WO2012055753A2 - Device and method for gasifying carbon-containing fuels - Google Patents

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WO2012055753A2
WO2012055753A2 PCT/EP2011/068327 EP2011068327W WO2012055753A2 WO 2012055753 A2 WO2012055753 A2 WO 2012055753A2 EP 2011068327 W EP2011068327 W EP 2011068327W WO 2012055753 A2 WO2012055753 A2 WO 2012055753A2
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flame
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spectral
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Maximilian Fleischer
Thomas Fleischer
Tino Just
Kerstin Wiesner
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • G01N21/72—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited using flame burners

Definitions

  • coal gasification is an increasingly important technology with which coal can be extracted from raw materials for chemical synthesis as well as fuel gas for gas turbines.
  • this step represents a core process of the effective use of coal in IGCC power plants.
  • IGCC Integrated Gasification Combined Cycle
  • a possible gasification processes which can be the combined cycle process pre ⁇ on, the Siemens Fuel Gasification method (SFG) method.
  • This method is suitable for the use of even ash-rich solid, liquid and gaseous starting materials.
  • the feed is converted by means of free acid ⁇ material containing gasification agent in a flame reaction under pressures up to 10 MPa and at temperatures up to 1900 ° C to produce CO and H2 (synthesis gas main components).
  • the flame temperature can be calculated thermodynamically so far only indirectly based on the material and heat flows.
  • Fluctuations in the feedstock composition are only indirectly and temporally detected by changes in the heat output of the system.
  • Flammenpyrometern with the strength of the flame emission is measured in a certain wavelength range and ge included ⁇ by assuming a certain emissivity on the temperature. This method is sensitive to contamination of the optical windows (since here the absolute radiation density is used as the measured value). On the other hand, the reliability of the measured values obtained is questionable, since the flame is not a gray emitter (as assumed for this evaluation) whose emissivity coefficient is at the same time unknown. Metal ⁇ le contained in the flame caused by their flame lights superimposed peaks, or can also cause by their reabsorption local slumps in the spectral radiance. Both lead over potential corruption of the power density in the out ⁇ evaluated spectral window to incorrect measurements. And these are not even systematically wrong (and thus calibratable) because, for example, the power of a peak created in the window by a particular metal changes unpredictably with the change in the concentration of the metal in the fuel.
  • pyrometers can (where the wall constitutes the emitter) only in brick-lined reactors, and only in Gasbe ⁇ drive in which a sufficiently transparent gas flame upstream is to be used.
  • the coal flame is not sufficiently transparent due to the carbon particles it contains for the radiation of the wall behind it.
  • the emission spectrum of the flame ⁇ is recorded. This is done appropriately by allowing access to the flame spectrum through an optical window in the gasification reactor.
  • the Flammenspekt ⁇ rum is fed to a spectrometer for spectral analysis, the spectrum obtained electronically forwarded to an evaluation unit and continu ously ⁇ evaluated with a multivariate method with a previously stored evaluation model, in particular in real time.
  • the invention provides a method that evaluates the emission ⁇ spectrum of the flame in a novel and advantageous manner, to monitor the desired parameters such as flame temperature continuously.
  • a direct measurement of the parameters by introduced into the gasification flame probes is hardly possible because of the high tempera ⁇ reindeer, the reactive gases, as well as a strong tendency to form deposits.
  • the spectral analysis can comprise the range of the electromagnetic spectrum from the UV to the middle IR range.
  • the emission spectrum is recorded in the range from 300 to 2000 nm, in particular in the range from 300 to 800 nm.
  • the Emissionsli ⁇ nien the ash components are preferably evaluated from the emission spectrum, for example, the emission line of alkali.
  • spectra are recorded to form the evaluation model with known operating parameters and stored together with the operating parameters in a memory.
  • the spectra with the operating parameters with the methods of multivariate statistics such as principal component analysis, partial least squares regression, partial least squares discriminant analysis PLSDA, Cluster Analysis and Artificial neural networks classified in particular ⁇ sified and so an evaluation model created that one be ⁇ -determined range assigns to certain operating parameters.
  • operating parameters to be considered individually or in combination with one another include: discriminating whether operation of the device with gas, for example pressure maintenance or the gasification operation with feedstock flame is present based on the difference ⁇ union fuel which ⁇ puts forward different spectra ago, gas, for example, contains very few metals that produce spectral lines,
  • the evaluating unit when the precisely measured ⁇ ne flame spectrum ⁇ be supplied before it is normalized spectral analysis in the evaluation unit, in particular a peak height, the integral spectra or signal level at a determinable wavelength.
  • a spectrometer which performs a simultaneous measurement of the Spekt ⁇ rums, in particular a spectrometer which performs Wel ⁇ lenindispersion and the result then maps to ei ⁇ NEN parallel measuring line detector, in which then each pixel a measures certain wavelength interval. Since ⁇ is achieved that the measurement of the spectrum takes place at a time. A sequential measurement of various wave lengths ⁇ can perform flickering of the flame to falsification of the result.
  • a measurement time may be selected which is long compared to the flicker frequency.
  • several short measurements can be taken at a time interval comparable to the time constant of the flame flare and averaged before being fed into the evaluation unit. It is furthermore advantageous if the evaluation unit determines whether the supplied spectrum lies in the measuring range of the spectrometer in the sense of overexposure or underexposure and if this is not the case, the spectrometer parameters are readjusted, in particular the measuring time or the number of times multiple measurements.
  • the invention also provides a correspondingly configured device for the gasification of carbonaceous fuels, comprising:
  • FIG. 1 shows a spectrum of a coal flame in the visible spectral range
  • FIG. 2 shows a spectrum of a gas flame in the visible spectral range
  • FIG. 3 shows a method for evaluating the flame spectrum
  • FIG. 4 shows a structure for evaluating the flame spectrum
  • FIG. 1 shows a typical spectrum 10 of a carbon flame, measured in the UV / VIS range between approximately 400 nm and 1000 nm.
  • FIG. 2 shows an analogous second spectrum 20 of a gas flame.
  • An exemplary embodiment of a method for evaluating the flame spectrum is shown in FIG. It is done in two steps:
  • the mathematical preprocessing 32 includes ⁇ example, a smoothing and / or derivative, normalization, a selection of the spectral range which is to be considered, and the warpage of apparently erroneous measurements.
