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Regenerativer thermischer Oxidator
Vorteile von RTO-Abgasreinigungsanlagen
Vorteile von RTO-Abgasreinigungsanlagen
1. Effiziente Behandlung: Die RTO-Abgasreinigungsanlage (regenerativer thermischer Oxidator) nutzt eine Hochtemperaturverbrennungstechnologie, die schädliche Stoffe im Abgas effektiv entfernt und so eine effiziente Abgasreinigung ermöglicht.
2. Energieeinsparung: Im regenerativen thermischen Oxidationssystem wird die Wärme aus dem Abgas mittels Wärmetauscher zurückgewonnen, was die Energieeffizienz verbessert und die Produktionskosten senkt.
3. Umweltschutz und Energieeinsparung: Der RTO-Oxidator kann bei der Abgasbehandlung auch den Energieverbrauch und die Schadstoffemissionen reduzieren, was erhebliche Vorteile für den Umweltschutz und die Energieeinsparung mit sich bringt.
4. Breites Anwendungsspektrum: Das regenerative thermische Oxidationssystem RTO eignet sich für verschiedene Arten der Abgasbehandlung und kann somit den Anforderungen der Abgasbehandlung in unterschiedlichen Branchen gerecht werden.
Der industrielle RTO-Thermooxidator bietet außerdem folgende Vorteile: niedrige Betriebskosten, extrem niedrige Brennstoffkosten; bei einer organischen Abgaskonzentration über 450 ppm benötigt der RTO-Oxidator keinen zusätzlichen Brennstoff; hohe Reinigungsrate; das Dreibett-RTO-System erreicht eine Reinigungsrate von über 99 %; keine NOx- und andere Sekundärverschmutzungen; automatische Steuerung, einfache Bedienung; die RTO-VOC-Behandlungsanlage entfernt Gerüche vollständig, bietet hohe Sicherheit und niedrige Wartungskosten.
Produkteinführung
Das Funktionsprinzip Das Prinzip des regenerativen katalytischen Oxidationssystems (RTO) zur Abgasreinigung besteht darin, dass das brennbare organische Abgas bei 780–1100 °C einer thermischen Oxidationsreaktion unterzogen wird, wobei Kohlendioxid und Wasser entstehen. Enthält die organische Substanz Halogene oder andere Elemente, entstehen als Oxidationsprodukte Halogenwasserstoffe. Das Abgas wird zunächst in einem Wärmespeicher auf nahezu die Oxidationstemperatur erhitzt und gelangt dann zur Oxidation in die Brennkammer. Die Temperatur des oxidierten Gases steigt, und die organische Substanz wird im Wesentlichen in Kohlendioxid und Wasser umgewandelt. Nach der Reinigung kann das Gas, nachdem es einen weiteren Wärmespeicher durchlaufen hat, abgeleitet werden. Die Temperatur sinkt dabei und das Gas erfüllt die Emissionsnormen. Die verschiedenen Wärmespeicher werden mittels Schaltventilen oder Drehvorrichtungen zeitlich versetzt betrieben, um Wärme aufzunehmen bzw. abzugeben.
Die Abgasreinigung mittels RTO-Oxidation ist ein gängiges Verfahren zur Reduzierung flüchtiger organischer Verbindungen (VOC), wobei sich die jeweiligen Funktionsprinzipien unterscheiden. Das Zweikammer-RTO-System besteht aus zwei Teilen: einer Wärmespeicherkammer und einer Verbrennungskammer. Die im Wärmespeicher gespeicherte Wärme wird zunächst absorbiert, bevor die Abgase zur weiteren Verbrennung in die Verbrennungskammer gelangen. Dabei kann die Temperatur über 700 °C erreichen, wodurch die organischen Bestandteile in Kohlendioxid und Wasser zersetzt werden. Durch den Wechselbetrieb dieser Zweikammer-RTO-Abgasreinigung wird der Kraftstoffverbrauch gesenkt.
