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DE102009014728A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fossilbrennstoff-Kraftwerks und Fossilbrennstoff-Kraftwerk mit vermindertem Kohlendioxidausstoß - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Fossilbrennstoff-Kraftwerks und Fossilbrennstoff-Kraftwerk mit vermindertem Kohlendioxidausstoß Download PDF

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DE102009014728A1
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Peter Dr. Gröppel
Matthias ÜBLER
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Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwertung von Kohlendioxid aus Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen arbeiten. Hier wird erstmals über die Einleitung des Kraftwerkabgases in einen Hochspannungsreformer Kohlendioxid abgebaut.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwertung von Kohlendioxid aus Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen arbeiten.
  • Es wurde erkannt, dass der ungebremste Kohlendioxidausstoß für die Umwelt zu erheblichen Schäden führt. Deshalb wird zwar vermehrt in kohlendioxidneutrale Energieerzeugung investiert, jedoch ist mittelfristig die komplette Ablösung der Kraftwerke, die fossile Brennstoffe nutzen, nicht absehbar.
  • Derzeit betriebene, auf fossilen Brennstoffen basierende, Kraftwerke jeglicher Bauart besitzen keinen Mechanismus zur Kohlendioxidvermeidung, da die Verbrennung kohlenstoffhaltiger Energieträger unweigerlich Kohlendioxidgas als Oxidationsprodukt generiert (I). Nach der in Europa gesetzlich vorgeschriebenen Rauchgasentschwefelung wird das heiße Abgas nach dem Stromerzeugungsprozess in die Umgebungsluft geleitet. C + O2 → CO2 (I)
  • Zur Vermeidung einer weiteren Akkumulation von Kohlendioxid in der Atmosphäre durch fossilbetriebene Kraftwerke existieren grundsätzlich zwei Methodiken, die derzeit jedoch nur Gegenstand der Forschung sind. Im sog. Oxyfuel-Prozess wird fossiler Brennstoff mit Reinsauerstoff einer vorgeschalteten Luftzerlegung unter Energiegewinn verbrannt und das Abgas nach erfolgter Rauchgasentschwefelung mittels Kompressor in eine flüssig-ähnliche („überkritische”) Form konvertiert und verwahrt. Im sog. IGCC(„Integrated Gasification Combined Cycle”)-Prozess wird fossiles Brenngut unterstöchiometrisch mit Reinsauerstoff aus einem vorherigem Luftzerlegungsschritt zu volatilem, brennbaren Synthesegas umgewandelt und mit Hil fe von Wasser schlussendlich zu Kohlendioxid und Wasserstoff weiterreagiert („Wassergas-Shift”) (Gl. 2-4). 2C + O2 → 2CO (II) C + H2O → CO + H2 (III) CO + H2O → CO2 + H2 (IV)
  • Nach der Abtrennung von Kohlendioxid dient Wasserstoff als verbrennbarer Energieträger, wohingegen Kohlendioxid, wie im Falle des Oxyfuel-Prozesses, komprimiert und zur späteren Verwendung aufbewahrt werden kann. Zusammenfassend soll die Vermeidung des Kohlendioxidausstoßes und der damit erhofften Klimaschonung bei gleichzeitiger effektiver Energiegewinnung durch vor- oder nachgeschaltete Kohlendioxid-Separierungsverfahren („Pre- und Post-Combustion Carbon Capture”) realisiert werden.
  • Nachteil aller dieser Methoden ist der hohe Energieaufwand zur Bereitstellung reinen Sauerstoffs aus der kryogenen Luftzerlegung, der Kohlendioxidseparation und Speicherung mittels Kompression und schlussendlich der Frage nach Verbleib und Verwendung des auf diese Weise akkumulierten Kohlendioxids, wobei mittelfristig der unterirdischen oder untermeerischen Sequestrierung besonderes Interesse beigemessen wird[5].