  • Feedstock flame is present: due to the different fuel, these spectra can be assigned to the two classes, since gas contains only very few metals which shine. the total content of inorganic material producing slag.
  • the slag content is a very important parameter for maintenance: The influence of luminous / absorbing metals on the spectrum represents a quantitative signal and the slag content can be quantitatively determined from the spectra.
  • the measured flame spectrum is normalized in the evaluation unit, before it supplied ⁇ performs the recognition.
  • the standardization can be done, for example, on the peak height, the spectral intergral or the signal height at a fixed characteristic wavelength.
  • the flame in the gasification process is not constant with respect to time ⁇ the spectrometer measurement stationary process (of a second), it enters the typical statistical ⁇ flame flicker with spectral and absolute intensity variations.
  • the flame flare leads to a distortion of the recorded spectrum. It is therefore advantageous to provide a spectrometer which performs a parallel measurement of the spectrum.
  • the spectrometer is designed to perform a wavelength dispersion and then the result on a parallel measuring To image a line detector in which each pixel measures a specific wavelength interval.
  • flame flicker effects are eliminated by either selecting a measurement time that is long compared to the flicker frequency or by taking several short measurements at a time interval comparable to the time constant of the flame flare and averaging before feeding into the evaluation unit.
  • the evaluation unit can evaluate whether the supplied spectrum is within the good measuring range of the spectrometer, i. whether there is no under- or over-steering. If there is under- or over-steering, the spectrometer parameters are readjusted by commands of the evaluation unit to the spectrometer, z.
  • the measurement time i. the integration time used to capture a spectrum, or the number of multiple measurements adjusted.
  • the abso ⁇ lute intensity is not taken into account in the evaluation, but saldes sen the waveform of the flame spectrum. This further reduces the influence of deposits on the optical window on the measurement.
  • the ⁇ se test includes an assessment of whether the measured intensity in the expected range is whether be clustered outliers and whether increased noise measurement data exists.
  • Figure 4 shows a schematic measuring set-up 40.
  • the measurement assembly 40 includes a flame detector 41 and an adapter 42. decoupled light is transmitted through a fiber optic cable 43 to ei ⁇ nem cabinet 44 in which an evaluation unit is housed 45th

Abstract

The invention relates to a method for operating a device for gasifying carbon-containing fuels and to a corresponding device, in which the gasification provokes a flame, and in which the emission spectrum of the flame is registered and evaluated in real time, in particular, continuously, by means of a mulit-variant method and a previously recorded evaluation model.

Description

Beschreibung description
Einrichtung und Verfahren zur Vergasung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe Apparatus and process for the gasification of carbonaceous fuels
Durch die zunehmende Knappheit des Rohstoffes Erdöl stellt die Kohlevergasung eine zunehmend Bedeutung erlangende Technologie dar, mit der aus dem ausreichend vorhandenen Bodenschatz Kohle sowohl Rohstoffe für Synthesen in der chemischen Industrie als auch Brenngas für Gasturbinen gewonnen werden kann. Neben der thermischen Nutzung stellt dieser Schritt einen Kernprozess der effektiven Nutzung von Kohle in IGCC- Kraftwerken dar. Due to the increasing scarcity of crude oil, coal gasification is an increasingly important technology with which coal can be extracted from raw materials for chemical synthesis as well as fuel gas for gas turbines. In addition to thermal utilization, this step represents a core process of the effective use of coal in IGCC power plants.
Das momentan am weitesten entwickelte Kraftwerkskonzept mit C02-Abtrennung ist der Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC), bei welchem dem eigentlichen Gas- und Dampfkraftwerk eine Vergasung des Brennstoffes vorgeschaltet ist. The currently most advanced power plant concept with C02 separation is the Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC), in which the actual gas and steam power plant upstream of a gasification of the fuel.
Ein mögliches Vergasungsverfahren, das dem GuD-Prozess vorge¬ schaltet werden kann, ist das Siemens Fuel Gasification Verfahren ( SFG-Verfahren) . Dieses Verfahren eignet sich für den Einsatz selbst aschereicher fester, flüssiger und gasförmiger Einsatzstoffe. Der Einsatzstoff wird mittels freien Sauer¬ stoff enthaltender Vergasungsmittel in einer Flammenreaktion unter Drücken bis 10 MPa und bei Temperaturen bis 1900°C zu CO und H2 (Synthesegashauptkomponenten) umgesetzt. A possible gasification processes which can be the combined cycle process pre ¬ on, the Siemens Fuel Gasification method (SFG) method. This method is suitable for the use of even ash-rich solid, liquid and gaseous starting materials. The feed is converted by means of free acid ¬ material containing gasification agent in a flame reaction under pressures up to 10 MPa and at temperatures up to 1900 ° C to produce CO and H2 (synthesis gas main components).
Um den Vergasungsprozess , also die unterstöchiometrische Um¬ setzung (λ < 1) des Einsatzstoffes zu einem energiereichem Synthesegas effizient und auch störsicher fahren zu können, müssen jedoch wichtige Betriebsparameter überwacht werden. Die sind z.B. die Erkennung des sicheren Zündens des Haupt¬ brennstoffes (Einsatzstoff) , die Flammentemperatur und To drive the gasification process, that is the sub-stoichiometric to ¬ setting (λ <1) of the starting material efficiently and without interference to a high-energy synthesis gas, however, important operating parameters must be monitored. Are, for example, the detection of the safe ignition of the main fuel ¬ (starting material), the flame temperature and
Schwankungen in der EinsatzstoffZusammensetzung . Eine direkte Bestimmung der Prozessparameter ist bislang aber nur schlecht oder gar nicht möglich. Beschrieben an den voran beispielhaft benannten Parametern Zünden des Hauptbrennstoffes (Einsatzstoff) , die Flammentem¬ peratur und Schwankungen in der EinsatzstoffZusammensetzung, stellen sich die bisherigen Möglichkeiten wie folgt dar: Variations in the feedstock composition. However, a direct determination of the process parameters is so far only poorly or not at all possible. Described on the above exemplified parameters ignition of the main fuel (feedstock), the Flammentem ¬ temperature and fluctuations in the feedstock composition, the previous options are as follows:
- Eine unmittelbare Überwachung der Zündung des Primärbrennstoffes ist bisher nicht möglich. Die sichere Zündung wird durch Anwachsen der Sythesegasmenge und den steigenden Wärmeoutput des Systems angezeigt und überwacht. - An immediate monitoring of the ignition of the primary fuel is not possible. Safe ignition is indicated and monitored by increasing the amount of Sythesegas and the increasing heat output of the system.