Zusätzlich zur Abgasreinigung in zwei Kammern verfügt die Anlage über drei weitere Kammern: zwei Wärmespeicherkammern und eine Verbrennungskammer. Die zusätzliche Wärmespeicherkammer speichert Wärme, die im nächsten Zyklus zur Erwärmung des kalten Abgases genutzt wird. Vereinfacht gesagt: Nach der Entleerung der ersten Wärmespeicherkammer wird die zweite entleert. Dieser kontinuierliche Betrieb erfolgt abwechselnd, wodurch die Abwärme optimal genutzt und ein höherer Wirkungsgrad erzielt wird. Daher wird dieses Abgasreinigungsverfahren in vielen Fabriken eingesetzt. Das gesammelte Abgas wird gründlich aufbereitet und anschließend abgeleitet.
Im Vergleich zu Zwei- und Dreikammeranlagen bietet die Abgasreinigungsanlage die Wahl zwischen verschiedenen Ausführungen. Das Funktionsprinzip beruht darauf, den Wärmespeicher in mehrere unabhängige Sektoren zu unterteilen. Durch die kontinuierliche Rotation des Wärmespeichers wird ein periodischer Wechsel zwischen Kühlung und Heizung erreicht, wodurch ein kontinuierlicher, alternierender Betrieb gewährleistet wird. Zu den Vorteilen zählen ein geringerer Platzbedarf, ein stabilerer und störungsfreier Betrieb, eine lange Lebensdauer der Hauptkomponenten sowie ein niedriger Blindleistungsbedarf des Systems.
Der regenerative thermische Oxidator (RTO) ist eine effiziente Anlage zur Behandlung organischer Abgase. Im Vergleich zur herkömmlichen chemischen Verbrennung und dem direkten Verbrennungsofen (TO) zeichnet er sich durch einen hohen thermischen Wirkungsgrad (≥ 95 %), niedrige Betriebskosten und die Fähigkeit aus, große Luftmengen und niedrige Abgaskonzentrationen zu verarbeiten. Bei etwas höheren Konzentrationen ermöglicht er zudem die sekundäre Abwärmenutzung, wodurch die Produktions- und Betriebskosten deutlich gesenkt werden. Das Prinzip der RTO-Abgasbehandlung beruht auf der Oxidation organischer Stoffe (VOCs) im Abgas zu Kohlendioxid und Wasser bei hoher Temperatur. Dadurch wird das Abgas gereinigt und die bei der Zersetzung freigesetzte Wärme zurückgewonnen. Der RTO mit drei Kammern erreicht einen Zersetzungsgrad von über 99 % und eine Wärmerückgewinnungseffizienz von über 95 %.
Die Hauptstruktur des RTO-Thermooxidationssystems besteht aus Brennkammer, Wärmespeicherkammer und Schaltventil. Es zeichnet sich durch niedrige Betriebs- und Brennstoffkosten aus. Bei einer organischen Abgaskonzentration über 450 ppm benötigt die RTO-Anlage keinen zusätzlichen Brennstoff. Hohe Reinigungsleistung: Zwei-Bett-RTO-Anlagen erreichen über 98 %, Drei-Bett-RTO-Anlagen über 99 %. Keine NOx-Emissionen oder andere Sekundärschadstoffe. Automatische Steuerung und Bedienungsanleitung. Hohe Sicherheit.
Das RTO-Oxidationssystem findet breite Anwendung in der Automobil- und Lackindustrie, der Petrochemie, der Verpackungs- und Druckindustrie, der pharmazeutischen Produktion sowie in der Beschichtungsindustrie und anderen Branchen mit VOC-Management. Es eignet sich für die Behandlung großer Luftmengen, niedriger Konzentrationen und komplexer Zusammensetzungen industrieller organischer Abgase. Ob hochkonzentrierte organische Abgase, Beschichtungsabgase oder geruchsintensive Abgase – die Systeme haben sich bewährt und deutliche Ergebnisse erzielt. (Zur Beseitigung von VOC-Belastungen können beispielsweise Quecksilber-, Blei-, Zinn- und Zinkdämpfe sowie Phosphor, Phosphide, Arsen usw. führen, die mit der Zeit die Katalysatoroberfläche bedecken und so die Katalysatoraktivität verringern. Auch Halogene und große Mengen Wasserdampf können den Katalysator vorübergehend inaktivieren.)
