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Die vorliegende Erfindung betrifft die Überwachung von Abgasreinigungsanlagen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein computerimplementiertes Verfahren und ein Datenverarbeitungssystem zur Überwachung einer Abgasreinigungsanlage hinsichtlich Lösemittelbeladung selbst.
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Abgasreinigungsanlagen werden verwendet, um einen Abgasstrom bzw. einen Abluftstrom zu reinigen, d.h. einen oder mehrere Schadstoffe zumindest teilweise aus dem Abgas- bzw. Abluftstrom zu entfernen. Um einen ordnungsgemäßen Betrieb der Abgasreinigungsanlagen sicherstellen bzw. überwachen zu können, ist es von Interesse, das Verhalten der Abgasreinigungsanlagen hinsichtlich des bzw. der aus dem Abgasstrom zu entfernenden Schadstoffe zu kennen. Die genaue Menge an Schadstoffen, die der Abgasreinigungsanlage zugeführt bzw. von der Abgasreinigungsanlage abgeführt wird, ist für gewöhnlich nicht bekannt, so dass keine genaue Charakterisierung der Abgasreinigungsanlage erfolgen kann.
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Beispielhafte Systeme zur Überwachung von Abgasreinigungsanlagen werden z.B. in den Druckschriften
CN 207137628 U ,
US 2018/0258873 A1 ,
US 2018/0311609 A1 ,
US 2018/0230885 A1 ,
US 2017/0241364 A1 ,
US 2017/0002706 A1 ,
US 2015/0139860 A1 und
CN 206990525 U vorgeschlagen.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Möglichkeit zur Überwachung von Abgasreinigungsanlagen hinsichtlich der Lösemittelbeladung ihr zugeführter und von ihr abgeführter Abgasströme bereitzustellen.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein computerimplementiertes Verfahren und ein Datenverarbeitungssystem zur Überwachung zumindest einer Abgasreinigungsanlage hinsichtlich der Lösemittelbeladung ihr zugeführter und von ihr abgeführter Abgasströme gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Aspekte sowie Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie in den Figuren beschrieben.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zur Überwachung (zumindest) einer Abgasreinigungsanlage hinsichtlich der Schadstoffbeladung ihr zugeführter und/oder von ihr abgeführter Abgasströme. Eine Abgasreinigungsanlage ist eine Anlage, die Verunreinigungen bzw. einen oder mehrere Schadstoffe aus einem zugeführten Abgasstrom bzw. Abluftstrom entfernt, so dass ein gereinigter Abgasstrom von der Abgasreinigungsanlage fortgeleitet werden kann. Das von der Abgasreinigungsanlage fortgeleitete, gereinigte Abgas wird vielfach auch als Reingas bezeichnet. Der zu reinigende Abgasstrom bzw. Abluftstrom, der der Abgasreinigungsanlage zugeführt wird, kann beispielsweise von einer Industrieanlage oder einem industriellen Prozess etwa der chemischen, petrochemischen, pharmazeutischen oder lösemittelverarbeitenden Industrie stammen. Ein Schadstoff kann dabei als ein Stoff verstanden werden, der beim Auftreten in einer gewissen Menge bzw. Konzentration Pflanzen, Tieren, Menschen und/oder der Umwelt schadet. Entsprechend kann die Reinigung des Abgas- bzw. Abluftstroms z.B. eine Entgiftung, eine Entstickung, eine Entsäuerung, eine Entschwefelung, eine Entstaubung oder eine Kombination davon umfassen. Beispielsweise können durch die Abgasreinigungsanlage organische und/oder anorganische Schadstoffe aus dem Abgas- bzw. Abluftstrom entfernt werden. Mittels einer Abgasreinigungsanlage können z.B. organische und/oder anorganische Lösemittel, Stickoxide (NOx), Schwefeloxide (SOx), Fluorwasserstoff (HF), Ammoniak (NH3), Chlorwasserstoff (HCl), Dioxine, Furane bzw. Schadstoffe der Grundstruktur CxHyOz (C bezeichnet Kohlenstoff; H bezeichnet Wasserstoff; O bezeichnet Sauerstoff; x, y und z sind natürliche Zahlen) aus dem Abgas- bzw. Abluftstrom entfernt werden.
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Zur Reinigung des Abgas- bzw. Abluftstroms kann die Abgasreinigungsanlage verschiedene Verfahren benutzen. Beispielsweise kann die Abgasreinigungsanlage an sich bekannte Aufkonzentrationsverfahren (z.B. mittels Absorption, Adsorption oder Membranen), Kondensationsverfahren, katalytische Verfahren, nichtkatalytisch-chemische Verfahren, Verfahren unter Verwendung eines nicht-thermischen Plasmas (kalte Oxidation), biologische Verfahren (z.B. Biowäscher, Biofilter), mechanische Verfahren, elektromechanische Verfahren, thermische Verfahren oder eine Kombination mehrerer der vorgenannten Verfahren nutzen. Eine Abgasreinigungsanlage, die ein katalytisches Verfahren nutzt, kann z.B. monolythische Katalysatorelemente und/oder katalytisch aktivierte Filterelemente (z.B. keramische Filterkerzen oder Tuchfilter) für die Reinigung des Abgas- bzw. Abluftstroms aufweisen. Eine Abgasreinigungsanlage, die ein thermisches Verfahren nutzt, kann den Abgas- bzw. Abluftstrom z.B. über rekuperativ-thermische Nachverbrennung (TNV), regenerativ-thermische Nachverbrennung (RNV; engl. regenerative thermal oxidation, RTO), thermische Nachverbrennung als direkte Feuerung mit anschließender Abwärmenutzung oder mittels Substitution der Verbrennungsluft einer Prozesswärmeerzeugungseinrichtung durch den Abgas- bzw. Abluftstrom reinigen. Alternativ oder ergänzend kann die Abgasreinigungsanlage zur (weiteren) Abgasreinigung auch Abscheideprozesse in Zyklonabscheidern, Filtervorrichtungen, Elektrofiltern und/oder Wäschern nutzen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ein Abrufen von Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage aus einer Datenwolke (engl. cloud storage bzw. cloud computing). Eine Datenwolke bezeichnet die Bereitstellung von IT-Infrastruktur wie beispielsweise Speicherplatz, Rechenleistung oder Anwendungssoftware als gehostete Dienste über das Internet und/oder zumindest ein Intranet. Die Datenwolke kann dabei gemäß Ausführungsbeispielen auch aus mehreren Instanzen von (Sub-)Datenwolken aufgebaut sein bzw. mehrere Instanzen von (Sub-)Datenwolken umfassen. Beispielsweise kann die Datenwolke eine Intranet-Datenwolke am Standort der Abgasreinigungsanlage oder eine standortübergreifende Intranet-Datenwolke eines Betreibers der Abgasreinigungsanlage umfassen sowie eine weitere Datenwolke im Internet (in die z.B. auch ein Hersteller der Abgasreinigungsanlage Daten einpflegen kann).