- Die Flammentemperatur kann bisher nur auf Basis der Stoff- und Wärmeströme indirekt thermodynamisch berechnet werden. - The flame temperature can be calculated thermodynamically so far only indirectly based on the material and heat flows.
- Schwankungen in der EinsatzstoffZusammensetzung werden durch Änderungen des Wärmeoutputs des Systems nur indirekt und zeitverzögert erkannt. Fluctuations in the feedstock composition are only indirectly and temporally detected by changes in the heat output of the system.
Mit Flammenpyrometern wird die Stärke der Flammenemission in einem bestimmten Wellenlängenbereich gemessen und unter Annahme einer bestimmten Emissivität auf die Temperatur ge¬ schlossen. Dieses Verfahren ist empfindlich gegenüber Verschmutzung der optischen Fenster (da hier die absolute Strahlungsdichte als Messwert verwendet wird) . Zum Anderen ist die Verlässlichkeit der erhaltenen Messwerte fragwürdig, da es sich bei der Flamme nicht um einen (wie zu dieser Auswertung anzunehmenden) grauen Strahler handelt, dessen Emissivität- koeff zugleich unbekannt ist. In der Flamme enthaltene Metal¬ le bewirkten durch deren Flammenleuchten überlagerte Peaks, oder können auch durch deren Reabsorption lokale Einbrüche in der spektralen Strahlungsdichte bewirken. Beides führt über eine potentielle Verfälschung der Leistungsdichte im ausge¬ werteten spektralen Fenster zu Fehlmessungen. Und diese sind nicht einmal systematisch falsch (und damit kalibrierbar) , da sich z.B. die Leistung eines sich im Fenster befindlichen durch ein bestimmtes Metall erzeugten Peaks mit der Änderung der Konzentration des Metalls im Brennstoff unvorhersagbar ändert . Flammenpyrometern with the strength of the flame emission is measured in a certain wavelength range and ge included ¬ by assuming a certain emissivity on the temperature. This method is sensitive to contamination of the optical windows (since here the absolute radiation density is used as the measured value). On the other hand, the reliability of the measured values obtained is questionable, since the flame is not a gray emitter (as assumed for this evaluation) whose emissivity coefficient is at the same time unknown. Metal ¬ le contained in the flame caused by their flame lights superimposed peaks, or can also cause by their reabsorption local slumps in the spectral radiance. Both lead over potential corruption of the power density in the out ¬ evaluated spectral window to incorrect measurements. And these are not even systematically wrong (and thus calibratable) because, for example, the power of a peak created in the window by a particular metal changes unpredictably with the change in the concentration of the metal in the fuel.
Daher können Pyrometer nur in ausgemauerten Reaktoren (in denen die Mauer den Strahler darstellt) , sowie nur im Gasbe¬ trieb, bei dem eine ausreichend durchsichtige Gasflamme vor- liegt, verwendet werden. Die Kohleflamme ist aufgrund der enthaltenen Kohlepartikel für die Strahlung der dahinterlie- genden Mauer nicht ausreichend transparent. Therefore pyrometers can (where the wall constitutes the emitter) only in brick-lined reactors, and only in Gasbe ¬ drive in which a sufficiently transparent gas flame upstream is to be used. The coal flame is not sufficiently transparent due to the carbon particles it contains for the radiation of the wall behind it.
Es kann versucht werden, die Stärke der Peaks durch die Emis¬ sion von Metallen zur Bestimmung des Gehaltes an spezifischen Metallen zu verwenden, was dann eine sinnvolle Messgröße zum Gasifierbetrieb liefern würde. Der Metallgehalt bestimmt die Menge der gebildeten Asche. Dazu werden dann Peakhöhen, - flächen oder auch bestimmte Steigungen in einem speziellen Spektralbereich ausgewertet. Da jedoch eine Vielzahl sich überlappender Flammenemissionspeaks vorliegt und sich diese stark überlappenden, ist dieser Ansatz in der Praxis nur unzulänglich durchführbar. It may be trying to use the strength of the peaks through the Emis ¬ sion of metals to determine the levels of specific metals, which would then provide a useful yardstick for Gasifierbetrieb. The metal content determines the amount of ash formed. For this purpose, peak heights, areas or even certain slopes in a specific spectral range are evaluated. However, since there is a multitude of overlapping flame emission peaks and these strongly overlap, this approach is in practice feasible only inadequate.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Vergasung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe anzugeben, mit dem die genannten Probleme vermindert oder gelöst werden. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine entsprechende Einrichtung anzugeben . It is an object of the present invention to provide a process for the gasification of carbonaceous fuels, with which the problems mentioned are reduced or solved. Another object is to provide a corresponding device.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch ein Ver¬ fahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Hinsichtlich der Einrichtung wird die Aufgabe durch eine Einrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 15 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen. This object is achieved by a Ver ¬ drive with the features of claim 1 concerning the method. With regard to the device, the object is achieved by a device having the features of claim 15. The subclaims relate to advantageous embodiments.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung zur Vergasung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe, bei dem die Vergasung zu einer Flamme führt, wird das Emissions¬ spektrum der Flamme aufgenommen. Dies geschieht zweckmäßig, indem durch ein optisches Fenster im Vergasungsreaktor ein Zugang zum Flammenspektrum ermöglicht wird. Das Flammenspekt¬ rum wird einem Spektrometer zur Spektralanalyse zugeführt, das erhaltene Spektrum elektronisch an eine Auswerteeinheit weitergeleitet und mit einem multivariaten Verfahren mit einem vorher hinterlegten Auswertemodell insbesondere kontinu¬ ierlich in Echtzeit ausgewertet. Die Erfindung gibt also ein Verfahren an, das das Emissions¬ spektrum der Flamme auf eine neuartige und vorteilhafte Weise auswertet, um die gewünschten Parameter wie beispielsweise die Flammentemperatur kontinuierlich überwachen zu können. Eine direkte Messung der Parameter durch in die Vergasungsflamme eingeführte Sonden ist aufgrund der hohen Temperatu¬ ren, der reaktiven Gase sowie starker Tendenz zur Bildung von Ablagerungen kaum möglich. In the inventive method for operating a device for gasification of carbonaceous fuels, wherein the gasification leads to a flame, the emission spectrum of the flame ¬ is recorded. This is done appropriately by allowing access to the flame spectrum through an optical window in the gasification reactor. The Flammenspekt ¬ rum is fed to a spectrometer for spectral analysis, the spectrum obtained electronically forwarded to an evaluation unit and continu ously ¬ evaluated with a multivariate method with a previously stored evaluation model, in particular in real time. Thus, the invention provides a method that evaluates the emission ¬ spectrum of the flame in a novel and advantageous manner, to monitor the desired parameters such as flame temperature continuously. A direct measurement of the parameters by introduced into the gasification flame probes is hardly possible because of the high tempera ¬ reindeer, the reactive gases, as well as a strong tendency to form deposits.
