Langzeituntersuchung zur stoffstromspezifischen Kalibrierung eines nahinfrarotgestützten Echtzeitanalyse-Systems

Auf Nahinfrarotspektroskopie basierende Echtzeitanalyse-Verfahren ermöglichen ein kontinuierliches Monitoring von Ersatzbrennstoff-Qualitäten. Für eine möglichst präzise Bestimmung der qualitätsrelevanten Parameter (z. B. Chlorgehalt, Heizwert) ist dabei eine stoffstromspezifische Kalibrierung bzw. Anpassung des Messsystems auf den zu analysierenden Stoffstrom notwendig. Im Rahmen von Langzeituntersuchungen in einer SBS®-Produktionsanlage wurden hierzu über einen Zeitraum von etwa einem Jahr sensorbasierte Echtzeitanalysedaten erhoben und mit den Laboranalysenwerten der Eigenüberwachung nach RAL-GZ 724 abgeglichen. Auf Basis der vorliegenden Vergleichswerte wurden verschiedene methodische Ansätze zur Kalibrierung entwickelt und getestet. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse werden aktuell u. a. bei der Erarbeitung eines Norm-Entwurfs zur Standardisierung des Verfahrens sowie für F&E-Arbeiten im strategischen EU-Projekt 'ReWaste 4.0' (Teilprojekt: Online/Ontime-Charakterisierung von gemischten Abfällen) genutzt.

Zu den größten Herausforderungen zählt es, aus heterogen Abfallgemischen Brennstoffe mit einer möglichst gleichbleibenden Qualität zu produzieren (Flamme 2006). Diese ist für eine effiziente Nutzung maßgeblich, wodurch der Qualitätssicherung eine große Bedeutung zukommt. Die Anforderungen an die Ersatzbrennstoffe ergeben sich sowohl aus genehmigungsrechtlichen Vorgaben der zuständigen Behörde als auch aus den verfahrenstechnischen Anforderungen der jeweiligen Verwertungsanlage (Krämer 2017). Eine Überprüfung der Brennstoffqualität erfolgt derzeit überwiegend durch chemisch-physikalische Laboranalysen. Da die Ergebnisse i. d. R. mit einer zeitlichen Verzögerung (von bis zu zwei Wochen) vorliegen, können EBS-Produzenten und -Verwerter nicht direkt auf kurzfristige Qualitätsveränderungen (z.
B. erhöhter Chlorgehalt) reagieren. Umfangreiche Untersuchungen mit Ersatzbrennstoffen aus unterschiedlichen Herkunftsbereichen und Aufbereitungstiefen haben ge-zeigt, dass mithilfe von nahinfrarotgestützten (NIR) Echtzeitanalysesystemen die Brennstoffqualität sensorbasiert und kontinuierlich bestimmt werden kann (Krämer et al. 2015), (Glorius et al. 2013), (Nowak et al. 2013). Das Messprinzip basiert dabei auf einer automatischen Materialerkennung und gleichzeitiger Flächenbestimmung. In Kombination mit empirisch erhobenen Daten, die im System hinterlegt sind (u. a. stoffgruppenspezifische Flächengewichte und mittlere Stoffkonzentrationen) können so z. B. der Gesamtchlorgehalt oder der Heizwert in Echtzeit berechnet und ausgegeben werden. Das bietet u. a. den Vorteil einer fortlaufenden Stoffstromüberwachung, die eine direkte Prozesskontrolle und Prozesssteuerung ermöglicht (Krämer & Flamme 2014).



Copyright: © Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben
Quelle: Recy & Depotech 2020 (November 2020)
Seiten: 6
Preis: € 3,00
Autor: M. Sc. Max Kölking
Prof. Dr.-Ing. Sabine Flamme
Dr. Ing. Thomas Glorius
S. Mayer
 
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