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Die in der Datenwolke gespeicherten Anlagendaten wurden zumindest teilweise zuvor durch die Datenwolke von der Abgasreinigungsanlage empfangen. Beispielsweise kann die Abgasreinigungsanlage kontinuierlich, periodisch (z.B. stündlich oder täglich) oder ereignisgetrieben (engl. event-triggered) die Anlagendaten über das Internet an die Datenwolke übertragen. In einigen Ausführungsbeispielen können Teilmengen der Anlagendaten z.B. auch manuell von etwa einem Betreiber oder Hersteller der Abgasreinigungsanlage in die Datenwolke eingepflegt worden sein. Ebenso können Teilmengen der Anlagendaten auch von sonstigen Anlagen (z.B. zur überwachten Abgasreinigungsanlage ähnliche oder identische Abgasreinigungsanlage(n); Industrieanlagen und/oder weitere Abgasreinigungsanlagen, die mit der überwachten Abgasreinigungsanlage gekoppelt sind) durch die Datenwolke empfangen worden sein.
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Die Anlagendaten umfassen zumindest von der Abgasreinigungsanlage erfasste Daten und/oder von der Abgasreinigungsanlage aus den erfassten Daten abgeleitete Daten. Die in der Datenwolke gespeicherten Anlagendaten können in einigen Ausführungsbeispielen daher identisch zu den von der Abgasreinigungsanlage empfangenen Daten sein. Mit anderen Worten: In einigen Ausführungsbeispielen werden die Anlagendaten in der Datenwolke nicht weiterverarbeitet bevor sie dem erfindungsgemäßen Verfahren zugeführt werden. In alternativen Ausführungsbeispielen können die von der Abgasreinigungsanlage empfangenen Daten auch durch die Datenreinigungsanlage modifiziert werden vor dem Speichern. So kann beispielsweise das Datenformat von empfangenen Anlagendaten vor dem Speichern geändert werden. Um Speicherplatz zu sparen können z.B. kontinuierlich durch die Datenwolke empfangene Daten (etwa ein Parameter der Abgasreinigungsanlage) nur gespeichert werden, wenn sich die Daten ändern (z.B. Parameter der Abgasreinigungsanlage ändert sich), oder es können nur Informationen bzgl. der Änderung der Daten gespeichert werden (z.B. um welchen Wert sich ein Parameter der Abgasreinigungsanlage geändert hat). Beispielsweise können die Anlagendaten Messdaten zumindest eines Sensors der Abgasreinigungsanlage und/oder Daten über zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreinigungsanlage betreffen. Die Anlagendaten können grundsätzlich sämtlich von der Abgasreinigungsanlage erfassten Daten bzw. von der Abgasreinigungsanlage aus den erfassten Daten abgeleitete Daten umfassen. Ebenso können die Anlagendaten z.B. Messdaten zumindest eines Sensors einer/von Industrieanlage(n), deren Abgas bzw. Abluft die Abgasreinigungsanlage reinigt, umfassen. Messdaten von Sensoren der Industrieanlage(n) werden mitunter zumindest teilweise an die angeschlossenen Abgasreinigungsanlagen weitergeleitet, so dass auch diese an der Abgasreinigungsanlage vorliegen und als von der Abgasreinigungsanlage erfasste Daten aufgefasst werden können. Beispielsweise können die die Messdaten des zumindest einen Sensors betreffenden Anlagendaten die tatsächlichen Messdaten des Sensors oder davon durch die Abgasreinigungsanlage abgeleitete Daten sein. Entsprechend können die den zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreinigungsanlage betreffenden Anlagendaten z.B. ein Wert des einstellbaren Parameters oder davon durch die Abgasreinigungsanlage abgeleitete Daten sein.
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Weiterhin können die Anlagendaten auch ergänzende Daten aus weiteren Quellen (siehe obige Beispiele) umfassen. Beispielsweise können die ergänzenden Daten die Abgasreinigungsanlage charakterisierende Daten, Daten aus einer Betriebshistorie der Abgasreinigungsanlage, Daten identischer oder ähnlicher Abgasreinigungsanlagen - insbesondere auch Daten zu oder über deren Betriebshistorie und/oder Betriebszustände, Daten von Anlagen im selben Emissionsstrang (z.B. bei einer Kaskade von verschiedenen Abgasreinigungsanlagen am Ende zumindest eines Produktionsprozesses), etc. sein.
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Mit anderen Worten: Die in der Datenwolke gespeicherten Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage können sowohl unprozessierte Rohdaten insbesondere der Abgasreinigungsanlage, von der der Abgasreinigungsanlage vorprozessierte Daten, ergänzende Daten aus weiteren Quellen oder eine Kombination daraus umfassen.
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Die Art als auch die Anzahl der an der Abgasreinigungsanlage gemessenen Größen kann abhängig von der Art der Abgasreinigungsanlage variieren. Beispielsweise können an einer Abgasreinigungsanlage, die nach dem Prinzip der TNV arbeitet, andere Größen gemessen werden als an einer Abgasreinigungsanlage, die elektromechanische Verfahren zur Abgasreinigung nutzt. Nachfolgend sind einige mögliche Messgrößen aufgezählt, wobei zu berücksichtigen ist, dass diese rein beispielhaft gewählt sind und gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung auch andere und/oder weitere (physikalische) Größen an der Abgasreinigungsanlage gemessen werden können.
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Ein Sensor der Abgasreinigungsanlage kann beispielsweise einen Volumenstrom eines Abgas- bzw. Abluftstroms, ein Druck eines Abgas- bzw. Abluftstroms oder eine momentane Frequenz eines Frequenzumformers eines Ventilators, der einen Abgas- bzw. Abluftstrom antreibt, messen. Auch können an der Anlage einer oder mehrere Massenströme gemessen werden. Beispielsweise kann der Massenstrom des zur Nachverbrennung verwendeten Erdgases über einen Gaszähler gemessen werden. In einigen Ausführungsbeispielen kann z.B. der Massenstrom einer Druckluft oder auch der Massenstrom eines Wärmeträgermediums (z.B. Wasser, Druckwasser, Thermalöl oder Salzschmelze) gemessen werden. Auch können z.B. Konzentrationen eines oder mehrerer Stoffe gemessen werden. Die Konzentrationsmessung kann beispielsweise direkt mittels eines Flammenionisationsdetektors oder über ein Explosimeter, das eine Konzentration potentiell explosionsfähiger Gase misst, erfolgen. Beispielsweise kann die Konzentration an Kohlenstoffdioxid (CO2) in einem zu reinigenden Abgasstrom und/oder einem gereinigten Abgasstrom gemessen werden. In Abgasreinigungsanlagen, die Filterverfahren nutzen, können beispielsweise Partikelzahlen in einem zu reinigenden Abgasstrom und/oder einem gereinigten Abgasstrom gemessen werden. Ebenso können Ein-Aus-Informationen, welche den Ein- bzw. Aus-Zustand eines Elements der Abgasreinigungsanlage beschreiben, gemessen werden. Beispielsweise kann an einer Abgasreinigungsanlage, die nach dem Prinzip der RNV arbeitet, gemessen werden, ob Erdgas in den Brennraum eingedüst wird oder nicht. Ein-Aus-Informationen können z.B. speicherplatzsparend als Digitalwerte bzw. Binärwerte (z.B. 0/1) erhoben bzw. gespeichert werden.