Die Spektralanalyse kann den Bereich des elektromagnetischen Spektrums vom UV bis in den mittleren IR Bereich umfassen, Insbesondere wird das Emissionsspektrum im Bereich von 300 bis 2000 nm, insbesondere im Bereich von 300 bis 800 nm, auf- genommen . The spectral analysis can comprise the range of the electromagnetic spectrum from the UV to the middle IR range. In particular, the emission spectrum is recorded in the range from 300 to 2000 nm, in particular in the range from 300 to 800 nm.
Bevorzugt werden aus dem Emissionsspektrum die Emissionsli¬ nien der Aschekomponenten ausgewertet, beispielsweise die Emissionslinie von Alkali. The Emissionsli ¬ nien the ash components are preferably evaluated from the emission spectrum, for example, the emission line of alkali.
In einer Weiterbildung der Erfindung werden zur Bildung des Auswertemodells bei bekannten Betriebsparametern Spektren aufgenommen und zusammen mit den Betriebsparametern in einem Speicher abgelegt. Dabei werden insbesondere die Spektren mit den Betriebsparametern mit den Methoden der multivariaten Statistik wie Hauptkomponentenanalyse, Partial Least Squares Regression, Partial Least Squares Discriminant Analysis PLSDA, Cluster Analysis oder Artificial neural networks klas¬ sifiziert und so ein Auswertemodell erstellt, das ein be¬ stimmtes Spektrum bestimmten Betriebsparametern zuordnet. In one development of the invention, spectra are recorded to form the evaluation model with known operating parameters and stored together with the operating parameters in a memory. The spectra with the operating parameters with the methods of multivariate statistics such as principal component analysis, partial least squares regression, partial least squares discriminant analysis PLSDA, Cluster Analysis and Artificial neural networks classified in particular ¬ sified and so an evaluation model created that one be ¬-determined range assigns to certain operating parameters.
Sodann wird zweckmäßig ein im Betrieb aufgenommenes Spektrum mit dem Auswertemodell einem bekannten Spektrum mit bekannten Betriebsparametern zugeordnet und so die aktuellen Betriebs¬ parameter ermittelt. Then, expediently associated with a picked-up in the operating range with the evaluation model of a known spectrum with known operating parameters, and so determines the actual operation ¬ parameter.
Als bevorzugt zu berücksichtigende Betriebsparameter einzeln oder in Kombination miteinander umfassen dabei: die Unterscheidung, ob Betrieb der Einrichtung mit Gas, beispielsweise Druckhaltung oder der Vergasungsbetrieb mit Einsatzstoffflamme vorliegt anhand des unterschied¬ lichen Brennstoffs, der unterschiedliche Spektren her¬ vorbringt, da Gas beispielsweise nur sehr wenige Metalle enthält, die Spektrallinien erzeugen, As operating parameters to be considered individually or in combination with one another include: discriminating whether operation of the device with gas, for example pressure maintenance or the gasification operation with feedstock flame is present based on the difference ¬ union fuel which ¬ puts forward different spectra ago, gas, for example, contains very few metals that produce spectral lines,
der Gesamtgehalt an anorganischen Materialien, die  the total content of inorganic materials, the
Schlacke produzieren, anhand von Spektrallinien durch leuchtende/absorbierende Metalle,  Produce slag by means of spectral lines through luminous / absorbing metals,
die Temperatur der Flamme,  the temperature of the flame,
die Stöchiometrie der Verbrennung.  the stoichiometry of combustion.
Vorteilhaft für die Auswerteeinheit ist es, wenn das gemesse¬ ne Flammenspektrum in der Auswerteeinheit normiert wird, be¬ vor es der Spektralanalyse zugeführt wird, insbesondere auf eine Peakhöhe, das Spektrenintegral, oder eine Signalhöhe bei einer festlegbaren Wellenlänge. Advantageous for the evaluating unit when the precisely measured ¬ ne flame spectrum ¬ be supplied before it is normalized spectral analysis in the evaluation unit, in particular a peak height, the integral spectra or signal level at a determinable wavelength.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Spektrometer verwendet, das eine parallele Messung des Spekt¬ rums durchführt, insbesondere ein Spektrometer, das eine Wel¬ lenlängendispersion durchführt und das Ergebnis dann auf ei¬ nen parallel messenden Zeilendetektor abbildet, bei der dann jeder Pixel ein bestimmtes Wellenlängenintervall misst. Da¬ durch wird erreicht, dass die Messung des Spektrums zu einer Zeit erfolgt. Eine sequentielle Messung verschiedener Wellen¬ längen kann durch Flackern der Flamme zu Verfälschungen des Ergebnisses führen. In an advantageous embodiment of the invention, a spectrometer is used, which performs a simultaneous measurement of the Spekt ¬ rums, in particular a spectrometer which performs Wel ¬ lenlängendispersion and the result then maps to ei ¬ NEN parallel measuring line detector, in which then each pixel a measures certain wavelength interval. Since ¬ is achieved that the measurement of the spectrum takes place at a time. A sequential measurement of various wave lengths ¬ can perform flickering of the flame to falsification of the result.
