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Leitfaden zur vollständigen Gasdetektion in Abfallverbrennungsanlagen: Zwei Kernindikatoren zur Überprüfung der vollständigen Verbrennung

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1.Von der Abfallannahme bis zur Ascheentsorgung: Eine vollständige Aufschlüsselung der Notwendigkeit der Gasdetektion während des gesamten Verbrennungsprozesses

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Einleitung
Die Verbrennung fester Siedlungsabfälle ist der wichtigste Ansatz für die Reduzierung von Siedlungsabfällen, die unschädliche Behandlung und die Rückgewinnung von Ressourcen. Durch Hochtemperaturverbrennung wird der Abfall in Schlacke und thermische Energie umgewandelt, die auch zur Erzeugung von Abwärme genutzt werden kann. Die größte Herausforderung bei der Verbrennung besteht jedoch darin, die Verbrennungsbedingungen stabil zu steuern und eine vollständige Verbrennung zu gewährleisten. Eine unvollständige Verbrennung verringert nicht nur die Effizienz der Wärmenutzung und treibt die Betriebskosten in die Höhe, sondern führt auch zu übermäßigen Emissionen von Schadstoffen wie Kohlenmonoxid und Dioxinen und birgt sogar das Sicherheitsrisiko einer Verpuffung, die durch die Ansammlung von brennbaren Gasen verursacht wird.
Der Nachweis der Gaszusammensetzung ist die direkteste und empfindlichste Methode zur Beurteilung des Verbrennungszustands und wird auch in der Norm für die Kontrolle der Umweltverschmutzung bei der Verbrennung fester Siedlungsabfälle (GB 18485-2014) zwingend gefordert. In diesem Artikel wird der gesamte Abfallverbrennungsprozess dargestellt, die zentrale Rolle der Gasdetektion bei der Verbrennungskontrolle und dem Sicherheitsschutz erläutert und angemessene Konfigurationsschemata für verschiedene Szenarien vorgestellt.

I. Vollständiger Prozessablauf der Verbrennung fester Siedlungsabfälle
Eine typische Verbrennungsanlage für feste Siedlungsabfälle besteht aus 6 Kernkomponenten, die jeweils unterschiedlichen Gasumgebungen und Risikopunkten entsprechen:
1. Abfallannahme und -lagerung
Die Abfälle werden gewogen und in eine geschlossene Abfallgrube verbracht, wo sie 3-7 Tage lang anaerob vergären, um das Sickerwasser auszulaugen und ihren Heizwert zu verbessern. Bei der anaeroben Vergärung von Abfällen in der Grube entstehen kontinuierlich Gase wie Methan (CH₄) und Schwefelwasserstoff (H₂S), was sie zu einem Hochrisikobereich für Explosions- und Vergiftungsunfälle macht.
2. Beschickung und Verbrennung im Ofen
Die vergorenen Abfälle werden mit einem Abfallgreiferkran in einen Trichter gefüllt, der dann über einen Schieber in den Ofen befördert wird. Der Ofen ist nacheinander in eine Trocknungszone, eine Verbrennungszone und eine Ausbrandzone unterteilt. Die Abfälle müssen mindestens 2 Sekunden lang in einer Hochtemperaturumgebung von über 850 °C verbleiben, um die vollständige Zersetzung und Verbrennung der organischen Stoffe zu gewährleisten.
3. Nutzung der Abwärme
Hochtemperatur-Rauchgas wird in den Abhitzekessel geleitet, um Wasser zu erhitzen und Dampf für die Strom- oder Wärmeerzeugung zu erzeugen. In diesem Stadium sinkt die Temperatur des Rauchgases erheblich.
4. Rauchgasreinigung
Das Rauchgas durchläuft nacheinander Aufbereitungsprozesse wie Entsäuerung, Entstickung, Aktivkohleadsorption und Sackhausentstaubung, um verschiedene Schadstoffe zu entfernen, bevor es normgerecht abgeleitet wird.
5. Aschesammlung und -entsorgung
Die am Ofenboden anfallende Schlacke wird nach der Wasserkühlung gesammelt und kann als Ressource genutzt werden. Die bei der Rauchgasreinigung anfallende Flugasche wird stabilisiert und gemäß den Vorschriften für gefährliche Abfälle entsorgt.
6. Nebenanlagen
Dazu gehören Sickerwasseraufbereitungsstationen, Ammoniaklager, Bereiche für verbrennungsunterstützendes Heizöl usw. Jeder Bereich birgt unterschiedliche Risiken durch giftige, schädliche, brennbare und explosive Gase.