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Ebenso können die Daten über den zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreinigungsanlage abhängig von der Art der Abgasreinigungsanlage variieren. Beispielsweise können die Daten über den zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreinigungsanlage Informationen über einen Betriebsmodus, in dem die Abgasreinigungsanlage momentanen oder auch in der Vergangenheit betrieben wird bzw. wurde, umfassen. Die Daten über den zumindest einen einstellbaren Parameter der Abgasreinigungsanlage können beispielsweise auch Soll-Stellungen für eine Klappe der Abgasreinigungsanlage, Soll-Temperaturen in einem Brennraum der Abgasreinigungsanlage, Soll-Temperaturen eines (z.B. gereinigten) Abgas- bzw. Abluftstroms, Soll-Volumenströme eines (z.B. gereinigten) Abgas- bzw. Abluftstroms oder auch Abweichungen eines Ist-Werts von einem Soll-Wert des einstellbaren Parameters umfassen. Die vorangehend aufgeführten Beispiele für den einstellbaren Parameter einer Abgasreinigungsanlage sind wiederum rein beispielhaft gewählt. Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung können auch andere und/oder weitere einstellbare Parameter der Abgasreinigungsanlage erfasst werden.
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Neben dem Abrufen der Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage aus der Datenwolke umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner zumindest einen der beiden nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte a) und b).
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Verfahrensschritt a) ist ein Bestimmen, basierend auf den abgerufenen Anlagendaten, einer der Abgasreinigungsanlage während eines vorbestimmten Zeitraums als Bestandteil eines zu reinigenden Abgasstroms zugeführten Menge eines oder mehrerer Schadstoffe. Beispielsweise kann/können der eine oder die mehreren Schadstoffe eines oder mehrere (organische und/oder anorganische) Lösemittel sein, die in dem zu reinigenden Abgasstrom enthalten bzw. gelöst sind. Der vorbestimmte Zeitraum kann z.B. ein absoluter Zeitraum wie etwa eine Stunde, ein Tag, eine Woche, ein Monat oder ein Jahr sein. Alternativ oder ergänzend kann der vorbestimmte Zeitraum auch ein relativer Zeitraum, wie etwa diejenigen Zeiten, in den die Abgasreinigungsanlage in einem bestimmten Betriebsmodus betrieben wird, sein.
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Wie bereits oben angedeutet, war die genaue Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe, die der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums zugeführt wird, bisher nicht bekannt. Während des Betriebs einer Abgasreinigungsanlage wird von der Abgasreinigungsanlage selbst jedoch eine Vielzahl an Datenpunkten erhoben bzw. erzeugt, aus denen sich die Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe, die der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums zugeführt wird, bestimmen bzw. abschätzen lässt. Somit lässt sich die der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe aus den von der Abgasreinigungsanlage bereitgestellten Anlagendaten bestimmen.
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Verfahrensschritt b) ist ein Bestimmen, basierend auf den abgerufenen Anlagendaten, einer von der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums als Bestandteil eines gereinigten Abgasstroms emittierten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe. Ähnlich wie bei der der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge an Schadstoff(en) ist auch die von der Abgasreinigungsanlage emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe nicht genau bekannt. Aus der Vielzahl an Datenpunkten, die von der Abgasreinigungsanlage während des Betriebs erhoben bzw. erzeugt werden, kann auch die während des vorbestimmten Zeitraums von der Abgasreinigungsanlage emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe bestimmt bzw. abgeschätzt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch die Ausführung der beiden vorgenannten Verfahrensschritte a) und b) daher eine genauere Charakterisierung der Abgasreinigungsanlage hinsichtlich der Schadstoffbeladung ihr zugeführter und/oder von ihr abgeführter Abgasströme ermöglichen.
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So können die in den Verfahrensschritte a) und b) bestimmten Schadstoffmengen es z.B. ermöglichen, eine Effizienz der Abgasreinigungsanlage hinsichtlich der Entfernung des einen oder der mehreren Schadstoffe zu bestimmen. Beispielsweise kann ein Abweichen der Effizienz von einem Sollwert oder einem Sollwertebereich auf ein nicht ordnungsgemäßes Verhalten der Abgasreinigungsanlage hindeuten, welches durch das erfindungsgemäße Verfahren nunmehr überwacht werden kann.
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Insbesondere kann die Ausführung beider Verfahrensschritte a) und b) auch die Bestimmung einer Schadstoffbilanz für die Abgasreinigungsanlage ermöglichen, da die Verfahrensschritte a) und b) es erlauben, zu bestimmen, welche Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe in die Abgasreinigungsanlage eingebracht wurde und welche Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe die Abgasreinigungsanlage wieder verlassen hat. Beispielsweise kann so auch bestimmt werden, welcher Massenstrom des einen oder der mehreren Schadstoffe durch die Abgasreinigungsanlage entsorgt wurde und welcher Massenstrom des einen oder der mehreren Schadstoffe als Reingasemission in die Atmosphäre abgeleitet wurde in dem vorbestimmten Zeitraum. Beispielsweise kann/können der eine oder die mehreren Schadstoffe eines oder mehrere (organische und/oder anorganische) Lösemittel sein. In Deutschland sind Verwender von Lösemitteln gemäß Bundes-Immissionsschutzgesetz verpflichtet eine jährliche Lösemittelbilanz zu erstellen. Mittels der oben beschriebenen Verfahrensschritte a) und b) können die für die Bilanzierung notwendigen Größen mit geringem Aufwand und automatisiert bestimmt werden. Für einen Benutzer ergibt sich somit eine deutliche Vereinfachung als auch eine Zeit- und somit Kostenersparnis.
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Die automatisierte Bestimmung der die Abgasreinigungsanlage charakterisierenden Größe gemäß dem erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahren kann eine automatisierte, zeiteffiziente und somit weniger aufwendige Überwachung der Abgasreinigungsanlage ermöglichen. Berechnungsroutinen bzw. -algorithmen müssen nur einmal hinterlegt werden und können anschließend die zentral in der Datenwolke hinterlegten Anlagendaten auswerten. Eine händische Auswertung der Anlagendaten durch entsprechend qualifiziertes Fachpersonal kann unterbleiben. Die Überwachung der Abgasreinigungsanlage kann somit auch kostengünstig erfolgen.