Alternativ oder zusätzlich kann zur Reduzierung von Effekten des Flammenflackerns eine Messzeit gewählt werden, die lang gegenüber der Flackerfrequenz ist. Analog dazu können auch mehrere kurze Messungen in zeitlichen Abstand vergleichbar der Zeitkonstante des Flammenflackerns aufgenommen und vor der Zuführung in die Auswerteeinheit gemittelt werden. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit ermit telt, ob das zugeführte Spektrum im Messbereich des Spektro- meters im Sinne einer Überbelichtung oder Unterbelichtung liegt und wenn dies nicht der Fall ist, die Spektrometerpara meter neu eingestellt werden, insbesondere die Messzeit oder die Anzahl von Mehrfachmessungen. Alternatively or additionally, to reduce the effects of flame flare, a measurement time may be selected which is long compared to the flicker frequency. Similarly, several short measurements can be taken at a time interval comparable to the time constant of the flame flare and averaged before being fed into the evaluation unit. It is furthermore advantageous if the evaluation unit determines whether the supplied spectrum lies in the measuring range of the spectrometer in the sense of overexposure or underexposure and if this is not the case, the spectrometer parameters are readjusted, in particular the measuring time or the number of times multiple measurements.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn eine Überwachung der In¬ tegrität des optischen Weges durchgeführt wird, indem die Form eines gemessenen Spektrums ausgewertet wird. It is also advantageous if monitoring of the in ¬ tegrität the optical path is performed by the shape of a measured spectrum is evaluated.
Die Erfindung schafft auch eine entsprechend ausgestaltete Einrichtung zur Vergasung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe, aufweisend : The invention also provides a correspondingly configured device for the gasification of carbonaceous fuels, comprising:
- Mittel zur Aufnahme eines Spektrums der Flamme,  Means for receiving a spectrum of the flame,
- Mittel zur Spektralanalyse des Spektrums,  - means for spectral analysis of the spectrum,
- Mittel zur Auswertung der Spektralanalyse anhand eines Aus wertemodells ,  - means for evaluating the spectral analysis on the basis of an evaluation model,
- Mittel zur Speicherung des Auswertemodells.  - Means for storing the evaluation model.
Bevorzugte, jedoch keinesfalls einschränkende Ausführungsbei spiele für die Erfindung werden nunmehr anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Dabei sind die Merkmale sche¬ matisiert dargestellt. Es zeigen Preferred, but by no means limiting Ausführungsbei games for the invention will now be described with reference to the figures of the drawing. The characteristics are shown specific ¬ matically. Show it
Figur 1 ein Spektrum einer Kohleflamme im sichtbaren Spektralbereich, FIG. 1 shows a spectrum of a coal flame in the visible spectral range,
Figur 2 ein Spektrum einer Gasflamme im sichtbaren Spektralbereich,  FIG. 2 shows a spectrum of a gas flame in the visible spectral range,
Figur 3 ein Verfahren zur Auswertung des Flammenspektrums, Figur 4 einen Aufbau zur Auswertung des Flammenspektrums,  FIG. 3 shows a method for evaluating the flame spectrum, FIG. 4 shows a structure for evaluating the flame spectrum,
Figur 1 zeigt ein typisches Spektrum 10 einer Kohleflamme, gemessen im UV/VIS Bereich zwischen etwa 400 nm und 1000 nm. Figur 2 zeigt ein analoges zweites Spektrum 20 einer Gasflam me . Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Auswertung des Flammenspektrums ist in Figur 3 gezeigt. Sie erfolgt in zwei Schritten : FIG. 1 shows a typical spectrum 10 of a carbon flame, measured in the UV / VIS range between approximately 400 nm and 1000 nm. FIG. 2 shows an analogous second spectrum 20 of a gas flame. An exemplary embodiment of a method for evaluating the flame spectrum is shown in FIG. It is done in two steps:
1) die Bildung des Auswertemodells: Hier werden im Gasifier- betrieb bei bekannten Betriebsparametern Spektren 31 aufgenommen und zusammen mit den Betriebsparametern abgelegt. Vorteilhaft wird zu dieser Zeit die gesamte Bandbreite der spä¬ ter interessierenden Betriebsparameter gemessen. Nach Vorverarbeitung 32 der Daten werden diese dann mit den Methoden 33 der multivariaten Statistik klassifiziert, d.h., ein Auswertemodell 34 erstellt, das ein bestimmtes Spektrum bestimmten Betriebsparametern zuordnet. Beispiele für diese Methoden 33 sind die Hauptkomponentenanalyse (PCA) , Partial Least Squares Regression PLS, Partial Least Squares Discriminant Analysis PLSDA, Cluster Analysis und neuronale Netze. 1) the formation of the evaluation model: In the case of known operating parameters, spectra 31 are recorded in the gasifier operation and stored together with the operating parameters. The entire bandwidth of the latest, ¬ ter interest operating parameters is advantageously measured at this time. After pre-processing 32 of the data, these are then classified with the methods 33 of the multivariate statistics, ie, an evaluation model 34 is created which assigns a specific spectrum to specific operating parameters. Examples of these methods 33 are Principal Component Analysis (PCA), Partial Least Squares Regression PLS, Partial Least Squares Discriminant Analysis PLSDA, Cluster Analysis and Neural Networks.
2) Nutzung des Auswertemodells. Diesem so ermittelten Auswertemodell wird dann im Betrieb ein unbekanntes Spektrum 35 zu¬ geführt, einem bekannten Spektrum aus dem Auswertemodell zu¬ geordnet und so die aktuellen Betriebsparameter 36 als Ausgang ermittelt. 2) Use of the evaluation model. This evaluation model thus determined is then performed in operation, an unknown spectrum 35 to ¬ to ¬ arranged so 36 detects a known spectrum of the evaluation model, and the current operating parameters as output.
Dabei umfasst die mathematische Vorverarbeitung 32 beispiels¬ weise eine Glättung und/oder Ableitung, Normierung, eine Auswahl des spektralen Bereichs, der zu betrachten ist und das Verwerfen von offensichtlich fehlerhaften Messungen. The mathematical preprocessing 32 includes ¬ example, a smoothing and / or derivative, normalization, a selection of the spectral range which is to be considered, and the warpage of apparently erroneous measurements.
Ermittelt werden können mit diesem Verfahren Betriebsparame¬ ter, die ihren chemischen Fingerabdruck im Flammenspektrum hinterlassen. Die sind beispielsweise: Betriebsparame ¬ ter, which leave their chemical fingerprint in the flame spectrum can be determined with this method. These are for example:
- die Unterscheidung, ob ein Betrieb des Gasifiers mit Gas (bspw. Druckhaltung) oder der Vergasungsbetrieb mit - The distinction whether an operation of the gasifier with gas (eg. Pressure maintenance) or the gasification operation with
Einsatzstoffflamme vorliegt: durch den unterschiedlichen Brennstoff sind diese Spektren den beiden Klassen zuorden- bar, da Gas nur sehr wenige Metalle enthält, die leuchten. der Gesamtgehalt an anorganischem Material, das Schlacke produziert. Der Schlackegehalt ist für die Wartung ein sehr wichtiger Parameter: Die Beeinflussung des Spektrums durch leuchtende/absorbierende Metalle stellt ein quantitatives Signal dar und der Schlackegehalt lässt sich den Spektren quantitativ entnehmen. Feedstock flame is present: due to the different fuel, these spectra can be assigned to the two classes, since gas contains only very few metals which shine. the total content of inorganic material producing slag. The slag content is a very important parameter for maintenance: The influence of luminous / absorbing metals on the spectrum represents a quantitative signal and the slag content can be quantitatively determined from the spectra.
