Zur frühzeitigen Erkennung gefährlicher Reaktionszustände in chemischen Reaktoren

Abstract Um Reaktoren mit stark exothermer Reaktion sicher betreiben zu können, sind Meßeinrichtungen erforderlich, die es gestatten, gefährliche Reaktionszustände bereits im Stadium ihres Entstehens zu erkennen. Nur dann können rechtzeitig geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um solche Zustände zu vermeiden. Im Rahmen dieses Beitrags wird gezeigt, daß die moderne Regelungstheorie mit ihren modellgestützten Meßverfahren Methoden anbietet, die in der Lage sind, einen entscheidenden Beitrag zur Lösung dieses Erkennungs problems zu leisten. Diese Methoden benutzen die in Form eines mathematischen Modells vorliegende a‐priori‐Information über das Prozeßgeschehen, um den gesamten Zustand einer Anlage aus denjenigen Größen zu rekonstruieren, die einer Messung unmittelbar zugänglich sind. Die Kenntnis des gesamten Prozeßzustandes erlaubt dann eine prädiktive Berechnung des zukünftigen Reaktionsablaufs und damit eine frühzeitige Erkennung gefährlicher Reaktionszustände. Die Möglichkeiten eines auf dieser Grundlage basierenden Konzepts zur sicheren Führung stark exothermer Reaktionen werden ausführlich anhand eines einfachen Batch‐Prozesses diskutiert.