  • Deshalb ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Methode zur Modifikation sämtlicher auf fossilen Brennstoffen beruhenden Kraftwerkskonzepte zur Verminderung des generierten Kohlendioxidgases zu schaffen.
  • Lösung der Aufgabe und Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwerkes, bei dem das aus der Verbrennung kommende und mit Kohlendioxid angereicherte Gas in einen Reformer eingeleitet wird, in dem es einem Hochspannungsfeld ausgesetzt ist. Zudem ist Gegenstand der Erfindung ein Kraftwerk, einen Verbrennungsofen, einen Gas/Dampferzeuger sowie eine daran angeschlossene Turbine um fassend, dadurch gekennzeichnet, dass Leitungen vorgesehen sind, durch die ein Teil des in der Turbine erzeugten Stroms in einen Hochspannungstransformator geleitet wird und weitere Leitungen vorgesehen sind, durch die das mit Kohlendioxid und Kohlenwasserstoff angereicherte Abgas aus dem Kraftwerksprozess in einen Reformer geführt wird, wobei die erzeugte Hochspannung in dem Reformer ein Hochspannungsfeld erzeugt, durch das Kohlendioxid und ein Kohlenwasserstoff enthaltendes Gas, in Kohlenmonoxid und Wasserstoff umgewandelt wird.
  • Grundsätzliche Erkenntnis der Erfindung ist, dass während etablierte und zukünftige Kraftwerkstechniken Kohlendioxidgas separieren oder in flüssiger Form speichern bzw. der Sequestrierung zugänglich machen, eine wertschöpferischen Umwandlung des gebildeten Kohlendioxids vorteilhaft ist. Die Umwandlung geschieht mittels Hochspannungsfeld auch bei Normaldruck und unter moderaten Temperaturen. Es entstehen chemische Stoffe, die den fossilen Kohlenstoff nach dem Energiegewinnungsschritt immobilisiert in Chemikalien hoher Wertigkeit enthalten. So besteht im Sinne der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit einer Nutzung durch Weiterverarbeitung und/oder Umwandlung in sich anschließenden chemischen Prozessen statt der Speicherung oder Ableitung in die Atmosphäre.
  • Das bei der wertschöpferischen Prozessierung gebildeten Kohlenmonoxidgas erfolgt über etablierte und neue Verfahren/Techniken und erlaubt so zugleich eine Einsparung bzw. Vermeidung von 50–100% des während des Verbrennungsprozesses gebildeten Kohlendioxids. Die im wertschöpferischen Prozess gebildeten Chemikalien können einerseits selbst zur Energieerzeugung oder in anderweitigen chemischen und/oder physikalischen Arbeitsschritten genutzt werden. Der dazu nötige Energieeintrag für die Umwandlung von Kohlendioxid in die gewünschten Produkte verbraucht sich in diesem Maße für einen wertschöpferischen Prozess statt im Falle der oben genannten Speicherung oder Sequestrierung für eine defizitäre Nichtnutzung der fossilen Verbrennungsprodukte.
  • Das während der Verbrennung fossiler, kohlenstoffbasierter Energieträger gebildete Kohlendioxidgas (I) wird gemäß der vorliegenden Erfindung in einem sog. Reformierungsprozess („Reforming”) mit Erdgas, am vorteilhaftesten mit Methangas CH4, unter Energieeintrag zu Synthesegas umgewandelt (V). CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 (V)
  • Bislang werden für diese Umwandlung hohe Temperaturen sowie große Prozessdrücke zum Erreichen von ausreichendem Umsatz vorgeschlagen. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist jedoch unter Zuhilfenahme gepulster, elektrochemischer Methoden im Strömungsreaktor auch bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise von 5°C bis 300°C, insbesondere von 15°C bis 200°C und insbesondere bevorzugt von 25°C bis 150°C, beispielsweise sogar unter Normaldruck ein stofflicher Umsatzgrad von 85% oder mehr in die Hauptkomponenten bei einer gleichzeitigen Energieeffizienz von über 80%, bezogen auf die eingebrachte elektrische Leistung, feststellbar. Dazu gibt es in der Literatur Beispiele wie bei S. Kado; K. Urasaki, Y. Sekine, K. Fujimoto: Low temperature reforming of methane to synthesis gas with direct current pulse discharge method, Chem. Commun. 415–416 (2001); Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: Nonequilibrium Pulsed Discharge: A Novel Method for Steam Reforming of Hydrocarbons or Alcohols, Energy Fuels, 18(2), 455–459, (2004); und Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: High-Efficiency Dry Reforming of Biomethane Directly Using Pulsed Electric Discharge at Ambient Condition, Energy & Fuels, 22, 693–694 (2008) beschrieben.
