Reihenklemmen Emissionen vermindern: NOx-Messsystem dank Hebel schnell installiert

Wie kann verschiedenste Biomasse emissionsarm in Wärme oder elektrische Energie überführt werden? Dieser Frage hat sich ein Forschungsprojekt angenommen und diverse Feldmessungen durchgeführt. Für eine schnelle Installation der Messeinrichtungen kamen Reihenklemmen mit Hebel zum Einsatz.

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Bei der Biomasseverbrennung Emissionen vermindern, das ist das Ziel eines Verbundprojektes für die Prozessindustrie. Das „Scrcoat – Optimierung und Validierung von Verfahren zur kombinierten Reduktion von Feinstaub und sauren Schadgasen an Biomassefeuerungen“, welches vom Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert und vom deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ) koordiniert wird, stellte sich den vielfältigen Anforderungen, die hinter einer energetischen Nutzung von biogenen Rest- und Abfallstoffen standen. So sollte ein Verfahren entwickelt werden, das vorrangig an dezentralen, mit biogenen Rest- und Abfallstoffen betriebenen Feuerungsanlagen im kleinen bis mittleren Leistungsbereich bis 5 MW th wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Ziel war, ein kostengünstiges Verfahren zur kombinierten Reduktion von Feinstaub, Stickoxiden, HCl und SO2 sowie Dioxinen und Furanen zu entwickeln und zu erproben.

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Um die Projektziele überprüfen zu können, hat das Unternehmen A.P. Bioenergietechnik, Spezialist im Bereich der Verbrennung alternativer Biomasse, verschiedene Feldmessungen zur Verfahrensvalidierung durchgeführt. Zu Beginn machte sich das Unternehmen ein Standardvorgehen aus der Automobilbranche zu nutze: Der Lambdawert (λ-Wert) ist entscheidend für die Qualität der Verbrennung und gibt Auskunft über die Kraftstoffsättigung. Ist die Verbrennung im Motor übersättigt, entstehen erhöhte CO- und NOx-Werte. Durch die sogenannte Lambdaregelung mittels Lambdasonde können der Lambda- und damit auch der CO-Wert optimal eingestellt werden. Allerdings sind die NOx-Emissionen gerade bei Dieselautos im optimalen Lambdabereich sehr hoch, sodass zusätzlich eine katalytische Stickoxidminderung notwendig wird. Im Rahmen des Forschungsprojektes testete das A.P. Bioenergietechnik das Verfahren für die Feststoffverbrennung.

Messen & Prüfen

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Was die Messung bei Verbrennungsversuchen umfasst

In einem ersten Schritt wurden die Messeinrichtungen installiert, um Verbrennungsversuche durchführen zu können. Dazu zählen vielfältige Messungen und die Nachverfolgung der definierten Entwicklungsziele im Rahmen des Projekts. Umfangreiche Messeinrichtungen wurden dazu genutzt, um die Ergebnisse anschließend zu analysieren und zu speichern. Konnte die definierte NOx-Reduzierung erreicht werden? Wie steht es um die Emissionsminderungen? Diese und viele weitere Fragen standen im Mittelpunkt der Testphase. Der entscheidende Aspekt: die optimierte Verbrennung von wechselnden Brennstoffen.

„Bekannt sind meistens drei Sonden: die Lambdasonde, Temperatursonde und die Drucksonde. Aber auch der Stickoxid- bzw. NOx-Wert ist entscheidend für die Qualität der Verbrennung – z. B. auch in der Automobilbranche. Wir übertragen den Wert nun auf die Feststoffverbrennung. Das ist eine Innovation, bei der auch das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF mit der Entwicklung eines NOx-Messsystems beteiligt ist“, beschreibt Uli Dobler, Vertrieb und Marketing bei A.P. Bioenergietechnik.

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Wenn ein Stromspeicher zum Klimaschützer wird

Die Signale, die die Sonde übermittelt, müssen im Anschluss sinnvoll zu Informationen verarbeitet werden. Das bedeutet: Die richtigen Daten müssen herausgefiltert und in einer bestimmten Logik aufbereitet werden. Anschließend können die Daten z. B. in der Wago Cloud abgespeichert werden. Die Sensoren sind smart und verfügen über eine Kommunikationsschnittstelle. Hier kommen die Wago Reihenklemmen Topjob S mit Hebel ins Spiel: Sie fungieren als Schnittstelle zu den Messdaten. Die Reihenklemmen sind in Smart-Connected-Sensoren für die Prozessindustrie verbaut. Kurz zusammengefasst: ein Stickoxid- und Sauerstoffsonden-Messsystem für Verbrennungsanlagen.

NOx-Sonden einfach mit Reihenklemmen installieren

Die Sonden verfügen über Adapterkabel, worüber bei dem Messsystem vor Ort zwei Sensoren angeschlossen werden. Die Wago Reihenklemmen koppeln die Sonden mit dem Wago Controller PFC200 zur intelligenten Weiterverarbeitung der Signale. Die Visualisierung und Bedienung der Sensoren erfolgt über das Wago Web Panel und über die Wago App auf mobilen Endgeräten.

„Für den einfachen und schnellen Anschluss der NOx-Sonden und der Spannungsversorgung werden die Reihenklemmen Topjob S mit Hebel und Drücker installiert, sodass man zur Installation des NOx-Messsystems kein Spezialwerkzeug benötigt. Die Klemmen und die Geräte können dann einfach mit dem Wago Smart Printer beschriftet werden“, sagt Dobler. Gerade vor dem Hintergrund des An- und Abklemmens bieten die Reihenklemmen Topjob S mit Hebel Vorteile, da die Verdrahtung schneller und ohne Werkzeug gelingt.

Reihenklemmen

Für sauberes Trinkwasser: Anlage filtert Mikroplastik heraus

Das Forschungsprojekt Scrcoat bietet auch hinsichtlich schärferer NOx-Vorgaben einen wichtigen Lösungsansatz und nächste Schritte hin zu einer smarten Prozessindustrie 4.0. Denn das zunehmende Umweltbewusstsein und die Kenntnis über die endlichen Reserven von fossilen Energieträgern sorgt für ein Umdenken bei den Verantwortlichen der Industrie und der öffentlichen Hand, wie auch den Betreibern größerer Gebäudekomplexe.

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