Forschung

OptiMAT- Optisches Verfahren zur In-Situ-Messung von Abgaskomponenten und Temperatur in Glasschmelzöfen

Titel:

OptiMAT- Optisches Verfahren zur In-Situ-Messung von Abgaskomponenten und Temperatur in Glasschmelzöfen

Kurzform:

OptiMat

Kurzbeschreibung:

Glasschmelzprozesse sind außerordentlich energieintensiv. Die Energiekosten machen demzufolge einen besonders hohen Anteil an den Gesamtkosten bei der Glasproduktion aus. Es besteht deshalb ein großes Interesse der Industrie an einer Optimierung des Verbrennungsprozesses in Glasschmelzöfen, vor allem in Hinsicht auf Energieersparnis und Emissionsminderung. Zur Steuerung und Kontrolle von Glasschmelzanlagen hat STG eine Regeltechnologie entwickelt, die verschiedene relevante Parameter wie Heizwert, Gasfluss, benötigte Brennluftmenge und Prozessdruck berücksichtigt. Als wesentlicher Echtzeitparameter wird dabei auch die O2-Konzentration im Abgas mit Hilfe von im Abgasraum platzierten Kontaktsonden (Lambdasonden) gemessen. Die Sonden sind wegen wegen der rauen Prozessumgebung (aggressive Gase, Staub, Temperatur) einem starken Verschleiß unterworfen und müssen regelmäßig gewartet werden. Um Verfälschungen der Abgaszusammensetzung durch Folgereaktionen, gering zu halten, besteht ein Interesse daran, den Mess-Ort dabei so nah wie möglich an die Befeuerungsstelle zu legen. Dies ist mit Kontaktsonden wegen zu hoher Temperaturbelastung (bis zu 1600°C) nicht beliebig möglich. Daher wurde im Projekt eine kontaktlose, auf hochauflösender Laserabsorptionsspektroskopie basierende, (In-Situ)- Messtechnik entwickelt, weiche unmittelbar am Brennraum misst. Damit werden genauere Messwerte, verkürzte Reaktionszeiten und eine optimierte Prozessregelung erreicht. Die Abbildung zeigt das Schema einer Glasschmelzanlage mit den alten und neuen Messpositionen. Neben der Bestimmung von O2 erlaubt die im Projekt entwickelte Messtechnik die Bestimmung weiterer Abgaskomponenten wie CO und der Temperatur. Die In-Situ-Messtechnik soll in Folgeprojekten weiter ausgebaut werden, insbesondere im Hinblick auf verschärfte Abgasnormen und künftige wasserstoffbasierte  Verbrennungsprozesse.

Mitarbeiter:

Dr. Friedhelm Heinrich, Dr. Viachaslau Ksianzou

Laufzeit:

01.07.2020 - 31.12.2022

Projektnummer:
118 101 87

Externe Projektnummer:

16KN074931

Projektvolumen:

189.998 €

Kooperationspartner:

STG Combustion Control GmbH & CoKG, Cottbus

Mittelgeber/Förderprogramm:

Bundesministerium für Wirtschaft und Engergie

Förderprogramm:

Netzwerkprojekt "Graphen"
Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand

Projektträger:

VDI/VDE Innovation + Technik GmbH

Ansprechperson:

Friedhelm Heinrich