Das RTO-System kann zusammen mit einem Zeolith-Laufsieb verwendet werden, um stabile Abgasnormen zu gewährleisten.
Das grundlegende Konstruktionsprinzip und die Struktur von RTO-Geräten
1. Im Kreislaufbereich des RTO-Systems wird das Abgas am Konzentrationsrohr adsorbiert, nach der Heißluftbehandlung desorbiert und auf das 5- bis 15-fache konzentriert.
2. Der Konzentrationsbereich des Zeolithrads lässt sich in Behandlungsbereich, Zirkulationsbereich und Kondensationsbereich unterteilen. Das Konzentrationsrad läuft in jedem Arbeitsbereich kontinuierlich.
3. Im Konzentrator erfolgt die Kühlung im ungesättigten Bereich durch die ungesättigte Luft, die anschließend zur Zirkulation wieder erwärmt wird, um den Effekt der Energieeinsparung zu erzielen.
4. Nach der Vorfilterung gelangt das Abgas in den Behandlungsbereich der Konzentrationsanlage. Dort werden Schadstoffe mittels Adsorptionsmittel adsorbiert und entfernt, und die gereinigte Luft wird durch den Behandlungsbereich der Konzentrationsanlage abgeleitet.
RTO-Abgasreinigungsanlagen konzentrieren große Luftmengen und niedrigkonzentrierte Abgase zu hochkonzentrierten Abgasen mit geringem Volumen. Dies reduziert die Anschaffungs- und Betriebskosten und verbessert die Abgasreinigungseffizienz. Bei der Verwendung einer zeolithfreien Direktverbrennungsanlage zur Abgasreinigung, die große Luftmengen und niedrigkonzentrierte Abgase verbrennt, entstehen nicht nur hohe Mengen, sondern auch hohe Betriebskosten. Die Konzentrationsanlage ist in Behandlungs-, Rückgewinnungs- und Kühlzone unterteilt, wobei die Anlage in jeder Zone kontinuierlich läuft. Der Abgasfilter für flüchtige organische Verbindungen (VOCs) durchströmt den Behandlungsbereich der Konzentrationsanlage. Durch Adsorption werden die VOCs aus dem Behandlungsbereich entfernt, und die gereinigte Luft wird aus der Konzentrationsanlage abgeleitet. Nach der Heißluftbehandlung werden die an der Konzentrationsanlage adsorbierten VOCs um das 5- bis 15-Fache konzentriert. Nach der Abkühlung des Konzentrators in der Kühlzone wird die Rückluft durch die Kühlzone erwärmt, um Energie zu sparen.
Die RTO-Anlage eignet sich für hohe Windgeschwindigkeiten über 600 m³/min und VOC-, OC- und Kohlenwasserstoffkonzentrationen zwischen 500 und 1000 ppm. Enthält das Abgas jedoch viele hochsiedende Stoffe, ist es für eine alleinige oder direkte Behandlung mit dem System nicht geeignet. Hochsiedende VOCs adsorbieren zwar leicht an der Zeolithscheibe, aber aufgrund der Stabilitätsauslegung des Systems ist die Temperatur dieser VOCs nicht hoch genug, was die Desorption erschwert. Dadurch können sich hochsiedende VOCs leicht anreichern, die Adsorptionsplätze belegen und die Gesamtleistung des Systems beeinträchtigen. Enthält das Abgas eine große Menge hochsiedender Stoffe, empfiehlt sich für die Behandlung mit einem Zeolith-Adsorptions- und Konzentrationssystem die Installation eines Kondensators, eines Aktivkohlefilters, eines Nebelabscheiders und weiterer Geräte vor dem System, um die hochsiedenden VOCs zu entfernen. Enthält das Abgas jedoch Partikel in hoher Konzentration, ist eine Partikelabscheidung vor dem Zeolithrad erforderlich, um Ablagerungen in der Wabenstruktur zu vermeiden. Einfache Filtervorrichtungen mit einfacher Beschichtung filtern zwar nur große Partikel, kleine jedoch nicht. Daher sind sie für den jeweiligen Standort ungeeignet und die Lebensdauer des Zeolithrads stark begrenzt. Kann die geplante neue Anlage jedoch die Partikelabscheidung (z. B. einen Schlauchfilter) beibehalten, lässt sich die Lebensdauer des Zeolithrads verlängern.