  • Die nötige Elektrizität ist am Kraftwerkstandort ohne Übertragungsverluste für die Umsetzung nach V verfügbar.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Zusammensetzung des Abgases für die Umsetzung im Reformer durch die Zugabe weiterer Gase optimiert. Beispielsweise wird die Restsauerstoffkonzentration des Abgases aus der fossilen Verbrennung (Gleichung I) noch durch weiteres Zuführen und Verbrennen von Brenngas, z. B. Methan CH4, vermindert oder der Anteil an Brennstoffen im Vorhinein dementsprechend angepasst, dass die wertschöpferische Umwandlung des Kohlendioxids nach V anschließt, in Ausbeute und Geschwindigkeit verbessert wird.
  • Auch kann ein Abtrennen des Luftstickstoffs für höhere Umsätze vorteilhaft sein.
  • Nach einer Ausführungsform entfällt jegliche Entschwefelung oder Trocknung des Verbrennungsabgases vor dem wertschöpferischen Umwandlungsprozess gemäß V.
  • Das gebildete Synthesegas, welches in seiner Stöchiometrie durch Variation der Eduktkonzentrationen und Wassergehaltes verändert werden kann, ermöglicht die Umwandlung in sich anschließenden wert-schöpferischen Reaktionsschritten gemäß etablierten technischen Prozessen zu Nutzchemikalien (Gl. VI und VII). CO + 2H2 → CH3OH (VI) 2CO + 4H2 → CH3OCH3 + H2O (VII)
  • Nach dem gepulst-elektrochemischen, Prozess nach V ist eine Abtrennung und Rückführung gebildeten Wasserstoffs zur Energiegewinnung denkbar (VIII). 2H2 + O2 → 2H2O (VIII)
  • Gebildetes Kohlenmonoxid nach V kann ebenfalls technisch einfach separiert und weiteren chemischen Prozessen, z. B. Fischer-Tropsch-Reaktionen oder der Kunststoff produzierenden Industrie zugeführt werden. In dieser Weise ermöglicht der Energieinhalt zugeführter Kohlenwasserstoffe, wie z. B. CH4, eine bei sehr niedrigen Temperaturen und Normaldruck reali sierbaren, elektrochemischen Umwandlung von Kohlendioxid in industrielle Precursorsubstanzen gemäß V, die für weitere wertschöpferische Reaktionsschritte zur Verfügung stehen. Gemäß VI und VII besteht weiterhin die Möglichkeit, hochenergetische Energieträger oder Industriechemikalien zu bereiten, die gegensätzlich zur konventionellen Akkumulation in den sog. „Pre- oder Post-Combustion Carbon Capture”-Verfahren und sich anschließender Sequestrierung, einen Mehrwert besitzen oder als chemische Bausteine zur Verfügung stehen. Auf diese Weise besteht weiterhin die Möglichkeit, kohlendioxidarme (50%ige Vermeidung) oder kohlendioxidfreie (100%ige Vermeidung) Energieerzeugung zu betreiben.