- Temperatur der Kohleflamme: durch die mit der Temperatur variierende Anregung wird die Spektrumsform beeinflusst, Spektren können der Temperatur quantitativ zugeordnet werden . - Temperature of the carbon flame: by the temperature-varying excitation, the spectrum shape is influenced, spectra can be quantitatively assigned to the temperature.
- Stöchiometrie der Verbrennung: Wird die Stöchiometrie der Verbrennung präzise eingehalten, wird dadurch die Gasausbeute optimiert. Die Stöchiometrie beeinflusst massiv die chemische Zusammensetzung und ist damit mit dieser Methode zugänglich . - Stoichiometry of combustion: If the stoichiometry of the combustion is precisely maintained, the gas yield is optimized. The stoichiometry massively influences the chemical composition and is therefore accessible with this method.
Es handelt sich um ein spektroskopisches Verfahren, bei dem der Informationsgehalt in der Kurvenform liegt. Daher wird gemäß einer Ausgestaltung das gemessene Flammenspektrum in der Auswerteeinheit normiert, bevor es der Erkennung zuge¬ führt wird. Die Normierung kann dabei beispielsweise auf die Peakhöhe, das Spektrenintergral oder die Signalhöhe bei fixer charakteristischer Wellenlänge geschehen. It is a spectroscopic method in which the information content is in the waveform. Therefore, according to one embodiment, the measured flame spectrum is normalized in the evaluation unit, before it supplied ¬ performs the recognition. The standardization can be done, for example, on the peak height, the spectral intergral or the signal height at a fixed characteristic wavelength.
Die Flamme im Vergasungsprozess ist kein bezüglich der Zeit¬ konstanten der Spektrometermessung stationärer Prozess (Teile einer Sekunde) , es tritt das typische statistische Flammen¬ flackern mit spektralen und absoluten Intensitätsvariationen auf. Wenn nun das Spektrum mit einem sequentiell messenden Spektrometer aufgenommen wird, führt das Flammenflackern zu einer Verfälschung des aufgenommenen Spektrums. Vorteilhaft ist daher, ein Spektrometer vorzusehen, das eine parallele Messung des Spektrums durchführt. Beispielsweise ist das Spektrometer ausgestaltet, eine Wellenlängendispersion vorzunehmen und das Ergebnis dann auf einen parallel messenden Zeilendetektor abzubilden, bei dem jeder Pixel ein bestimmtes Wellenlängenintervall misst. The flame in the gasification process is not constant with respect to time ¬ the spectrometer measurement stationary process (of a second), it enters the typical statistical ¬ flame flicker with spectral and absolute intensity variations. Now, if the spectrum is recorded with a sequentially measuring spectrometer, the flame flare leads to a distortion of the recorded spectrum. It is therefore advantageous to provide a spectrometer which performs a parallel measurement of the spectrum. For example, the spectrometer is designed to perform a wavelength dispersion and then the result on a parallel measuring To image a line detector in which each pixel measures a specific wavelength interval.
In einer Weiterführung des Gedankens werden Effekte des Flam- menflackerns eliminiert, indem entweder eine Messzeit gewählt wird, die lang gegenüber der Flackerfrequenz ist oder indem mehrere kurze Messungen in zeitlichen Abstand vergleichbar der Zeitkonstante des Flammenflackerns aufgenommen und vor Zuführung in die Auswerteeinheit gemittelt werden. In a continuation of the idea, flame flicker effects are eliminated by either selecting a measurement time that is long compared to the flicker frequency or by taking several short measurements at a time interval comparable to the time constant of the flame flare and averaging before feeding into the evaluation unit.
Die Auswerteeinheit kann bewerten, ob das zugeführte Spektrum im guten Messbereich des Spektrometers liegt, d.h. ob weder Unter- noch Übersteuerung vorliegt. Liegt eine Unter- oder Übersteuerung vor, werden durch Befehle der Auswerteeinheit an das Spektrometer die Spektrometerparameter neu eingestellt, z. B. die Messzeit, d.h. die Integrationszeit, die zur Aufnahmen eine Spektrums verwendet wird, oder die Anzahl von Mehrfachmessungen angepasst. The evaluation unit can evaluate whether the supplied spectrum is within the good measuring range of the spectrometer, i. whether there is no under- or over-steering. If there is under- or over-steering, the spectrometer parameters are readjusted by commands of the evaluation unit to the spectrometer, z. The measurement time, i. the integration time used to capture a spectrum, or the number of multiple measurements adjusted.
Es kann vorkommen, dass sich das optische Fenster mit Ablage¬ rungen belegt. Diese bewirken zum einen insgesamt eine Schwä¬ chung des Lichtes, können jedoch zusätzlich noch spektrale Verzerrungen bewirken. Dies führt dann dazu, dass die Form des Spektrums verzerrt wird, was schlussendlich zu Fehlmes¬ sungen führt. Die multivariate Signalverarbeitung kann jedoch erkennen, inwieweit ein gemessenes Spektrum noch Ähnlichkeit zu dem typischen Bereich bekannter Flammenspektren aufweist. Diese Funktion wird genutzt, um eine zu starke spektrale Ver¬ zerrung durch Veränderung des optischen Weges/Fensters zu erkennen und ggfs. eine entsprechende Fehlermeldung abzugeben. It is possible that the optical window is occupied with storage ¬ requirements. These bring about an overall Schwä ¬ monitoring of light on the one hand, but can also cause more spectral distortions. This then means that the shape of the spectrum is distorted, which ultimately leads to Fehlmes ¬ solutions. However, multivariate signal processing can detect to what extent a measured spectrum still resembles the typical range of known flame spectra. This function is used to detect an excessive spectral Ver ¬ distortion by changing the optical path / window and possibly. Deliver an appropriate error message.