Die Auswahl und Optimierung von Abgasreinigungsanlagen (RTO) bilden die Grundlage für die Einhaltung der Emissionsnormen. Da Abgase aus vielen Komponenten bestehen, beeinflusst die Qualität der RTO-Anlage deren Funktion und Reinigungswirkung direkt. Daher basieren die Emissionsnormen auf zwei Prinzipien: Nicht alle RTO-Anlagen arbeiten vollständig, sondern zielen auf eine gezielte Reinigung ab. Abgase enthalten Partikel, Halogene, Schwermetalle und andere Verbindungen, die die RTO-Anlage beeinträchtigen und deren Reinigungswirkung sogar zerstören können. Daher müssen diese Verbindungen vor dem Eintritt in die RTO-Anlage entfernt werden. In der Abgasvorbehandlung werden üblicherweise Partikel, Lacke, Schwermetalle, Halogenverbindungen und andere Gemische aus Abgasen entfernt. Diese Gemische müssen daher vor der eigentlichen Abgasreinigung streng gereinigt werden, um die Reinigungswirkung der nachfolgenden Stufen nicht zu beeinträchtigen. Die Vorbehandlung erfolgt üblicherweise mit Vorprozessoren, Wasservorhangabscheidern, Sprühabscheidern, Staubabscheidern und weiteren unterstützenden Reinigungsanlagen und -komponenten. Die Abgasreinigungsanlage reagiert mit Wasser (H₂O) und Sauerstoff (O₂), die an der Oberfläche des Abgases adsorbiert sind, und erzeugt dabei reaktive Hydroxylradikale und Superoxidanionenradikale. Diese können in verschiedene Abgasbestandteile wie Kohlenwasserstoffe, Aldehyde, Phenole, Alkohole, Sulfhydrylverbindungen, Benzol, Ammoniak usw. umgewandelt werden. Durch photokatalytische Oxidation werden Verbindungen wie Ammoniakoxide und -sulfide sowie anorganische VOCs zu Kohlendioxid (CO₂), Wasser (H₂O) und anderen ungefährlichen Substanzen reduziert.
Im Prozess der regenerativen thermischen Oxidation (RTO) wird das Abgas mittels eines Ventilators durch eine Rohrleitung zum Wärmetauscher geleitet, dort erhitzt und anschließend in die Heizkammer geführt, um die für die RTO erforderliche Starttemperatur zu erreichen. Das erhitzte Abgas durchläuft dann die Katalysatorschicht und wird verbrannt. Dank der Katalysatorwirkung liegt die Starttemperatur der Abgasverbrennung in der RTO bei etwa 250–300 °C. Dies ist deutlich niedriger als die Verbrennungstemperatur von 670–800 °C bei der direkten Verbrennung, wodurch der Energieverbrauch wesentlich geringer ist. Gleichzeitig wird die durch die Reaktion im Gas entstehende Wärme durch den Katalysator abgeführt. Das heiße Gas gelangt erneut in den Wärmetauscher, wird dort abgekühlt und anschließend mit niedrigerer Temperatur vom Ventilator in die Atmosphäre abgeleitet. Da Abgas viele Komponenten enthält, beeinflusst die Qualität der RTO-Anlage direkt deren Betrieb und Reinigungswirkung. Daher basieren Emissionsnormen auf zwei Prinzipien. Die RTO-Anlage erfüllt nicht alle Funktionen, sondern zielt auf eine gezielte Abgasreinigung ab. Daher enthält das Abgas Feinstaub, Halogene, Schwermetalle und andere Verbindungen, die die Funktion der Abgasreinigungsanlage beeinträchtigen und deren Reinigungswirkung sogar zerstören können. Aus diesem Grund werden diese Verbindungen vor dem Eintritt in die Anlage entfernt. Die Abgasreinigungsanlage ist eine typische Gas-Feststoff-Phasenkatalyse, deren Kern die Oxidation reaktiver Sauerstoffspezies ist. Im Prozess der Abgasreinigungsanlage besteht die Funktion des Katalysators darin, die Aktivierungsenergie zu senken. Die Katalysatoroberfläche bewirkt eine Adsorption, wodurch sich die Reaktantenmoleküle an der Oberfläche anreichern, was die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht und die Reaktion beschleunigt. Mithilfe des Katalysators kann das Abgas bei niedrigerer Zündtemperatur flammenlos verbrannt und zu CO₂ und H₂O oxidiert werden, wobei viel Wärmeenergie freigesetzt wird.
