CORSA - CO2 Reduzierung in Verbrennungsprozessen durch selbstoptimierende Systeme am Beispiel einer Sonder-Abfallverbrennungsanlage


 

Die Sonderabfallverbrennung ist ein Verfahren, bei dem feste, pastöse und flüssige Sonderabfälle, die in unterschiedlichen Verpackungen angeliefert werden, diskontinuierlich in einen Drehrohrofen eingebracht und dort bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1200 °C verbrannt werden. Bei Sonderabfällen mit sehr niedrigem Heizwert wird es notwendig, zusätzlich leichtes Heizöl zu verbrennen, um die Eigenschaften des Verbrennungsprozesses trotz der diskontinuierlichen Abfallzuführung möglichst konstant zu halten. Die bei diesem Prozess freiwerdende Energie wird ebenfalls zur Erzeugung von Fernwärme genutzt. Für den Verbrennungsprozess selbst und die anschließende Abgasreinigung müssen viele strenge Auflagen zur Sicherstellung des Umweltschutzes erfüllt werden (diese Anlage produziert ca. 250.000 t Kohlendioxid pro Jahr!). Aufgrund der unterschiedlichen und auch zeitlich schwankenden Heizwerte der diskontinuierlich anfallenden Abfälle gibt es bisher kein automatisches System zur Steuerung dieses komplexen Prozesses. Daher steuert der Anlagenbetreiber die Verbrennung manuell, was zwar sicher im Hinblick auf die Umweltanforderungen ist, aber leider oft suboptimal im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Fernwärmeerzeugung.

Das Hauptziel unseres Forschungsprojektes ist es daher, mit einer speziellen Videoaufzeichnungstechnik das Innere des Drehrohrofens direkt zu beobachten. Basierend auf diesen neuen und wertvollen Informationen wollen wir einen lernenden und selbstoptimierenden Ansatz entwickeln, um den Verbrennungsprozess im Hinblick auf beide Systemziele zu steuern: die Einhaltung der Umweltanforderungen einerseits und die Erhöhung des Wirkungsgrades andererseits.
Das Hauptaugenmerk der TU Ilmenau liegt auf dem zweiten Teil: der Realisierung der Informationsverarbeitung der visuellen Daten, um prozessrelevante Merkmale zu extrahieren, die den internen Zustand des Drehrohrofens beschreiben und schließlich deren Nutzung zur Steuerung und Optimierung des komplexen industriellen Prozesses.