Anwendung der Thermochromie zur Bestimmung der Temperatur im Müllbett von Abfallverbrennungsanlagen

Abstract

Die thermische Abfallbehandlung stellt die primäre Methode zur Verwertung von Abfallstoffen dar, die keiner stofflichen Wiederverwendung zugeführt werden können. Dabei fndet die Verbrennung in Rostfeuerungen eine weite Verbreitung.Um eine bestmögliche Verwertung zu gewährleisten und die Schadstoffemission zu minimieren, ist eine möglichst genaue Überwachung der Parameter des Feuerungsprozesses zu gewährleisten.Im Zuge dieser Arbeit sollte eine neue Methode entwickelt werden, einen dieser Parameter, die Spitzentemperatur im Müllbett, zu messen. Die Methode beruht dabei auf der Aufzeichnung der Spitzentemperatur eines Körpers beim Durchlaufen des Rostes von der Aufgabe mit dem Müll bis zur Entnahme mit der Schlacke.Dabei sollte dies aufbauend auf dem Prinzip der irreversiblen Thermochromie erfolgen. Dafür wurden Laborversuche zur Überprüfung der thermochromen Eigenschaften von dafür geeigneten Lacken vorgenommen und eine Routine zur automatischen Auswertung des Farbumschlages erstellt.Des weiteren wurden verschiedene Probenkörper für den Einsatz bei der Messung in einer Müllverbrennung entwickelt und gebaut. Diese wurden sowohl im Labor wie auch in weiterer Folge die gesamte Messmethode in eine MVA getestet. Dabei wurde die grundsätzliche Eignung der Messung zur Bestimmung der Spitzentemperatur im Müllbett überprüft.Es kam Problemen beim Einsatz von 2 Probenkörperdesigns. Dabei lieÿen sich unerwünschte Verfärbungen der Lacke, die eine Auswertung erschwerten bzw. verhinderten feststellen. Ein 3. Probenkörperdesign lieferte ausreichend gute Ergebnisse um die Eignung der Messmethode zu betätigen wie auch die gemessenen Spitzentemperaturen mit Ergebnissen aus der Literatur zuvalidieren. Dabei erreichten in 26% der Messungen eine Spitzentemperatur zwischen 447°C und 630°C, der Rest der Messungen erreichte eine Spitzentemperatur von 630°C oder höher.

The thermal waste treatment provides the primary method for the treatment of waste, which could not be attributed to any material reuse. For this, the incinteration on moving grates fnds a wide spread.In order to maximize the recoverd energy and to minimize the emission of pollutants, the accuratemonitoring of the incinertion process is to ensure. In this work, a new method should bedeveloped to measure the peak temperature in the waste bed. The method relies on recording thepeak temperature of a probe when running through the incinteration on the grate. This shouldbe based on the principle of irreversible thermochromy.Laboratory experiments have been made to test the thermochromic properties of suitable paintsand create a routine for automatic evaluation of the colorchange. In addition, various probes forthe measurement were developed and built. The entire measurement method was further testetin a municipal waste incineration plant. The basic suitablility of the measurement method forthe peak temperature in the bed was to examined.There were problems with 2 probe designs. Unwanted discoloration of the paints was observed,which complicates and even prevents an evaluation. A 3rd probe design provided sucientlygood results to conrm the suitability of the measurement method as well as validate the measuredpeak temperatures with ndings from the literature. In 26% of the measurements, a peaktemperature between 447 ° C and 630 ° C was reached, the rest of the measurements reach apeak temperature of 630 ° C or higher.