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Aufgrund der Speicherung der Anlagendaten in der Datenwolke kann von beliebigen Orten und zu beliebigen Zeiten auf die Anlagendaten zugegriffen werden. Die Auswertung der Anlagendaten kann somit z.B. vollständig in der Datenwolke selbst erfolgen oder in einer mit der Datenwolke gekoppelten Datenverarbeitungsanlage. Beispielsweise kann ein Betreiber oder ein Hersteller der Abgasreinigungsanlage eine Datenverarbeitungsanlage vorhalten, um die Anlagendaten aus der Datenwolke abzurufen und lokal in der Datenverarbeitungsanlage auszuwerten.
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Im Vergleich zu konventionellen Datensammlungsansätzen für Abgasreinigungsanlagen kann aufgrund der Datenspeicherung in der Datenwolke nicht nur auf aktuelle Anlagendaten, sondern auf Anlagendaten eines beliebigen Zeitraums zurückgegriffen werden. Entsprechend kann nicht nur eine Charakterisierung der Abgasreinigungsanlage anhand aktueller Anlagendaten erfolgen, sondern es können im Wesentlichen beliebige Zeiträume ausgewertet werden. Aufgrund der Speicherung der Anlagendaten in der Datenwolke erfolgt zudem eine redundante Datenspeicherung, so dass die Gefahr von Datenverlust im Vergleich zu konventionellen Datensammlungsansätzen für Abgasreinigungsanlagen reduziert ist.
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Einem Betreiber oder Hersteller der Abgasreinigungsanlage kann es mit dem erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahren ermöglicht werden, über ein zentrales Mittel den Betrieb der Abgasreinigungsanlage einfacher zu überwachen und die Funktion der Abgasreinigungsanlage nachzuverfolgen.
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Wie bereits in den oben diskutierten Beispielen angedeutet, können aus der der Abgasreinigungsanlage zugeführten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder der von der Abgasreinigungsanlage emittierten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe auch weitere Kenngrößen bzw. Kennzahlen (z.B. Effizienz der Schadstoffentfernung oder Schadstoffbilanz) abgeleitet werden. In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das erfindungsgemäße computerimplementierte Verfahren daher ferner ein Bestimmen einer Kenngröße der Abgasreinigungsanlage basierend auf der der Abgasreinigungsanlage zugeführten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder der von der Abgasreinigungsanlage emittierten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe.
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Der Abluftreinigungsanlage zugeführte Schadstoffe (z.B. in Form von Lösemittel(n)) stellen in der Regel keinen konstanten Massenstrom dar. Die Konzentration an Schadstoffen in dem zu reinigenden Abgasstrom als auch der Volumenstrom des zu reinigenden Abgasstroms schwanken teilweise erheblich. Jedoch lassen sich beide Kenngrößen aus den Anlagendaten bestimmen.
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In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Bestimmen der der Abgasreinigungsanlage zugeführten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe daher ein Bestimmen, basierend auf den abgerufenen Anlagendaten, des Volumenstroms des zu reinigenden Abgasstroms während des vorbestimmten Zeitraums. Abgasreinigungsanlagen umfassen für gewöhnlich einen oder mehrere Sensoren, aus dessen bzw. deren Messwerten eine direkte oder indirekte Bestimmung des Volumenstroms während des vorbestimmten Zeitraums möglich ist. Beispielsweise kann zumindest ein dedizierter Sensor der Abgasreinigungsanlage unmittelbar den Volumenstrom des zu reinigenden Abgasstroms messen. Alternativ kann zumindest ein Sensor der Abgasreinigungsanlage eine andere physikalische Größe als den in die Abgasreinigungsanlage eingeleiteten Volumenstrom des zu reinigenden Abgasstroms messen, wobei der Volumenstrom jedoch aus der von Sensor gemessenen physikalischen Größe ableitbar ist. Beispielsweise kann der Volumenstrom aus der Differenz von entlang des zu reinigenden Abgasstroms gemessener Drücke berechnet bzw. bestimmt werden. Auch kann der Volumenstrom aus der gemessenen Frequenz eines Frequenzumformers eines Ventilators, der den zu reinigenden Abgasstrom antreibt, bestimmt werden, da die Frequenz vom Volumenstrom des zu reinigenden Abgasstroms abhängt. Aus den in den Anlagendaten enthaltenen Messwerten des jeweiligen Sensors bzw. der jeweiligen Sensoren kann entsprechend der Volumenstrom des zu reinigenden Abgasstroms während des vorbestimmten Zeitraums bestimmt werden. Beispielsweise kann ein zeitlicher Verlauf des Volumenstroms des zu reinigenden Abgasstroms während des vorbestimmten Zeitraums und daraus das der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums zugeführte Volumen an zu reinigendem Abgas bestimmt werden.
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Ferner umfasst das Bestimmen der der Abgasreinigungsanlage zugeführten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe dann ein Bestimmen, basierend auf den abgerufenen Anlagendaten, der Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom während des vorbestimmten Zeitraums. Abgasreinigungsanlagen umfassen für gewöhnlich einen oder mehrere Sensoren, aus dessen bzw. deren Messwerten eine direkte oder indirekte Bestimmung der Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom während des vorbestimmten Zeitraums möglich ist. Beispielsweise kann zumindest ein dedizierter Sensor der Abgasreinigungsanlage unmittelbar die absolute Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom messen. Mit anderen Worten: Die Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom wird basierend auf Messwerten eines Sensors der Abgasreinigungsanlage, der nach einem physikalischen Prinzip arbeitet, das geeignet ist, die Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom zu bestimmen, bestimmt. Die Konzentrationsmessung kann beispielsweise direkt mittels eines Flammenionisationsdetektors erfolgen. Alternativ kann zumindest ein Sensor der Abgasreinigungsanlage eine andere physikalische Größe als die absolute Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom messen, wobei die Konzentration jedoch aus der von Sensor gemessenen physikalischen Größe ableitbar ist. Beispielsweise kann die Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom aus Messwerten eines Massenstromsensors der Abgasreinigungsanlage, der einen Massenstrom eines für eine thermische Verbrennung des zu reinigenden Abgasstroms eingesetzten Brennstoffes misst, bestimmt werden. Aus den in den Anlagendaten enthaltenen Messwerten des jeweiligen Sensors bzw. der jeweiligen Sensoren kann entsprechend die Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom während des vorbestimmten Zeitraums bestimmt werden. Beispielsweise kann ein zeitlicher Verlauf der Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom während des vorbestimmten Zeitraums bestimmt werden.