Vorteilhaft ist es, wenn bei dem Auswerteverfahren die abso¬ lute Intensität nicht berücksichtigt wird, sondern stattdes¬ sen die Kurvenform des Flammenspektrums. Dadurch wird weiter der Einfluss von Ablagerungen auf dem optischen Fenster auf die Messung reduziert. Bevor das gemessene Spektrum der Auswerteeinheit zugeführt wird, ist es vorteilhaft, zu überprüfen, ob die Messung plau¬ sibel ist. Ist sie es nicht, wird die Messung verworfen. Die¬ se Prüfung beinhaltet beispielsweise eine Bewertung, ob die gemessene Intensität im erwarteten Bereich ist, ob gehäuft Ausreißer vorliegen und ob ein erhöhtes Rauschen der Messdaten vorliegt. It is advantageous if the abso ¬ lute intensity is not taken into account in the evaluation, but stattdes sen the waveform of the flame spectrum. This further reduces the influence of deposits on the optical window on the measurement. Before the measured spectrum of the evaluation unit is supplied, it is advantageous to check whether the measurement is plau ¬-reversible. If it is not, the measurement is discarded. The ¬ se test, for example, includes an assessment of whether the measured intensity in the expected range is whether be clustered outliers and whether increased noise measurement data exists.
Figur 4 zeigt einen schematischen Messaufbau 40. Der Messaufbau 40 umfasst einen Flammendetektor 41 und einen Adapter 42. Ausgekoppeltes Licht wird durch ein Glasfaserkabel 43 zu ei¬ nem Schaltschrank 44 geleitet, in dem eine Auswerteeinheit 45 untergebracht ist. Figure 4 shows a schematic measuring set-up 40. The measurement assembly 40 includes a flame detector 41 and an adapter 42. decoupled light is transmitted through a fiber optic cable 43 to ei ¬ nem cabinet 44 in which an evaluation unit is housed 45th

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung zur Vergasung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe, bei dem die Vergasung zu einer Flamme führt, und bei dem das Emissionsspektrum der Flamme aufgenommen und mit einem multivariaten Verfahren mit einem vorher hinterlegten Auswertemodell insbesondere kontinuierlich in Echtzeit ausgewertet wird. 1. A method for operating a device for gasification of carbonaceous fuels, wherein the gasification leads to a flame, and in which the emission spectrum of the flame is recorded and evaluated in a multivariate method with a previously stored evaluation model, in particular continuously in real time.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Emissionsspektrum im Bereich von Ultraviolett-Strahlung bis Infrarot-Strahlung ausgewertet wird. 2. The method of claim 1, wherein the emission spectrum is evaluated in the range of ultraviolet radiation to infrared radiation.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Emissionsspektrum im Bereich von 300 bis 2000 nm, insbesondere im Bereich von 300 bis 800 nm, aufgenommen wird. 3. The method of claim 1, wherein the emission spectrum in the range of 300 to 2000 nm, in particular in the range of 300 to 800 nm, is recorded.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem aus dem Emissionsspektrum die Flammentemperatur ermittelt wird . 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the flame temperature is determined from the emission spectrum.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem aus dem Emissionsspektrum wenigstens ein spektraler Bereich ausgewertet wird, in dem die Emissionslinie einer Aschekompo¬ nente liegt. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein at least one spectral range is evaluated from the emission spectrum, in which the emission line of an ash compo ¬ nent.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Emissionslinie von wenigstens einem Alkali-Metall ausgewertet wird. 6. The method of claim 5, wherein the emission line is evaluated by at least one alkali metal.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem zur Bildung des Auswertemodells bei bekannten Betriebsparame¬ tern Spektren aufgenommen und zusammen mit den Betriebsparametern in einem Speicher abgelegt werden, wobei insbesondere die Spektren mit den Betriebsparametern mit den Methoden der multivariaten Statistik wie Hauptkomponentenanalyse, Partial Least Squares Regression, Partial Least Squares Discriminant Analysis PLSDA, Cluster Analysis oder Artificial neural net- works klassifiziert werden und so ein Auswertemodell erstellt wird, das ein bestimmtes Spektrum bestimmten Betriebsparame¬ tern zuordnet. 7. The method according to any one of the preceding claims, are taken to form the evaluation model for known Betriebsparame ¬ tern spectra at the and stored together with the operating parameters in a memory, in particular the spectra with the operating parameters with the methods of multivariate statistics, such as principal component analysis, partial Least Squares Regression, Partial Least Squares Discriminant Analysis PLSDA, Cluster Analysis or Artificial Neural Net works are classified and so an evaluation model is created, which assigns a certain spectrum certain Betriebsparame ¬ tern.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein im Betrieb aufgenommenes Spektrum mit dem Auswertemodell einem bekannten Spektrum mit bekanten Betriebsparametern zugeordnet wird und so die aktuellen Betriebsparameter ermit¬ telt werden. 8. The method according to any one of the preceding claims, in which a recorded in operation spectrum with the evaluation model is assigned to a known spectrum with bekante operating parameters and so the current operating parameters ermit ¬ telt.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem wenigstens einer der folgenden Betriebsparameter einzeln oder in Kombination miteinander ermittelt werden: 9. Method according to one of the preceding claims, in which at least one of the following operating parameters are determined individually or in combination with one another:
die Unterscheidung, ob Betrieb der Einrichtung mit Gas, beispielsweise Druckhaltung oder der Vergasungsbetrieb mit Einsatzstoffflamme vorliegt anhand des unterschied¬ lichen Brennstoffs, der unterschiedliche Spektren her¬ vorbringt, da Gas beispielsweise nur sehr wenige Metalle enthält, die Spektrallinien erzeugen, discriminating whether operation of the device with gas, for example pressure maintenance or the gasification operation with feedstock flame is present based on the difference ¬ union fuel which ¬ puts forward different spectra ago, gas, for example, contains very few metals that produce spectral lines,
der Gesamtgehalt an anorganischen Materialien, die  the total content of inorganic materials, the
Schlacke produzieren, anhand von Spektrallinien durch leuchtende/absorbierende Metalle,  Produce slag by means of spectral lines through luminous / absorbing metals,
die Temperatur der Flamme,  the temperature of the flame,
