Bauteil 136: Emissionsanzeige

Vorgaben

Leitungsanschlüsse
1	Logikleitung (Verbindung zum gemessenen Strom)
2	Logikleitung (H = Wert des berechneten maximalen Taupunkts)

Allgemeines Vorgabewerte Verwendete Physik Bauteilform Beispiel

Allgemeines

Bauteil 136 bestimmt den Wassertaupunkt sowie mehrere Säuretaupunkte aus der Zusammensetzung des über die Logikleitung am Anschluss 1 verbundenen Stroms. Der maximale Taupunkt, der sich aus den Gleichungen für alle beteiligten Flüssigkeiten ergibt, kann von einer Logikleitung am Anschluss 2 gelesen werden, beispielsweise um als Eingabewert für einen Regler zu dienen. Die Emissionsanzeige ermöglicht die Berechnung der Emissionen der verschiedenen gasförmigen Komponenten basierend auf einer benutzerdefinierten Basis für den Sauerstoff- und Wassergehalt des Gases unter Referenzbedingungen.

Vorgabewerte

SO2SO3CONV	Umwandlung SO2 in SO3 (Molverhältnis von Schwefeltrioxid zur Eintrittsmenge an Schwefeldioxid)
FH2SO4	Methode zur Berechnung des Schwefelsäuretaupunkts Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Höchster berechneter Taupunkt =1: Gewichteter Taupunkt
WACDVER	Gewicht für Schwefelsäuretaupunkt Verhoff und Banchero (1974)
WACDZAR	Gewicht für Schwefelsäuretaupunkt ZareNezhad (2009)
WACDHAA	Gewicht für Schwefelsäuretaupunkt Haase
WACDABB	Gewicht für Schwefelsäuretaupunkt ABB
WACDMAR	Gewicht für Schwefelsäuretaupunkt Martin
WACDOKK	Gewicht für Schwefelsäuretaupunkt Okkes (1987)
FNORMO2	Auf O2-Referenzkonzentration skalieren (Methodenauswahl) Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Aktuelle O2-Konzentration beibehalten (keine Skalierung) =1: Auf molare O2-Konzentration aus Modelleinstellungen skalieren =2: Auf molare O2-Konzentration im Vorgabewert O2REF skalieren =3: Auf trockene molare O2-Konzentration aus Modelleinstellungen skalieren =4: Auf trockene molare O2-Konzentration im Vorgabewert O2REF skalieren =5: Aktuelle O2-Konzentration beibehalten, auf trockene Basis skalieren
O2REF	Referenz-O2-Konzentration (molar)
FUNIT	Bezugsgröße für Emissionskonzentration Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Masse pro Normvolumen ( nach DIN 1343 bei 0°C/32F und 1 atm/1013.25 mbar/14.969 psia) =1: Volumenanteil

Ergebnisse

ACDEWVER	Schwefelsäuretaupunkt nach Verhoff and Banchero (1974)
ACDEWZAR	Schwefelsäuretaupunkt nach ZareNezhad
ACDEWHAA	Schwefelsäuretaupunkt nach Haase
ACDEWABB	Schwefelsäuretaupunkt nach ABB
ACDEWMAR	Schwefelsäuretaupunkt nach Martin
ACDEWOKK	Schwefelsäuretaupunkt nach Okkes (1987)
ACDEWH2SO4	Schwefelsäuretaupunkt (berechnet gemäß Methode FH2SO4)
ACDEWH2SO3	Taupunkt für Schwefelige Säure
ACDEWHNO3	Salpetersäuretaupunkt
ACDEWHCL	Salzsäuretaupunkt
TDEW	Wassertaupunkt
ACDEWMAX	Maximale Taupunktstemperatur (für alle Flüssigkeiten, wird auf die Enthalpie der Logikleitung auf Anschluss 2 geschrieben)
M_i	Massenstrom der Komponente i (i= CO2, CO, SO2, NO, NO2, N2O, NH3, H2O, HCl)
Y_i	Konzentration der Komponente i (i= CO2, CO, SO2, NO, NO2, N2O, NH3, H2O, HCl)

Verwendete Physik

Taupunktsberechnung

Dir Formeln zur Berechnung der Taupunkte verschiedener Säuren sind nachfolgend angegeben, wobei mit T der Säuretaupunkt in Kelvin und mit P der Partialdruck der entsprechenden Rauchgassubstanz in mm HG (Torr) bezeichnet sind.