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Die ermittelten Werte für die Konzentration und den Volumenstrom während des vorbestimmten Zeitraums ermöglichen die Bestimmung der der Abgasreinigungsanlage zugeführten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe während des vorbestimmten Zeitraums. Entsprechend umfasst das Bestimmen der der Abgasreinigungsanlage zugeführten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe dann ein Bestimmen der der Abgasreinigungsanlage zugeführten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe während des vorbestimmten Zeitraums basierend auf einer Kombination des Volumenstroms des zu reinigenden Abgasstroms während des vorbestimmten Zeitraums und der Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom während des vorbestimmten Zeitraums. Aus der Kombination der zeitlichen Verläufe des Volumenstroms und der Konzentration während des vorbestimmten Zeitraums kann mit hoher Genauigkeit die der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe bestimmt bzw. ermittelt werden.
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Die direkte Erfassung des Volumenstroms des zu reinigenden Abgasstroms und/oder der Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom mittels eines jeweiligen dedizierten Sensors an der Abgasreinigungsanlage kann aufgrund der Anschaffungskosten für die Sensoren mitunter nicht möglich sein. Wie bereits oben beschrieben ist Ableitung der beiden Größe aus anderen ebenso erfassten Messdaten möglich. In einigen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird somit die Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom (z.B.) ausschließlich aus in den abgerufenen Anlagedaten enthaltenen Messdaten zumindest eines Sensors, der eine andere physikalische Größe als die absolute Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom misst, abgeleitet. Alternativ oder ergänzend wird gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Volumenstrom des zu reinigenden Abgasstroms während des vorbestimmten Zeitraums (z.B. ausschließlich) aus in den Anlagedaten enthaltenen Messdaten zumindest eines Sensors, der eine andere physikalische Größe als den in die Abgasreinigungsanlage eingeleiteten Volumenstrom des zu reinigenden Abgasstroms misst, abgeleitet. Mit anderen Worten: Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit ohne direkte Messung und unter Verzicht auf mitunter hochpreisige Sensoren den Volumenstrom des zu reinigenden Abgasstroms und/oder die Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom bestimmen.
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Für die Bestimmung der Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom sind verschiedene Ansätze möglich, wobei nachfolgend rein beispielhaft fünf Ansätze beschrieben sind.
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Beispielsweise kann auf den Schadstoffsensor zur direkten Messung der Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe im zu reinigenden Abgasstrom verzichtet werden und die Konzentration aus Messwerten eines bereits vorhandenen Kohlenstoffdioxid-Sensors der Abgasreinigungsanlage bestimmt werden, der eine Kohlenstoffdioxid-Konzentration in einem gereinigten Abgasstrom, der von der Abgasreinigungsanlage fortgeleitet wird, misst. Die Kohlenstoffdioxid-Konzentration im gereinigten Abgasstrom entspricht der Summe des in dem zu reinigenden Abgasstrom enthaltenen Kohlenstoffdioxids sowie dem bei der Umsetzung des Schadstoffs (z.B. Lösemittel) erzeugten Kohlenstoffdioxids (z.B. durch TNV). Die Konzentration des zumindest einen Schadstoffes (z.B. gemessen als organisch gebundener Kohlenstoff mittels eines Flammenionisationsdetektors) korreliert mit der in Kohlenstoffdioxid umgewandelten Menge.
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Bei der Bestimmung der Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom kann optional auch berücksichtigt werden, dass sich z.B. durch die Verbrennung des zu reinigenden Abgasstroms unterschiedliche Volumenströme für den in die Abgasreinigungsanlage einlaufenden bzw. den aus der Abgasreinigungsanlage abgeführten Abgasstrom ergeben. Solche Verdünnungseffekte können z.B. über einen oder mehrere Korrekturterme (gleicher oder unterschiedlicher Ordnung) berücksichtigt werden.
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Alternativ kann die Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom beispielsweise auch aus Messwerten eines Explosimeters der Abgasreinigungsanlage, das eine Konzentration potentiell explosionsfähiger Gase in dem zu reinigenden Abgasstrom misst, bestimmt werden. Solche auch als UEG (untere Explosionsgrenze)-Sensoren bezeichneten Konzentrationsmesser sind teilweise aus sicherheitstechnischen Gründen bereits an der Abgasreinigungsanlage vorhanden (z.B. im Sammler am Einlass der Abgasreinigungsanlage). Aus den Messwerten des Explosimeters kann dann unter Berücksichtigung der Kalibrierung des Explosimeters die Konzentration des zumindest einen Schadstoffes in dem zu reinigenden Abgasstrom bestimmt werden.
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In entsprechender Weise kann die Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem zu reinigenden Abgasstrom auch aus Messwerten eines Explosimeters einer mit der Abgasreinigungsanlage gekoppelten Industrieanlage, deren Abgase in dem zu reinigenden Abgasstrom enthalten sind, bestimmt werden. Die Messwerte des Explosimeters der Industrieanlage können z.B. von der Industrieanlage an die Abgasreinigungsanlage übermittelt werden sein, so dass diese von der Abgasreinigungsanlage als Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage an die Datenwolke gesendet werden.
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Ebenso kann die Konzentration des zumindest einen Schadstoffes in dem zu reinigenden Abgasstrom beispielsweise aus Messwerten eines Massenstromsensors der Abgasreinigungsanlage, der einen Massenstrom eines für eine thermische Verbrennung des zu reinigenden Abgasstroms eingesetzten Brennstoffes misst, bestimmt werden. Eine höhere Konzentration des zumindest einen Schadstoffes in dem zu reinigenden Abgasstrom korreliert mit einem geringeren Bedarf an Brennstoff, da eine Substitution des Brennstoffs durch den erhöhten Schadstoffanteil in dem zu reinigenden Abgasstrom erfolgt.
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Gemäß Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Bestimmen der von der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums emittierten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe in analoger Weise zum oben beschriebenen Bestimmen der der Abgasreinigungsanlage zugeführten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe erfolgen.
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So kann das Bestimmen der von der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums emittierten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe ein Bestimmen, basierend auf den abgerufenen Anlagendaten, des Volumenstroms des gereinigten Abgasstroms während des vorbestimmten Zeitraums umfassen. Beispielsweise kann der Volumenstrom des gereinigten Abgasstroms während des vorbestimmten Zeitraums als im Wesentlichen identisch zum Volumenstrom des zu reinigenden Abgasstroms während des vorbestimmten Zeitraums angenommen werden und so effektiv aus den den zu reinigenden Abgasstrom betreffenden Anlagendaten bestimmt werden. Falls die Abgasreinigungsanlagen einen oder mehrere Sensoren, aus dessen bzw. deren Messwerten eine direkte oder indirekte Bestimmung des Volumenstroms des gereinigten Abgasstroms während des vorbestimmten Zeitraums möglich ist, umfasst, kann alternativ aus dieser Teilmenge der Anlagendaten der Volumenstrom des gereinigten Abgasstroms während des vorbestimmten Zeitraums bestimmt werden.