Vorsichtsmaßnahmen für den Umgang mit RTO-Oxidationsanlagen:
1. Am Aufstellungsort der thermischen Oxidationsanlage gibt es keine korrosiven Gase, und es sind gute Regenschutzmaßnahmen getroffen.
2. Die Abgaszusammensetzung darf folgende Stoffe nicht enthalten: Fette mit hoher Viskosität, wie beispielsweise Phosphor, Bismut, Arsen, Antimon, Quecksilber, Blei oder Zinn; Staub in hoher Konzentration;
3. Die RTO-Oxidationsanlage benötigt eine Stromversorgung: dreiphasiger Wechselstrom 380 V, Frequenz 50 Hz;
4. Bei der Auswahl von regenerativen katalytischen Oxidationsanlagen sind die Zusammensetzung, die Konzentration sowie die Ein- und Austrittstemperatur des Abgases anzugeben.
Merkmale der Rto-Thermooxidationsanlage: Die Abgaskatalyse bietet im Vergleich zur direkten Verbrennung deutliche Vorteile: niedrige Zündtemperatur und geringer Energieverbrauch. In manchen Fällen ist nach Erreichen der Zündtemperatur keine externe Heizung mehr erforderlich.
Vorteile und Betriebszustand von RTO-Verbrennungsanlagen:
Bei der Auslegung von RTO-Verbrennungsanlagen für katalytische Prozesse sollte die Auslegung an die jeweilige Situation angepasst werden. Bei großen Mengen ist die Konstruktion der Komponenten, d. h. Vorwärmer und Reaktor, zwischen den Rohrleitungen zu installieren. Bei kleineren Mengen können Vorwärmung und Reaktion in katalytischen Verbrennungsanlagen kombiniert werden, wobei der Abstand zwischen Vorwärm- und Reaktionsbereich zu beachten ist. RTO-Verbrennungsanlagen erzeugen unterschiedliche Emissionen und Abgase und verwenden verschiedene technologische Prozesse. Unabhängig vom gewählten Prozess besteht die Anlage jedoch aus den folgenden Prozesseinheiten. Während des Betriebs einer RTO-Verbrennungsanlage kann es bei der katalytischen Behandlung von Abgasen leicht zu einer Vermischung mit heißer Luft kommen, was ein wichtiges Problem darstellt. Daher ist es einerseits notwendig, das Mischungsverhältnis von Material und Luft so gering wie möglich zu halten. Andererseits sollten Überwachungseinrichtungen und -maßnahmen für die Katalyse eingerichtet werden. Der Signaldetektor des automatischen Steuerungssystems ist am Luftauslass installiert, um die Abgaskonzentration am Auslass automatisch zu erfassen und die Konzentrationsdaten an die SPS-Steuerung zu übermitteln. Die SPS-Steuerung gibt gemäß den Übertragungsdaten Steuerbefehle aus, um das automatische Öffnen und Schließen des Lufteinlassventils und des Katalysator-Einlassventils am Lufteinlass zu regeln. Die kontinuierliche Reinigung der Aktivkohle-Adsorptionsschicht erfolgt durch Echtzeit-Desorption. Für den kontinuierlichen Produktionsbetrieb werden zwei Adsorptions- und Desorptionsanlagen abwechselnd eingesetzt.