  • Zusätzlich ergeben sich wirtschaftliche Vorteile bei der Umwandlung von Kohlendioxid, wie sich aus den folgenden Preisabschätzungen ausgewählter Edukte und Produkte ergibt:
    • Methan flüssig: ~2300 EURO/t
    • Wasserstoff flüssig: ~13000 EURO/t (Hinweis: 1 t Wasserstoff entspricht 11891 m3)
    • CO gasförmig: ~6000 EURO/t (Hinweis: Versorgung mittels CO-Trailer im Wechsel)
    • CO2 fest (Trockeneis): 700 EURO/t
  • Grundsätzlich ist jeglicher Verbrennungsprozess fossiler Energieträger durch das Verfahren zur Kohlendioxidvermeidung nach V geeignet.
  • Im Folgenden wird die Erfindung noch anhand von Figuren näher erläutert:
  • 1 gibt schematisch den zu entwickelnden Prozess wider.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Hochspannungs-Reformers nach der Erfindung
  • 3 zeigt mögliche Umsetzungen des Reaktats
  • 1 zeigt einen Reformer, der als Gasdurchflussreaktor ausgebildet ist, bei dem das Verbrennungsgas aus der Turbine und das Reformierungsgas zugeführt werden. Gleichzeitig erfolgt dabei die Vermischung zum reformierbaren Gasgemisch, welches anschließend im Hochspannungsfeld unter Normdruck und moderater Temperatur die Umwandlung gemäß II zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff durchläuft.
  • 2 zeigt die Umwandlung gemäß V in einem gepulsten, elektrischen Hochspannungsfeld.
  • 3 zeigt die Möglichkeiten Route A und Route B, wie das Produkt aus dem Reformer weiter genutzt werden kann.
  • Nach der elektrochemischen Reformierung gemäß V kann das Reaktatgemisch in weiteren Schritten (Routen A, B; 3) in wertschöpferischer Art und Weise behandelt werden. Route A beschreibt die Synthese von Methanol („MeOH”) bzw. Dimethylether („DME”) an geeigneten Katalysatoren. Zweckmäßig werden für die Methanolsynthese Hauptgruppenmetalloxide, Übergangsmetalloxide oder deren Gemische verwendet, wohingegen für die Dimethylethersynthese u. a. übergangsmetalldotierte, saure Zeolithvarianten Verwendung finden.
  • Als Grundlage für die Energieausbeutebetrachtung seien die Standard-reaktionsenthalpien der Reaktionen nach Gln. 1–8 erläutert (Tab. 1) . Tab. 1: Standardreaktionsenthalpien
    Figure 00070001
    Figure 00080001
  • Für die Ermittlung der Energiebilanzen des resultierenden Umsatzes nach V ist die Verbrennungsenthalpie ΔH°R des verwendeten Reformierungsreaktanden, z. B. Methan CH4, entscheidend IX. Unter Einbezug der Effizienz der gepulsten, elektrochemischen Umsetzung nach V (η = 85%) ergibt sich für die Reformierung nötige Energie zu 1,15·247 kJmol–1 = 284 kJmol–1(X)
  • Beispiel 1: Berechnung einer Energiebilanz nach dem Verfahren einer Kohlekraftwerksbetreibung gemäß der Erfindung: Route A Methanol, Dimethylethersynthese:
  • Kohlekraftwerke sind in Deutschland immer noch weit verbreitet. Zur Kohlendioxidvermeidung mit anschließender Fixierung in Nutzchemikalien gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die separate Versorgung mit Erdgas („Abmagern des Kraftwerksabgases”) vorteilhaft. Die Energiebilanz ergibt sich nach Kombination der Gln. I, V, VI bzw. VII:
    C + O2 → CO2 –393,8 kJ
    CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 +284,0 kJ
    CO + 2H2 → CH3OH –128,2 kJ
    2CO + 4H2 → CH3OCH3 + H2O –207,4 kJ
    Energieausbeute (Methanol) –238,0 kJ
    Energieausbeute (Dimethylether) –317,2 kJ
  • Bezogen auf die theoretisch maximal ausbeutbare Reaktionsenthalpie nach I und IX ergibt sich eine Energieeffizienz von 19% (MeOH) bzw. 25% (DME), sowie der Möglichkeit, abgetrenntes Kohlenmonoxid zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen.
