaktionsraum durch eine Leitung verbunden sind, durch die der Gasstrom nach dessen Austritt aus der Brennstoffschüttung in den Reaktionsraum leitbar ist, um dort als Primärluft und/oder Sekundärluft verwendbar zu sein.
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