Automatisierung der Harnstoff SNCR-Anlage

Inhaltsverzeichnis

Die Projektgruppe

Das SNCR Verfahren

Automation der SNCR - Testanlage für Harnstoff

Ist – Zustand

Soll – Zustand Für den Umbau erforderliche Bauteile

Quellenangaben2

Inhaltsverzeichnis

Die Projektgruppe

Das SNCR Verfahren

Automation der SNCR - Testanlage für Harnstoff

Ist – Zustand

Soll – Zustand Für den Umbau erforderliche Bauteile

Quellenangaben3

Die Projektgruppe

Ingo Nahrwold

04.06.1977

Teamleiter & Automatisierung

BMK Lünen GmbH Lünen

Betriebselektriker

4

Die Projektgruppe

Jens Thiem

22.09.1978

Projektierung, Schaltschrankbau, Dokumentation

Schäfer Elektro-Anlagen Dortmund

Obermonteur5

Die Projektgruppe

Markus Glaser

28.10.1976

Automatisierung, Visualisierung Dokumentation

Hella KGaA, Hueck & Co. Hamm

Spezialist Kameratechnik Automatisierung

6

Die Projektgruppe

Igor Gutjahr

10.10.1975

IT, Internetpräsenz, Schaltschrankbau

UTC Aerospace Systems Lippstadt

Elektroniker , Final Inspection

7

Inhaltsverzeichnis

Die Projektgruppe

Das SNCR Verfahren

Automation der SNCR - Testanlage für Harnstoff

Ist – Zustand

Soll – Zustand Für den Umbau erforderliche Bauteile

Quellenangaben8

SNCR VerfahrenSelektive nichtkatalytische Reduktion aus dem englischem selective non - catalytic reduction

Ist ein Verfahren zur Rauchgasreinigung

Ammonikwasser

Harnstoff

9

SNCR Verfahren

Rauchgasreinigung mit Ammoniakwasser

Ammoniak (NH3) wird als wässrige Lösung bei Temperaturen zwischen 900°C und 1000°C in mehreren Ebenen direkt in den Feuerraum eingedüst.

Es reagiert dort mit Stickstoffmonoxid (NO) zu Stickstoff und Wasserdampf

10

SNCR Verfahren

Reaktionsformel für Ammonik

4 NO + 4 NH3 + O2 4 N2 + 6 H2O

StickstoffmonoxidAmmoniak

Sauerstoff

Stickstoff

Wasserdampf

11

SNCR Verfahren

Rauchgasreinigung auf Basis von Harnstoff

Statt Ammoniak kann auch Harnstoff (NH2CONH2) eingedüst werden. Harnstofflösung ist einfacher und gefahrloser zu handhaben, da Sie nicht ätzend ist und unter Umgebungsbedingungen kein Ammoniak ausgast.

Harnstoff reagiert in der Anwendung wie Ammoniak. Zusätzlich wird Kohlendioxid frei.

12

SNCR Verfahren

Reaktionsformel für Harnstoff

NH2CONH2 + 2 NO + O2 2 N2 + CO2+ 2 H2O

Harnstoff

Stickstoffmonoxid

Sauerstoff Stickstoff

Kohlendioxid

Wasserdampf

13

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Die Projektgruppe

Das SNCR Verfahren

Automation der SNCR - Testanlage für Harnstoff

Ist – Zustand

Soll – Zustand Für den Umbau erforderliche Bauteile

Quellenangaben14

Ist – Zustand

mobile Testanlage für Harnstoffeindüsung

15

Ist – Zustand

mobile Testanlage für Harnstoffeindüsung

Schwebekörper Durchflussmessung

16

Ist – Zustand

mobile Testanlage für Harnstoffeindüsung

Schwebekörper Durchflussmessung

Vor-Ort Druckanzeige

17

Ist – Zustand

mobile Testanlage für Harnstoffeindüsung

Schwebekörper Durchflussmessung

Vor-Ort Druckanzeige 6 Eindüse - Lanzen über

Kugelhahn absperrbar

18

Ist – Zustand

mobile Testanlage für Harnstoffeindüsung

Schwebekörper Durchflussmessung

Vor-Ort Druckanzeige 6 Eindüse - Lanzen über

Kugelhahn absperrbar Mengeneinstellung über

Niederschraubventile

19

Ist – Zustand

Keine Regelung auf Temperatur Keine Regelung auf NOx Keine Regelung auf Schlupf Keine Regelung auf Ebenen im

