Ein voll regelbarer universeller Gasgenerator für die Wärmebehandlung∗

Abstract

Kurzfassung In diesem Beitrag stellen wir einen universellen Gasgenerator für Wärmebehandlung vor, welcher sowohl für die Durchflussrate als auch für die chemische Zusammensetzung vollständig regelbar ist. Dieser Generator wird in einem Zwei-Stufen-Prozess gesteuert. In einer ersten Stufe wird ein mathematisches Modell für den Prozess herangezogen, um die verschiedenen Reaktanden so zu dosieren, dass die erwünschte Durchflussrate und die chemische Zusammensetzung ungefähr erreicht werden. Die erhaltenen Resultate werden dann verfeinert und unter Einsatz einer klassischen PID-Regeleinrichtung gegen umgebungsbedingte Fluktuationen stabilisiert. Der Generator kann in zwei verschiedenen Arten regeln, erstens durch Methan-Aufbereitung und zweitens durch partielle Oxidation. Unter Einsatz eines Membran-Systems, das Anteile des Stickstoffgehaltes der Luft, die in das System eingebracht wird, entfernt, kann der CO-Gehalt des hergestellten Gases in größerem Maße erhöht werden als vergleichsweise in konventionellen Systemen. Dadurch können mit beiden Arbeitsweisen CO-Anteile, die von ∼0% bis ∼30% reichen, erzielt werden. Das steht im Vergleich zu den ∼17% CO (Methan-Aufbereitung) und ∼20% CO (partielle Oxidation), die in bisher üblichen Generatoren erreichbar sind. Auch können Durchflussraten in der Größenordnung von einigen Nm3/h bis zu einigen hundert Nm3/h erreicht werden.