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Ebenso kann das Bestimmen der von der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums emittierten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe ein Bestimmen, basierend auf den abgerufenen Anlagendaten, der Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem gereinigten Abgasstrom während des vorbestimmten Zeitraums umfassen. Falls die Abgasreinigungsanlagen einen oder mehrere Sensoren, aus dessen bzw. deren Messwert(en) eine direkte oder indirekte Bestimmung der Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem gereinigten Abgasstrom während des vorbestimmten Zeitraums möglich ist, umfasst, kann aus dieser Teilmenge der Anlagendaten die Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem gereinigten Abgasstrom während des vorbestimmten Zeitraums bestimmt werden.
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Da die Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe im gereinigten Abgasstrom oftmals kaum schwankt, kann diese alternativ auch als konstant angenommen werden. Entsprechend kann das Bestimmen der von der Abgasreinigungsanlage emittierten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe gemäß einigen Ausführungsbeispielen auf einem von den abgerufenen Anlagendaten umfassten Einzelmesswert einer Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe in dem gereinigten Abgasstrom basieren. Wird die Konzentration des zumindest einen Schadstoffs in dem gereinigten Abgasstrom als im Wesentlichen konstant angenommen, so kann dieser Wert z.B. über die in dem vorbestimmten Zeitraum in die Abgasreinigungsanlage eingeleitete Abgasmenge bilanziert werden, um die Menge der in dem vorbestimmten Zeitraum von der Abgasreinigungsanlage in die Atmosphäre ausgestoßenen Schadstoffe zu bestimmen. Mit anderen Worten: Der Einzelmesswert kann als ein nur einmal gemessener Referenzmesswert für den vorbestimmten Zeitraum angesehen werden. Die Konzentration des einen oder der mehreren Schadstoffe im gereinigten Abgasstrom kann beispielsweise einmalig bei Inbetriebnahme oder bei periodisch wiederkehrenden gesetzlichen Messungen (z.B. gemäß §28 Bundes-Immissionsschutzgesetz in Deutschland) in einem repräsentativen Betriebsmodus der Abgasreinigungsanlage gemessen werden und z.B. automatisiert durch die Abgasreinigungsanlage an die Datenwolke gesendet oder manuell etwa von einem Betreiber der Abgasreinigungsanlage in die Datenwolke eingepflegt werden.
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Das Bestimmen der der Abgasreinigungsanlage zugeführten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder das Bestimmen der von der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums emittierten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe erfolgt in einigen Ausführungsbeispielen kontinuierlich. Das heißt, die beiden Größen werden durch das computerimplementierte Verfahren beständig (andauernd) bestimmt. Derart können einem Benutzer dauerhaft aktuelle Werte für die beiden Größen zum Abruf bereitgestellt werden. Beispielsweise können dem Benutzer so aktuelle Informationen über die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe für die vorangegangene Stunde, die vorangegangene Schicht, die vorangegangenen 24 Stunden etc. bereitgestellt werden.
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In alternativen Ausführungsbeispielen wird die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe diskontinuierlich bestimmt - beispielsweise periodisch oder in Folge des Auftretens bzw. Feststellens des Auftretens eines vorbestimmten Ereignisses. Wird die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe z.B. nur unregelmäßig benötigt (z.B. für einen Bericht), kann es ausreichend sein, diese Größe nur bei Bedarf aus den Anlagendaten zu bestimmen. Derart kann Rechenaufwand für unnötige Bestimmungen (z.B. Berechnungen) der jeweiligen Größe gespart werden.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen umfasst das computerimplementierte Verfahren zudem ein Bereitstellen von Informationen über die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe für den Abruf durch eine auf einem Endgerät eines Benutzers ausgeführte Applikation. Derart kann der Benutzer über die Applikation auf einfache Weise die Informationen über die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe abrufen und den Betrieb der Abgasreinigungsanlage überwachen bzw. nachverfolgen. Bei dem Endgerät des Benutzers kann es sich z.B. um ein mobiles Endgerät wie etwa ein Smartphone, einen Tablet-Computer oder einen Laptop-Computer handeln oder um ein stationäres Endgerät wie etwa einen Computer handeln. Bei der Applikation kann es sich z.B. um eine speziell für die Überwachung der Abgasreinigungsanlage bereitgestellte Applikation handeln. Alternativ kann es sich bei der Applikation auch um eine Universalanwendung (z.B. einen Internetbrowser) handeln. Die Informationen über die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe können z.B. als durch die Applikation abrufbarer Wert bzw. abrufbare Wertereihen oder als durch die Applikation abrufbare Grafik bereitgestellt sein. Entsprechend können die Informationen über die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe in einem für den Benutzer leicht verständlichen Format bereitgestellt werden.
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In einigen Ausführungsbeispielen sind die Informationen über die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe auf einer Webseite oder einem Datenportal mit einem auf einen vorbestimmten Benutzerkreis beschränkten Zugriff bereitgestellt. Die Bereitstellung der Informationen über die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe auf einer Webseite oder einem Datenportal ermöglicht dem Benutzer einen örtlich als auch zeitlich flexiblen Zugriff auf die jeweilige(n) Größe(n) und somit eine flexible Überwachung der Abgasreinigungsanlage. Die Ausgabe der Informationen über eine Webseite kann es dem Benutzer z.B. auch ermöglichen, individuelle Anzeigen über entsprechende Konfigurationsoptionen auf der Webseite zu erstellen. Die Zugriffsbeschränkung ermöglicht zudem eine Sicherung der Anlagenüberwachung gegenüber dem Zugriff unberechtigter Dritter. Die Zugriffsbeschränkung kann beispielsweise über ein Passwort, ein Sicherheitszertifikat oder lokale Zugriffsbeschränkungen erfolgen.
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Neben den Anlagendaten können gemäß einiger Ausführungsbeispiele auch die Informationen über die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe in der Datenwolke gespeichert werden. Mit anderen Worten: Das computerimplementierte Verfahren kann ferner ein Speichern der Informationen über die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe in der Datenwolke umfassen. Derart können auch die Informationen über die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe redundant in der Datenwolke gespeichert werden, so dass bei minimiertem Datenverlustrisiko zeitlich und örtlich flexibel auf die Informationen über die der Abgasreinigungsanlage zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe zugegriffen werden kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen ferner noch ein nicht-flüchtiges maschinenlesbares Medium, auf dem ein Programm gespeichert ist mit einem Programmcode zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung zumindest einer Abgasreinigungsanlage hinsichtlich der Schadstoffbeladung ihr zugeführter und/oder von ihr abgeführter Abgasströme, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird. Das nicht-flüchtige maschinenlesbare Medium kann beispielsweise als ROM, PROM, EPROM, EEPROM, FLASH-Speicher oder als ein anderer magnetischer, elektrischer oder optischer Speicher ausgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Kontrollsignale gespeichert sind, die mit dem Prozessor oder der programmierbaren Hardwarekomponente derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Eine programmierbare Hardwarekomponente kann z.B. durch einen Prozessor, einen Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement, ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array), ein Back-End oder eine Datenwolke gebildet sein. Der Programmcode kann unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.