Kessel Manuelle Einstellung der

Harnstoffmenge notwendig Keine automatische Anwahl der

Lanzen möglich Keine Visualisierung des

Prozesswerte möglich

20

Inhaltsverzeichnis

Die Projektgruppe

Das SNCR Verfahren

Automation der SNCR - Testanlage für Harnstoff

Ist – Zustand

Soll – Zustand Für den Umbau erforderliche Bauteile

Quellenangaben21

Soll – Zustand

Durch Automatisierung soll die Anlage mittels stetiger Regelung selbsttätig entscheiden, welche Menge und an welcher Stelle Harnstoff zur Erreichung der optimalen NOx-Werte in das Rauchgas injiziert werden muss. Eine spätere Aufrüstung oder Optimierung der bestehenden Anlage soll hierbei berücksichtigt werden.

automatische Regelung der Testanlage mittels SPS - Steuerung

1. Temperatur

2. NOx – Wert

3. Schlupf

4. Kesselebene22

Soll – Zustand

Die Anlage soll transportabel, plug&play-fähig, und leicht integrierbar und zu bedienen sein.

Alle Prozesskennwerte werden direkt an der Anlage visualisiert, in einer späteren Ausbaustufe direkt im Leitstand.

Nach Anschluss der Anlage an den Kessel kann die Umschaltung von der bestehenden SNCR-Anlage (Ammoniak) auf die Versuchsanlage (Harnstoff) vor Ort durch EINEN Knopfdruck erfolgen

23

Inhaltsverzeichnis

Die Projektgruppe

Das SNCR Verfahren

Automation der SNCR - Testanlage für Harnstoff

Ist – Zustand

Soll – Zustand Für den Umbau erforderliche Bauteile

Quellenangaben24

Soll – Zustand

Für den Umbau erforderliche Bauteile

Stellungsregler

Steuerluftstation mit Druckminderer und Lufttrockner

Durchflußmessung

Druckmessumformer

2/2 Wege Absperrventil Betätigungsart elektrisch

Speicher-Programmierbare-Steuerung SPS 25

Soll – Zustand

Für den Umbau erforderliche Bauteile

Stellungsregler

Steuerluftstation mit Druckminderer und Lufttrockner

Durchflußmessung

Druckmessumformer

2/2 Wege Absperrventil Betätigungsart elektrisch

Speicher-Programmierbare-Steuerung SPS 26

Soll – Zustand

Für den Umbau erforderliche Bauteile

27

Soll – Zustand

Für den Umbau erforderliche Bauteile

Stellungsregler oder Frequenzumrichter

Steuerluftstation mit Druckminderer und Lufttrockner

Durchflußmessung

Druckmessumformer

2/2 Wege Absperrventil Betätigungsart elektrisch

Speicher-Programmierbare-Steuerung SPS 28

Soll – Zustand

Für den Umbau erforderliche Bauteile

29

Soll – Zustand

Für den Umbau erforderliche Bauteile

Stellungsregler oder Frequenzumrichter

Steuerluftstation mit Druckminderer und Lufttrockner

Durchflußmessung

Druckmessumformer

2/2 Wege Absperrventil Betätigungsart elektrisch

Speicher-Programmierbare-Steuerung SPS 30

Soll – Zustand

Für den Umbau erforderliche Bauteile

31

Soll – Zustand

Für den Umbau erforderliche Bauteile

Stellungsregler oder Frequenzumrichter

Steuerluftstation mit Druckminderer und Lufttrockner

Durchflußmessung

Druckmessumformer

2/2 Wege Absperrventil Betätigungsart elektrisch

Speicher-Programmierbare-Steuerung SPS 32

Soll – Zustand

Für den Umbau erforderliche Bauteile

33

Soll – Zustand

Für den Umbau erforderliche Bauteile

Stellungsregler oder Frequenzumrichter

Steuerluftstation mit Druckminderer und Lufttrockner

Durchflußmessung

Druckmessumformer

2/2 Wege Absperrventil Betätigungsart elektrisch

Speicher-Programmierbare-Steuerung SPS 34

Soll – Zustand

Für den Umbau erforderliche Bauteile

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Budget

Das Budget zum Umbau der Test-Harnstoff-SNCR-Anlage ist mit 15000 € veranschlagt und wurde durch die Geschäftsführung der Biomassekraftwerk Lünen GmbH bereitgestellt.

Eine Nachbudgetierung ist nicht vorgesehen.

Von diesem Budget werden alle erforderlichen Bauteile, Materialien, Soft- sowie Hardware finanziert, die für die Ausführung dieses Technikerprojektes benötigt werden.

36

Vorläufige Materialkosten

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Quellenangaben

Eigene Bilder der SNCR – Anlage BMK Lünen GmbH

Flowserve Steuerungs- & Regeltechnik http://www.flowserve.de/index.php?id=15

ABB Messtechnik http://www.abb.de/druck Krohne Messtechnik http://de.krohne.com

Bürkert GmbH & Co.KG http://bürkert.de

Wikipedia http://de.wikipedia.org/wiki/Rauchgasreinigung

38

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für Ihre Aufmerksamkeit

39

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