II. Gasdetektion: Die wichtigste Grundlage für die Beurteilung der Vollständigkeit der Verbrennung
Das Wesen der Abfallverbrennung ist die Oxidationsreaktion organischer Stoffe bei hohen Temperaturen. Im Idealfall einer vollständigen Verbrennung werden die Kohlenstoff- und Wasserstoffelemente im Abfall vollständig in Kohlendioxid und Wasser umgewandelt, wobei die gesamte Wärmeenergie freigesetzt wird. Im tatsächlichen Betrieb kommt es jedoch aufgrund von Faktoren wie schwankender Abfallzusammensetzung, ungünstiger Luftverteilung, unzureichender Ofentemperatur und unzureichender turbulenter Durchmischung zu einer unvollständigen Verbrennung unterschiedlichen Ausmaßes.
Von den in der Industrie anerkannten "3T+E"-Verbrennungskontrollprinzipien (Temperatur, Zeit, Turbulenz, Luftüberschuss) müssen sowohl der Luftüberschusskoeffizient als auch die Vollständigkeit der Verbrennung direkt durch die Gaskonzentration quantifiziert werden. Wenn man sich nur auf Parameter wie die Ofentemperatur und den Unterdruck im Ofen verlässt, kann man den tatsächlichen Verbrennungszustand nicht genau wiedergeben, und die Gasdetektion ist die direkteste Beurteilungsmethode.
Kernindikator 1: Kohlenmonoxid (CO) - der "Goldstandard" für den Wirkungsgrad der Verbrennung
Generation Prinzip: Wenn die Sauerstoffzufuhr unzureichend, die Ofentemperatur niedrig oder die Verweilzeit des Rauchgases unzureichend ist, kann organischer Kohlenstoff nicht vollständig zu Kohlendioxid (CO₂) oxidiert werden, und es entsteht Kohlenmonoxid (CO). Unverbrannte flüchtige Stoffe enthalten ebenfalls CO und werden mit dem Rauchgas abgeleitet.
Indicator Bedeutung: Die CO-Konzentration ist der direkteste Gradmesser für die Vollständigkeit der Verbrennung. Ein kontinuierlicher Anstieg der Konzentration deutet auf eine Verschlechterung der Verbrennungsbedingungen hin, was nicht nur die Effizienz der Wärmenutzung mindert, sondern auch mit einem erheblichen Anstieg der Erzeugung hochgiftiger Schadstoffe wie Dioxine und VOC einhergeht. Eine stabile niedrige Konzentration weist auf eine vollständige Verbrennung und stabile Betriebsbedingungen hin.
Compliance Anforderung: Gemäß der Norm für die Kontrolle der Verbrennung fester Siedlungsabfälle (GB 18485-2014) darf der 1-Stunden-Durchschnittswert von Kohlenmonoxid im Rauchgas von Verbrennungsanlagen 100 mg/m³ nicht überschreiten; dies ist ein Kernindikator der roten Linie für die Bewertung des Umweltschutzes.
Kernindikator 2: Sauerstoff (O₂) - Schlüsselreferenz für die Rationalität der Luftverteilung
Detection Bedeutung: Sauerstoff ist eine notwendige Voraussetzung für die Verbrennung, und der Luftüberschusskoeffizient bestimmt direkt die Vollständigkeit der Verbrennung und den thermischen Wirkungsgrad.
Indicator Bedeutung: Ist die O₂-Konzentration zu niedrig (<6%VOL), deutet dies auf eine unzureichende Gesamtsauerstoffversorgung hin, die unweigerlich mit einer erhöhten CO-Konzentration und einer unvollständigen Verbrennung einhergeht. Ist die O₂-Konzentration zu hoch (>10%VOL), deutet dies auf eine zu hohe Luftzufuhr hin. Eine große Menge kalter Luft, die in den Ofen gelangt, entzieht Wärme, senkt die Ofentemperatur und ist einer stabilen Verbrennung nicht förderlich. Gleichzeitig erhöht sich der Energieverbrauch des Saugzuggebläses und die Belastung durch die Rauchgasreinigung.
Reasonable Regelbereich: Die Industrie regelt üblicherweise mit 6%~10%VOL, was nicht nur eine vollständige Verbrennung gewährleisten kann, sondern auch den Wärmeverlust des Rauchgases in einem vernünftigen Rahmen hält.
Zusätzliche Detektion für die Sicherheit
Neben der Kontrolle der Verbrennungsbedingungen ist auch die Gaserkennung eine notwendige Garantie für eine sichere Produktion. Methan (brennbar) und Schwefelwasserstoff (giftig) in Abfallgruben, giftige und schädliche Gase in Sickerwasserstationen, Ammoniakleckagen in Ammoniakbereichen sowie Sauerstoffmangel und Risiken durch giftige Gase bei Arbeiten in geschlossenen Räumen müssen durch Gasdetektion im Voraus erkannt werden, um Unfälle zu vermeiden.