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Zudem betreffen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch ein Programm mit einem Programmcode zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung zumindest einer Abgasreinigungsanlage hinsichtlich der Schadstoffbeladung ihr zugeführter und/oder von ihr abgeführter Abgasströme, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung weiterhin ein Datenverarbeitungssystem zur Zustandsüberwachung (zumindest) einer Abgasreinigungsanlage (z.B. zur Reinigung eines Abgasstroms einer Industrieanlage oder eines industriellen Prozesses) hinsichtlich der Schadstoffbeladung ihr zugeführter und/oder von ihr abgeführter Abgasströme. Das Datenverarbeitungssystem umfasst zumindest einen Prozessor, der eingerichtet ist, Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage aus einer Datenwolke abzurufen. Die in der Datenwolke gespeicherten Anlagendaten wurden zumindest teilweise zuvor durch die Datenwolke von der Abgasreinigungsanlage empfangen. Die Anlagendaten umfassen zumindest von der Abgasreinigungsanlage erfasste Daten und/oder von der Abgasreinigungsanlage aus den erfassten Daten abgeleitete Daten. Ergänzend können die Anlagendaten eine oder mehrere der oben genannten weiteren Teilmengen an Anlagendaten umfassen. Der zumindest eine Prozessor ist zudem eingerichtet, zumindest einen der nachfolgenden Schritte a) und b) auszuführen: a) basierend auf den abgerufenen Anlagendaten eine der Abgasreinigungsanlage während eines vorbestimmten Zeitraums als Bestandteil eines zu reinigenden Abgasstroms zugeführte Menge eines oder mehrerer Schadstoffe zu bestimmen; und b) basierend auf den abgerufenen Anlagendaten eine von der Abgasreinigungsanlage während des vorbestimmten Zeitraums als Bestandteil eines gereinigten Abgasstroms emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe zu bestimmen.
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Wie bereits oben in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahren beschrieben kann es auch das erfindungsgemäße Datenverarbeitungssystem ermöglichen, einfach und zentral die Abgasreinigungsanlage hinsichtlich der Schadstoffbeladung ihr zugeführter und/oder von ihr abgeführter Abgasströme zu überwachen.
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Beispielsweise kann das Datenverarbeitungssystem Bestandteil der Datenwolke sein und der zumindest eine Prozessor somit ein virtueller oder physikalischer Prozessor der Datenwolke sein. Entsprechend kann die gesamte Überwachung der Abgasreinigungsanlage in der Datenwolke stattfinden, so dass ein lokales Vorhalten eines entsprechend leistungsfähigen Datenverarbeitungssystems durch z.B. einen Betreiber oder einen Hersteller der Abgasreinigungsanlage unnötig ist. In einfacher Weise kann stattdessen als Dienst auf die Anlagenüberwachung in der Datenwolke zugegriffen werden. Mit anderen Worten: Die hierin beschriebenen Schritte des erfindungsgemäßen computerimplementierten Verfahrens können allesamt in der Datenwolke bzw. durch die Datenwolke ausgeführt werden.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann es sich bei dem Datenverarbeitungssystem alternativ z.B. auch um einen Computer, einen Server, ein Server-System bzw. ein Back-End handeln, der/das auf die Datenwolke zugreifen und beispielsweise von einem Betreiber oder einem Hersteller der Abgasreinigungsanlage betrieben werden kann. Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele kann es sich bei dem Datenverarbeitungssystem ferner um ein Endgerät eines Benutzers, das auf die Datenwolke zugreifen kann, handeln.
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In einem Aspekt betrifft die Erfindung zudem noch eine Abgasreinigungsanlage zur Reinigung eines zu reinigenden Abgasstroms einer Industrieanlage oder eines industriellen Prozesses (z.B. der chemischen oder pharmazeutischen Industrie). Die erfindungsgemäße Abgasreinigungsanlage umfasst zumindest einen Einlass zur Einleitung des zu reinigenden Abgasstroms in die Abgasreinigungsanlage sowie einen Auslass zur Ableitung eines gereinigten Abgasstroms aus der Abgasreinigungsanlage. Ferner umfasst die erfindungsgemäße Abgasreinigungsanlage eine Kommunikationsschnittstelle, die eingerichtet ist, in der Abgasreinigungsanlage erzeugte Anlagendaten an eine Datenwolke zu senden, um die Anlagedaten für das oben beschriebene, erfindungsgemäße Datenverarbeitungssystem bzw. computerimplementierte Verfahren bereitstellen. Die Anlagendaten betreffen dabei wenigstens Messdaten zumindest eines Sensors der Abgasreinigungsanlage.
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Die erfindungsgemäße Abgasreinigungsanlage kann eine redundante Speicherung der Anlagendaten in der Datenwolke ermöglichen, so dass die Gefahr von Datenverlust im Vergleich zu konventionellen Datensammlungsansätzen für Abgasreinigungsanlagen reduziert ist. Aufgrund der Speicherung der Anlagendaten in der Datenwolke kann zudem von beliebigen Orten und zu beliebigen Zeiten auf die Anlagendaten zugegriffen werden und so die Abgasreinigungsanlage von beliebigen Orten und zu beliebigen Zeiten überwacht werden.
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Die Kommunikationsschnittstelle kann z.B. drahtgebunden oder drahtlos über das Internet oder ein lokales Netzwerk mit der Datenwolke gekoppelt sein. Gemäß Ausführungsbeispielen kann nicht nur ein Datentransfer von der Abgasreinigungsanlage hin zur Datenwolke erfolgen, sondern auch umgekehrt. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle eingerichtet sein, Konfigurationsdaten oder Softwareaktualisierungen für die Abgasreinigungsanlage aus der Datenwolke zu empfangen. Entsprechend kann eine programmierbare Hardwarekomponente der Abgasreinigungsanlage ausgebildet sein, die Konfigurationsdaten oder Softwareaktualisierungen zu verarbeiten.
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Die an die Datenwolke gesendeten Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage können sowohl unprozessierte Rohdaten der Abgasreinigungsanlage, von der der Abgasreinigungsanlage vorprozessierte Daten oder eine Kombination daraus umfassen.
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Die Abgasreinigungsanlage kann abhängig von der Art der Behandlung (z.B. katalytisch, mechanisch oder katalytisch) des zu reinigenden Abgasstroms eine oder mehrere Reinigungsvorrichtungen zur Reinigung des zu reinigenden Abgasstroms aufweisen (z.B. Brennkammer, Filter etc.).
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, Bezug nehmend auf die beigefügten Figuren, näher erläutert. Es zeigen:
- 1 schematisch ein Überwachungssystem für eine Abgasreinigungsanlage; und
- 2 ein Ausführungsbeispiel einer graphischen Benutzerschnittstelle.