Schwefelsäuretaupunkt nach Verhoff und Banchero (1974):

Der Partialdruck für Schwefeltrioxid SO3, welches in EBSILON nicht als Stoffanteil geführt wird, wird dabei über die Benutzereingabe SO2SO3CONV für die Umwandlung von SO2 zu SO3 als Produkt dieses Vorgabewerts mit dem Molanteil von Schwefeldioxid in der Leitung und dem Druck in der Leitung berechnet. In der Literatur finden sich für diese Umwandlungsrate Werte im Bereich von 0,1 bis 4% abhängig vom Brennstofftyp, deshalb wird in EBSILON als sicherer Ersatzwert ein Wert von 4% angesetzt. Bei Vorgabe von SO2SO3CONV gleich null wird die Gleichung für den Schwefelsäuretaupunkt nicht ausgewertet und der Taupunkt im Ergebnis auf 0°C gesetzt, da sich bei Fehlen von SO3 im Gas auch keine Schwefelsäure bilden kann.

Alternativ zur Gleichung nach Verhoff und Banchero werden im Bauteil 136 fünf weitere Gleichungen für den Schwefelsäuretaupunkt ausgewertet, alle auf Basis der Zusammensetzung jenes Gasstroms, der über die Logikleitung an Anschluss 1 verbunden ist. Es sind dies die Gleichungen nach ZareNezhad (2009), Haase, ABB, Martin und Okkes (1987).

In der Einstellung für die Methode FH2SO4 kann der Benutzer festlegen, ob als Ergebnis für den Schwefelsäuretaupunkt (Ergebniswert ACDEWH2SO4) das Maximum aller ausgewerteten Taupunktsgleichungen gesetzt wird, oder ob ein gewichteter Mittelwert einer Auswahl berechnet wird, die mittels der angegebenen Gewichtungsfaktoren berechnet wird. Die letztere Funktionalität kann dazu verwendet werden, ausschließlich eine bestimmte Gleichung auszuwählen, indem deren Faktor auf 1 und alle übrigen Gewichtungsfaktoren gleich null gesetzt werden.

Taupunkt der SChwefeligen Säure nach Yen Hsiung Kiang (1981):

Salpetersäuretaupunkt nach Yen Hsiung Kiang (1981):

Salzsäuretaupunkt nach Yen Hsiung Kiang (1981):

Damit der maximale berechnete Taupunkt in Regelalgorithmen im Modell während der Laufzeit übernommen werden kann, wird der Maximalwert aller aktiven Gleichungen (d.h. für den Schwefelsäuretaupunkt jener Wert, der gemäß Methode FH2SO4 definiert wurde) auf dem Enthalpiewert der Logikleitung am Anschluss 2 ausgegeben, um z.B. mit einem definierten Offset als Zielwert für einen Regler für die Speisewassereintrittstemperatur in den kältesten Vorwärmer zu dienen. Dieser Maximalwert wird am Ende der Berechnung auch in den Ergebniswert ACDEWMAX geschrieben.

Emissionsberechnung

In der Emissionsberechnung werden die Massenanteile der Komponenten Kohlendioxid (CO2), Kohlenmonoxid (CO), Schwefeldioxid (SO2), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2), Lachgas (N2O), Ammoniak (NH3), Wasser (H2O) und Salzsäure (HCl) in eine benutzerdefinierte Maßeinheit für die Konzentration (wählbar in der Methode FUNIT mit benutzerdefinierter Referenzsauerstoffkonzentration über die Methode FNORMO2) umgerechnet. Der Referenzzustand für das Normvolumen für die Emissionsberechnungen ist 0 ° C (32 F) und 1 atm (1013,25 mbar, 14,696 psia) gemäß DIN 1343.

Wichtige Anmerkung: Obwohl sich die Maßeinheit für die Ergebniswerte der Emissionsanzeige sofort nach Einstellung der Maßeinheit für die Konzentration (Methode FUNIT) ändert, MUSS das Modell exekutiert werden, damit korrekte Emissionswerte berechnet werden, da diese Variablen erst auf Basis der aktuellen Einstellungen für die Vorgaben FNORMO2, O2REF und FUNIT während der Exekution des Modells ermittelt werden können.

Literatur

Verhoff and Banchero (1974)

Verhoff, F.H., and Banchero, J.T., "Predicting dewpoints of flue gases," Chemical Engineering Progress, Vol. 70 (1974), pp. 71-72

ZareNezhad (2009)

ZareNezhad, B., “New correlation predicts flue gas sulfuric acid dew points”, Oil&Gas Journal, Vol. 107 (35), 60-63, 2009

Okkes (1987)

Okkes, A.G., "Get acid dewpoint of flue gas," Hydrocarbon Processing, Vol. 7 (1987), pp. 53-55

Yen Hsiung Kiang (1981)

Yen Hsiung Kiang, "Predicting Dew points of Gases", Chemical Engineering Vol. 88, Issue 3 (1981), p. 127

Bauteilform

	Form 1

Beispiel

KLicken Sie hier >> Bauteil 136 Demo << um ein Beispiel zu laden.

Impressum Disclaimer