III. Gängige Detektionsgeräte und Konfigurationsmethoden
Bei der Gasdetektion in Müllverbrennungsanlagen wird in der Regel eine Kombination aus stationärer Dauerüberwachung und mobiler Inspektion eingesetzt, um den Anforderungen verschiedener Szenarien gerecht zu werden.
1. Fest installierte Gasdetektoren
Application Szenarien: Installation an festen Punkten für eine ununterbrochene 24-Stunden-Überwachung. Die Daten können in Echtzeit in das automatische Kontrollsystem der Anlage hochgeladen werden. Wenn die Konzentration die Norm überschreitet, wird automatisch ein akustischer und optischer Alarm ausgelöst, der auch mit Notfalleinrichtungen wie Lüftungs- und Absperrvorrichtungen verbunden werden kann.
Key Einbauorte: Hauptschornstein am Ofenausgang (CO, O₂, zur Überwachung der Verbrennungsbedingungen), über der Abfalllagergrube (CH₄, H₂S, zur Verhinderung von Verpuffungen und Vergiftungen), Sickerwassersammelbereich, Ammoniaklagerbereich, Ascheentladungsraum usw.
Recommended Ausrüstung: Fest installiertes MST F100 von MAIYA SENSOR. Es unterstützt anpassbare Einzelgase. Es ist in den Versionen 0-40mA und RS485-Protokoll erhältlich. Mit einem passenden Steuergerät kann es nahtlos in das automatische Steuerungssystem der Anlage integriert werden. Die Leiterplatte ist mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen, und die Sonde ist mit einer Filtermembran ausgestattet, die Korrosion wirksam verhindern und die Lebensdauer des Geräts verlängern kann.
2. Tragbare Gasdetektoren
Application Szenarien: Mobile Szenarien wie die tägliche Anlageninspektion, die Wartung von Geräten, die Erkennung von Lecks vor dem Betrieb in geschlossenen Räumen und die Lecksuche im Notfall.
Two Gängige Typen:
oDiffusionsdetektoren: Kompakte Größe, geeignet zum Tragen bei täglichen Patrouillen zur Überwachung der Gaskonzentration in der Umgebung in Echtzeit.
oDetektoren mit Pumpenansaugung: Sie sind mit einer Probenahmepumpe ausgestattet und können mit verlängerten Probenahmeschläuchen verwendet werden. Damit können Gasproben aus tiefen Bereichen entnommen werden, ohne dass das Personal gefährliche Räume betreten muss, und es eignet sich für die geschichtete Detektion vor Einsätzen in geschlossenen Räumen.
Recommended Ausrüstung: Die tragbaren Multigasdetektoren MST 410 (Diffusionstyp) und MST 410P (Pump-Saug-Typ) von MAIYA SENSOR. Sie ermöglichen eine flexible Anpassung von Multigas-Kombinationen an unterschiedliche Anforderungen, wie z. B. tägliche Inspektionen und Einsätze in geschlossenen Räumen. Das MST 410P ist außerdem mit einem Schwimmer und einem Schlauch ausgestattet, was die Gasdetektion in unterirdischen Bohrlöchern oder in Umgebungen mit Wasseransammlungen erleichtert.

IV. Grundprinzipien der Gasdetektionskonfiguration
1. Priorisierung der Arbeitsbedingungen, Gewährleistung der Sicherheit als oberstes Gebot
Die Überwachung der CO- und O₂-Verbrennungsbedingungen am Ofenausgang hat Vorrang, denn sie ist das Kernstück der Einhaltung von Umweltvorschriften und der Betriebsoptimierung. Decken Sie gleichzeitig Hochrisikobereiche wie Abfallbehälter, beengte Räume und Lagerbereiche für gefährliche Chemikalien ab, so dass keine blinden Flecken entstehen.
2. Komplementäre stationäre und mobile Lösungen
Fest installierte Geräte ermöglichen eine kontinuierliche Überwachung bei jedem Wetter, während tragbare Geräte mobile Szenarien wie Inspektion, Wartung und Notfallmaßnahmen abdecken. Die Kombination der beiden Systeme bildet ein komplettes Gassicherheitsschutzsystem.
3. Anpassung an die Arbeitsbedingungen, regelmäßige Kalibrierung
Wählen Sie Geräte mit den entsprechenden Schutzstufen entsprechend den Temperatur-, Staub- und Feuchtigkeitsbedingungen an verschiedenen Stellen. Kalibrieren Sie die Sensoren regelmäßig gemäß den Spezifikationen, um genaue und zuverlässige Messdaten zu gewährleisten.

Warme Warnung
Die Verbrennungskontrolle bei der Abfallverbrennung steht in direktem Zusammenhang mit der Einhaltung von Umweltauflagen, den Energieverbrauchskosten und der Produktionssicherheit, und die Gasdetektion ist die direkteste und wirksamste Kontrollmethode. Es wird empfohlen, dass die Betreiber die CO- und O₂-Konzentrationen mit Parametern wie der Ofentemperatur und dem Unterdruck für die Analyse kombinieren und die Luftverteilung und die Zufuhrrate genau anpassen, um eine stabile und vollständige Verbrennung zu erreichen.
Bei allen Arbeiten in geschlossenen Räumen muss das Verfahren "erst lüften, dann detektieren und schließlich arbeiten" strikt eingehalten werden. Das Personal muss während des gesamten Einsatzes tragbare Gasdetektoren mit sich führen, um Sicherheitsunfälle zu vermeiden.

Interaktiver Leitfaden
Hat Ihre Müllverbrennungsanlage Fragen zur Optimierung der Verbrennungsbedingungen oder zur Konfiguration der Gasmessstellen? Hinterlassen Sie einfach eine Nachricht im Kommentarbereich, um mit anderen Fachleuten aus der Branche zu diskutieren.