1. Das Aktivkohlebett dient der Adsorption von Abgasen, die nach der katalytischen Verbrennung mit dem Abgas desorbiert werden. Das desorbierte Gas wird dann zur Reinigung in die katalytische Brennkammer geleitet. Es wird keine externe Energie benötigt, die Betriebskosten sind niedrig und es ergibt sich ein bemerkenswerter Energiespareffekt.
2. Das RTO-Oxidationsgerät zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: Konstruktionsprinzip, Material, stabile Leistung, einfache Struktur, einfache Handhabung, Energieeinsparung und keine Sekundärverschmutzung. Das Gerät benötigt wenig Platz und ist leicht. Das Adsorptionsbett ist in Schubladenbauweise ausgeführt, was das Beladen und den Austausch erleichtert.
3. Der Stromverbrauch des RTO-Verbrennungsofens ist gering, da der Bettwiderstand niedrig ist und ein Niederdrucklüfter ausreicht, was nicht nur einen geringen Stromverbrauch, sondern auch einen niedrigen Geräuschpegel bedeutet. Die katalytische Verbrennung benötigt zum Starten eine elektrische Heizung. Sobald die katalytische Verbrennung im Katalysatorbett begonnen hat, reicht die Verbrennungswärme aus, um die für die Reaktion erforderliche Temperatur aufrechtzuerhalten. Dann schaltet sich die elektrische Heizung ab; die Anlaufzeit beträgt etwa eine Stunde.
4. Die RTO-Katalysatorbrennkammer nutzt wabenförmige Keramik als Träger für den Edelmetallkatalysator, zeichnet sich durch geringen Widerstand und gute Aktivität aus. Bei einer Dampfkonzentration von über 2000 ppm kann die Selbstentzündung aufrechterhalten werden.
5. Der RTO-Verbrennungsofen verwendet ein neues Aktivkohle-Adsorptionsmaterial – wabenförmige Aktivkohleblöcke –, das bei großen Luftvolumina zum Einsatz kommt.
Betriebszustand der RTO-Verbrennungsanlage:
1. Verbrennungsstopp. Der Verbrennungsvorgang wird durch den Stoppbefehl des Displays beendet. Das Hauptgasventil schließt. Anschließend werden die Restgase gereinigt und abgeführt, und die Brennscheibe wird mit Zwangsluft gekühlt. Nach einer gewissen Zeit schalten sich Lüfter, Konverter und Brenner ab.
2. Einstellung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses im RTO-Verbrennungsofen. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im RTO-Verbrennungsofen liegt üblicherweise zwischen 4 % und 11 %. Bei einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 6 % wird eine gute katalytische Verbrennung erzielt, wodurch das Verbrennungssystem nicht nur eine gute katalytische Wirkung, sondern auch eine gute Verbrennungseffizienz und einen hohen Wärmeertrag erreicht. Zudem wird ein guter Anlaufeffekt erzielt. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Systems wird über ein Druckventil geregelt. Durch Änderung der Luftmenge des Ventilators kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis angepasst und somit die Verbrennung im RTO-Verbrennungsofen gesteuert werden. Insbesondere beim Anfahren kann durch Anpassen der Ausgangsfrequenz des Konverters die erforderliche Zündflammen-Verbrennungszeit für die katalytische Verbrennung bei Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erreicht werden.
