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Mittler, Guido

Name:Mittler, Guido
Thema:Modellgestützte Regelung der Entschwefelung von Abgasen im Niedertemperaturbereich
Abgabe:2001

Zusammenfassung:

Zur Abscheidung von Schwefeldioxid aus Abgasen gewinnen die als Trockenverfahren bezeichneten Abgasreinigungstechniken vor allem für die Aus- bzw. Nachrüstung kleiner Ver-brennungsanlagen (thermische Leistung < 50 MWth), bei denen der Einsatz üblicher Naßverfahren nicht in Frage kommt, zunehmend an Bedeutung. Bei dem hier untersuchten Verfahren handelt es sich um ein Reaktionsverfahren zur trockenen Abgasentschwefelung im Niedertemperaturbereich, d.h. bei Temperaturen < 100 C in möglichst geringem Abstand zum Taupunkt des Abgases. Die experimentellen Untersuchungen des Verfahrens an einer Versuchsanlage haben gezeigt, daß ein ausreichend hoher Entschwefelungsgrad zur Unterschreitung der vorgegebenen Emissionsgrenzwerte erreicht wird.

Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines mathematischen Modells sowie eines KNN-Modells am Beispiel der Versuchsanlage als Basis für eine modellgestützte Regelung der Temperatur und relativen Feuchte des Abgases im Entschwefelungsprozeß, durch deren Einsatz eine automatisierte und sichere Prozeßführung gewährleistet und somit eine wesentliche Voraussetzung für die industrielle Anwendung des hier untersuchten Verfahrens erfüllt wird.

Aus der Verknüpfung der Energie- und Stoffbilanzen der einzelnen Komponenten resultiert das Gesamtmodell, so daß die Abhängigkeit der Temperatur, relativen Feuchte und Zusammensetzung des Abgases im Reaktor von den Sollwertvorgaben an die bestehenden Regelkreise der Versuchsanlage mathematisch beschrieben werden kann. Die Modellbildung mittels Künstlicher Neuronaler Netze erfolgt ausschließlich auf der Basis von Meßwerten, die im Rahmen der experimentellen Untersuchungen des Verfahrens erfaßt wurden.

Ein Vergleich der Modellrechnungen für verschiedene Betriebszustände der Versuchsanlage mit entsprechenden Meßergebnissen zeigt, daß sowohl das mathematische Modell als auch das KNN-Modell das Anlagenverhalten hinreichend genau beschreiben und somit als Basis für eine modellgestützte, automatisierte Regelung der Abgastemperatur und -feuchte im Entschwefelungsprozeß dienen können. Bezogen auf ihre Abbildungsgenauigkeit ist keines der beiden Prozeßmodelle dem jeweils anderen grundsätzlich überlegen. Das mathematische Modell beschreibt diejenigenAnlagen-komponenten ungenauer, deren mathematische Modellierung eine idealisierte bzw. vereinfachte Betrachtung voraussetzt. Der entscheidende Vorteil des KNN-Modells liegt bei diesem Anwendungsfall in dessen erheblich kürzerer Entwicklungszeit, die ungefähr ein Viertel der des mathematischen Modells beträgt.

 

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