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1 zeigt ein Überwachungssystem 100 für eine schematisch und stark vereinfacht dargestellte Abgasreinigungsanlage 110. Die Abgasreinigungsanlage 110 umfasst einen Einlass 111 zur Einleitung eines zu reinigenden Abgasstroms 101 einer Industrieanlage wie etwa einer Druckmaschine (nicht dargestellt). Ferner umfasst die Abgasreinigungsanlage 110 zumindest eine Reinigungsvorrichtung 114 zur Reinigung des Abgasstroms 101. Beispielsweise kann die Reinigungsvorrichtung 114 den Abgasstrom 101 gemäß einem der oben beschriebenen Verfahren reinigen. Die Abgasreinigungsanlage 110 umfasst weiterhin einen Auslass 112 zur Ableitung eines gereinigten Abgasstroms 102 aus der Abgasreinigungsanlage 110. Auch umfasst die Abgasreinigungsanlage 110 zumindest einen Sensor 115, um eine interessierende Größe (z.B. einen Druck oder eine Konzentration eines oder mehrerer Stoffe) an einem Element der Abgasreinigungsanlage 110 zu messen.
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Weiterhin umfasst die Abgasreinigungsanlage 110 eine (drahtlose oder drahtgebundene) Kommunikationsschnittstelle 113 zur Anbindung der Abgasreinigungsanlage 110 an eine Datenwolke 120. Über die Kommunikationsschnittstelle 113 kann die Abgasreinigungsanlage 110 Daten mit der Datenwolke 120 austauschen. Insbesondere ist die Kommunikationsschnittstelle 113 eingerichtet, in der Abgasreinigungsanlage erzeugte Anlagendaten an die Datenwolke 120 zu senden. Dabei kann die Kommunikationsschnittstelle 113 die Anlagendaten beispielsweise kontinuierlich, periodisch oder ereignisgetrieben an die Datenwolke 120 senden. Die Anlagendaten können sowohl unprozessierte Rohdaten der Abgasreinigungsanlage 110 als auch vorprozessierte Daten der Abgasreinigungsanlage 110 umfassen.
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Die Anlagendaten werden in einem Speichermittel 122 der Datenwolke 120 (z.B. eine oder mehrere Festplatten) gespeichert, so dass lokal und zeitlich flexibel auf die Anlagendaten zugegriffen werden kann. Ebenso kann aufgrund der Datenspeicherung in der Datenwolke 120 einem Datenverlust vorgegriffen werden. Ferner können weitere Anlagendaten z.B. manuell in die Datenwolke 120 eingepflegt werden oder von weiteren Anlagen (z.B. zur Abgasreinigungsanlage 120 identische oder ähnliche Abgasreinigungsanlage - nicht dargestellt) empfangen werden.
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Weiterhin umfasst die Datenwolke 120 zumindest einen (virtuellen oder physikalischen) Prozessor 121, der die erfindungsgemäße Analyse der Anlagendaten zur Überwachung der Abgasreinigungsanlage 110 hinsichtlich der Schadstoffbeladung ihr zugeführter und/oder von ihr abgeführter Abgasströme ausführt.
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Dazu ist der Prozessor 121 eingerichtet, die Anlagendaten der Abgasreinigungsanlage 110 aus dem Speichermittel 122 der Datenwolke 120 abzurufen und die der Abgasreinigungsanlage 110 als Bestandteil des zu reinigenden Abgasstroms 101 zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage 110 als Bestandteil des gereinigten Abgasstroms 102 emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe basierend auf den abgerufenen Anlagendaten zu bestimmen.
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Die Informationen über die bestimmten Größen können ferner in der Datenwolke 120 gespeichert werden.
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Informationen über die der Abgasreinigungsanlage 110 zugeführte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe und/oder die von der Abgasreinigungsanlage 110 emittierte Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe können einem Benutzer beispielsweise über eine von dem Prozessor 121 erzeugte graphische Benutzerschnittstelle angezeigt werden, die der Benutzer über ein Endgerät 130 (z.B. ein Smartphone oder ein Tablet-Computer) aufrufen kann. Ein Beispiel einer graphischen Benutzerschnittstelle 200 ist in 2 gezeigt. Die graphische Benutzerschnittstelle 200 kann z.B. über eine dedizierte Applikation oder als Webseite auf dem Endgerät 130 des Benutzers ausgegeben werden.
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Im rechten, oberen Bereich der graphischen Benutzerschnittstelle 200 werden gemessene Temperaturen der Abgasreinigungsanlage 110, wie z.B. die Temperaturen des zu reinigenden Abgasstroms, des gereinigten Abgasstroms, eines Betts (z.B. Unterbett) der Abgasreinigungsanlage 110 oder der Brennkammer als Balken oder Säulendiagramme dargestellt. Alternativ können auch andere an der Abgasreinigungsanlage 110 gemessenen Größe oder der Verlauf einer die Abgasreinigungsanlage 110 charakterisierenden Größe, die aus den Anlagendaten abgeleiteten ist, dargestellt werden. Beispielsweise können Volumenströme (direkt gemessen oder z.B. aus Umrichterfrequenz eines Ventilators bestimmt), Stellungen von Klappen (z.B. Heißgas-Klappe), Messwerte von UEG-Sensoren bzw. Beladungszustände oder der Zustand einer Brennstoffeindüsung angezeigt werden.
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Unterhalb ist eine Trendanzeige für interessierende Größen der Abgasreinigungsanlage 110 in die graphische Benutzerschnittstelle 200 integriert. Hier kann z.B. der Verlauf der der Abgasreinigungsanlage 110 während des vorbestimmten Zeitraums zugeführten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe oder der Verlauf von der Abgasreinigungsanlage 110 während des vorbestimmten Zeitraums emittierten Menge des einen oder der mehreren Schadstoffe dargestellt werden.
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Im unteren Bereich ist ferner eine Darstellung der Betriebsstunden der Abgasreinigungsanlage 110 für die einzelnen Betriebsmodi in die graphische Benutzerschnittstelle 200 integriert.
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Die graphische Benutzerschnittstelle 200 kann beispielsweise nutzerindividuell konfiguriert sein. Derart können dem Benutzer je nach Sensorausstattung der Abgasreinigungsanlage 110 verschiedene die Abgasreinigungsanlage 110 charakterisierende Größen bzw. Parameter angezeigt werden. Ebenso können diese Größen bzw. Parameter für z.B. erforderliche Berichte von dem Benutzer übernommen werden.
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Im linken, oberen Bereich der graphischen Benutzerschnittstelle 200 ist ferner noch eine Ereignisliste betreffend die verschiedenen möglichen Betriebsmodi der Abgasreinigungsanlage 110 dargestellt.