3. Verbrennungsstartvorgang. Im Standby-Modus empfängt das Steuerungssystem einen Startbefehl und geht anschließend in den Verbrennungsbetrieb über. Das Steuerungssystem führt die oben genannten Prüfungen durch und entlüftet den Brenner erneut. Das Ausgangssignal des Frequenzumrichters steuert die Lüfterdrehzahl. Da die Luftmenge hauptsächlich durch langsames Abklingen der Drehzahl im Scheibenverbrennungsofen zugeführt wird, wird sichergestellt, dass sich keine Restgase im Ofen befinden. Während des Zündvorgangs wird der Frequenzumrichter gestartet und das SPS-Simulationsausgangssignal ausgegeben. Die Frequenz des Frequenzumrichters steigt kontinuierlich an, erreicht nach einer bestimmten Zeit die Zielfrequenz und fällt dann wieder ab, um den Frequenzdurchlauf abzuschließen. Sobald das Gerät ein Zündsignal ausgibt, arbeitet der Hochdruckzünder normal. Zusätzlich muss das Zündrohr oberhalb des Ventils geöffnet werden. Besondere Aufmerksamkeit ist der Zündung kleiner Brände zu widmen, da UV-Sensoren diese erkennen und bei einem kleinen Brand das Hauptventil öffnen. In diesem Moment wird die Flamme auf der Oberseite der katalytischen Verbrennungsofenplatte entzündet, bis sie sich der Zündtemperatur annähert. Anschließend kann der gesamte Zündvorgang durch direktes Schließen des Zündventils und Übergehen in die Verbrennungsregulierungsphase abgeschlossen werden.
4. Einstellung der Verbrennungstemperatur im RTO-Verbrennungsofen. Zur Temperaturregelung der Verbrennungsanlage können Eingaben über das Display oder durch Änderung der Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters vorgenommen und die entsprechende Luftmenge angepasst werden. Steigt die Luftmenge, steigt die Verbrennungstemperatur über den Sollwert. Die SPS-gesteuerte Frequenzumrichterregelung reduziert daraufhin die Ausgangsfrequenz, wodurch der Luftstrom verringert und die Temperatur der Anlage stabilisiert wird. Liegt die Ausgangsfrequenz des Umrichters unter dem Sollwert, die Ausgangsleistung jedoch darüber, startet die SPS einen Timer. Wird die Frequenz innerhalb der vorgegebenen Zeit auf den Sollwert reduziert, beendet die SPS den Timer. Liegt die Temperatur über einen bestimmten Zeitraum über dem Sollwert, passt die SPS die Temperatur so lange an, bis der Sollwert erreicht ist. Im PID-Betrieb steuert die SPS die Ausgangsfrequenz des Frequenzumrichters. Bei unzureichender Temperatur erhöht sich die Frequenz, wodurch eine gewisse Zeitverzögerung entsteht.
Der RTO-Verbrennungsofen wird von einer SPS-Steuerung, einem Textdisplay, einem Frequenzumrichter, einem Zünder, einem UV-Sensor, einem Thermoelement und weiteren elektronischen Steuergeräten sowie einem Lüfter gesteuert. Zusätzlich dient ein Nulldruckventil zur Einstellung des Gas-Luft-Verhältnisses. Der Betrieb des elektrischen Steuerungssystems für die katalytische Verbrennung ist in drei Zustände unterteilt: Brennerbetrieb, Stillstand und Parametereinstellung. Im Betriebszustand erfolgt die Zündung und Verbrennung. Die Temperatur wird vom installierten Thermoelement erfasst und auf dem Textdisplay angezeigt.
Die SPS verfügt über ein analoges Ein- und Ausgangsmodul, erfasst das Flammenverbrennungssignal und das Temperatursignal des Thermoelements. Nach dem Vergleich des erfassten Signals mit dem Sollwert wird die Lüfterdrehzahl über einen 0–10-V-Frequenzumrichter gesteuert, um die Brennertemperatur konstant zu halten. Dies ist Bestandteil des Regelsystems zur Festlegung des Temperatur-Referenzwertes. Das System erfasst automatisch das Temperatursignal des Brenners, vergleicht es mit der Solltemperatur und gibt verschiedene Alarmsignale aus oder schaltet die Maschine direkt ab. Das Display zeigt Gasdurchflussrate, Verbrennungstemperatur und den Ausgang des Frequenzumrichters an.
Beschreibung2