die Stöchiometrie der Verbrennung.  the stoichiometry of combustion.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das gemessene Flammenspektrum in der Auswerteeinheit normiert wird, bevor es der Spektralanalyse zugeführt wird, insbeson¬ dere auf eine Peakhöhe, das Spektrenintegral, oder eine Sig¬ nalhöhe bei einer festlegbaren Wellenlänge. 10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the measured flame spectrum is normalized in the evaluation unit, before it is fed to the spectral analysis, insbeson ¬ particular a peak height, the spectra integral or Sig ¬ nalhöhe at a determinable wavelength.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das gemessene Flammenspektrum in der Auswerteeinheit geglät¬ tet wird, bevor es der Spektralanalyse zugeführt wird, insbe¬ sondere durch eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen: 11. The method according to any one of the preceding claims, wherein the measured flame spectrum in the evaluation unit is geglät ¬ tet before it is fed to the spectral analysis, in particular ¬ sondere by one or more of the following measures:
- die Entfernung von Ausreißen nach einer Schwellenmethode, the removal of outliers by a threshold method,
- die Methode von Savitzky-Golay, - the method of Savitzky-Golay,
- Anwendung eine Kaiman-Filters. - Application of a cayman filter.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein Spektrometer verwendet wird, das eine parallele Messung des Spektrums durchführt, insbesondere ein Spektrometer, das eine Wellenlängendispersion durchführt und das Ergebnis dann auf einen parallel messenden Zeilendetektor abbildet, bei der dann jeder Pixel ein bestimmtes Wellenlängenintervall misst. 12. The method according to any one of the preceding claims, wherein a spectrometer is used, which performs a parallel measurement of the spectrum, in particular a spectrometer, which performs a wavelength dispersion and then images the result on a parallel-measuring line detector, in which then each pixel a specific Measures wavelength interval.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem Effekte des Flammenflackerns verringert werden, indem eine Messzeit gewählt wird, die lang gegenüber der Flackerfrequenz ist oder indem mehrere kurze Messungen in zeitlichen Abstand vergleichbar der Zeitkonstante des Flammenflackerns aufgenom¬ men und vor der Zuführung in die Auswerteeinheit gemittelt werden . 13. The method according to claim 1, wherein flame flicker effects are reduced by selecting a measurement time which is long compared to the flicker frequency or by taking a plurality of short measurements at a time interval comparable to the time constant of flame flare and before feeding into the evaluation unit are averaged.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Auswerteeinheit ermittelt, ob das zugeführte Spektrum im Messbereich des Spektrometers im Sinne einer Überbelichtung oder Unterbelichtung liegt und wenn dies nicht der Fall ist, die Spektrometerparameter neu eingestellt werden, insbesonde¬ re die Messzeit oder die Anzahl von Mehrfachmessungen. 14. The method according to any one of the preceding claims, wherein the evaluation determines whether the supplied spectrum in the measuring range of the spectrometer in terms of overexposure or underexposure and if this is not the case, the spectrometer parameters are reset, insbesonde ¬ re the measuring time or the number of multiple measurements.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Überwachung der Integrität des optischen Weges durchge¬ führt wird, indem die Form eines gemessenen Spektrums ausge¬ wertet wird. 15. The method according to any one of the preceding claims, in which a monitoring of the integrity of the optical path is durchge ¬ leads by the shape of a measured spectrum is evaluated ¬ .
16. Einrichtung zur Vergasung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe, ausgestaltet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend: 16. An apparatus for gasifying carbonaceous fuels, designed to carry out a method according to one of the preceding claims, comprising:
- Mittel zur Aufnahme eines Spektrums der Flamme,  Means for receiving a spectrum of the flame,
- Mittel zur Spektralanalyse des Spektrums,  - means for spectral analysis of the spectrum,
- Mittel zur Auswertung der Spektralanalyse anhand eines Aus¬ wertemodells, - means for evaluating the spectral analysis based on a model from ¬ values,
- Mittel zur Speicherung des Auswertemodells.  - Means for storing the evaluation model.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3726202A1 (en) * 2019-04-15 2020-10-21 L'air Liquide, Société Anonyme Pour L'Étude Et L'exploitation Des Procédés Georges Claude Method for on-line control of a slag forming gasification process and installation for a gasification process

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8852300B2 (en) 2010-07-02 2014-10-07 Harry R. Taplin, JR. Lithium conditioned engine with reduced carbon oxide emissions
US10718511B2 (en) 2010-07-02 2020-07-21 Harry R. Taplin, JR. System for combustion of fuel to provide high efficiency, low pollution energy
CN104597210B (en) * 2015-01-21 2016-08-17 中国计量学院 A kind of powder extinguishing chemical dispersal device
CN111257306B (en) * 2020-01-16 2021-02-09 华北电力大学 Online dynamic prediction method and system for alkali metal element content of biomass fuel

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3182913B2 (en) * 1992-04-23 2001-07-03 株式会社日立製作所 Method and apparatus for measuring metal components in combustion gas
DE4305645C2 (en) * 1993-02-24 1996-10-02 Rwe Entsorgung Ag Method for determining characteristic properties of processes forming free radicals, use of the method and device for carrying out the method
US5437179A (en) * 1993-07-07 1995-08-01 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Fast gas chromatography method, apparatus and applications
DE19509412C2 (en) * 1995-03-15 1997-01-30 Siemens Ag Method and device for controlling the firing of a steam generator system
US6045353A (en) * 1996-05-29 2000-04-04 American Air Liquide, Inc. Method and apparatus for optical flame control of combustion burners
DE19632174C2 (en) * 1996-08-09 2002-02-07 Abb Research Ltd Temperature measurement method
CN1781014B (en) * 2003-11-05 2011-04-13 株式会社山武 Flame detection method and flame detection device
CN101210873A (en) * 2006-12-31 2008-07-02 清华大学 Method and apparatus for rapid detection for vegetable oil purity using terahertz time-domain spectroscopy
CN101458214A (en) * 2008-12-15 2009-06-17 浙江大学 Organic polymer solution concentration detecting method
CN101706307B (en) * 2009-11-13 2011-11-30 暨南大学 Transmission spectra based method and device for detecting oil product interfaces in oil pipelines

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3726202A1 (en) * 2019-04-15 2020-10-21 L'air Liquide, Société Anonyme Pour L'Étude Et L'exploitation Des Procédés Georges Claude Method for on-line control of a slag forming gasification process and installation for a gasification process
US11499105B2 (en) 2019-04-15 2022-11-15 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method of online control of a slag forming gasification process and plant for a gasification process

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