  • Beispiel 2: Route B
  • Aus dem Reformerabgas, also dem im Reformationsprozess gebildeten Gas kann auch nach einer Kohlenmonoxidabtrennung gebildeter Wasserstoff rückgeführt und als Energiequelle nutzbar gemacht werden. Für die Energiebilanz ergibt sich nach Kombination der Gln. I, IV und VIII:
    C + O2 → CO2 –393,8 kJ
    CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 +284,0 kJ
    H2 + ½O2 → H2O –286,0 kJ
    Energieausbeute –681,8 kJ
  • Bezogen auf die theoretisch maximal ausbeutbare Reaktionsenthalpie nach Gln. I und IX ergibt sich eine Energieeffizienz von 53% bei 100% CO2-Einsparung, sowie erneut der Möglichkeit, abgetrenntes Kohlenmonoxid zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen.
  • Beispiel 3: Route A in Kombination mit Wassergas-Shift (IV)
  • Weiterhin ist denkbar, das in Route A abgetrennte Kohlenmonoxid dem Wassergas-Shift gemäß IV zu unterwerfen und so die Exothermie dieser Reaktion zusätzlich auszubeuten.
    C + O2 → CO2 –393,8 kJ
    CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 +284,0 kJ
    CO + 2H2 → CH3OH –128,2 kJ
    bzw. 2CO + 4H2 → CH3OCH3 + H2O –207,4 kJ
    CO + H2O → CO2 + H2 –41,2 kJ
    H2 + ½O2 → H2O –286,0 kJ
    Energieausbeute (Methanol) –565,2 kJ
    Energieausbeute (Dimethylether) –644,4 kJ
  • Bezogen auf die theoretisch maximal. ausbeutbare Reaktionsenthalpie nach Gln. I und IX ergibt sich eine Energieeffizienz von 44% (Methanol)-50% (Dimethylether). Entgegen der Bereitstellung von Kohlenmonoxid produziert der Wassergas- Shift nach Gl. IV Kohlendioxid. Der Reformierungsschritt dient in diesem Falle der wertschöpferischen Bereitung von Methanol bzw. Dimethylether, jedoch nicht der Nettoeinsparung von CO2 bezogen auf I.
  • Beispiel 4 Berechnung am Beispiel eines Gasturbinenkraftwerks
  • (Erd-)Gasbetriebene Kraftwerke stellen die vorteilhafteste Variante für die Umsetzung dar, da z. B. Methan vor Ort für den Reformationsprozess nach Gl. 5 zur Verfügung steht.
  • Route A
  • Für die Energiebilanz ergibt sich nach Kombination der Gln. IX bis VII und IX:
    CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O –890,5 kJ
    CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 +284,0 kJ
    CO + 2H2 → CH3OH –128,2 kJ
    bzw. 2CO + 4H2 → CH3OCH3 + H2O –207,4 kJ
    Energieausbeute (Methanol) –734,7 kJ
    Energieausbeute (Dimethylether) –813,9 kJ
  • Bezogen auf die theoretisch maximal ausbeutbare Reaktionsenthalpie nach IX ergibt sich eine Energieeffizienz von 41% (Methanol) – 46% (Dimethylether). Zusätzlich stehen wertvolle Industriechemikalien ((Methanol/Dimethylether/CO) zur Verfügung, die weiteren wertschöpferischen Prozessen zur Verfügung stehen.
  • Berechnung nach Route B
  • Es kann nach dem Reformationsprozess nach einer Kohlenmonoxidabtrennung gebildeter Wasserstoff rückgeführt und als Energiequelle dienen. Für die Energiebilanz ergibt sich nach Kombination der Gln. V, VIII und IX:
    CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O –890,5 kJ
    CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 +284,0 kJ
    H2 + ½O2 → H2O –28,0 kJ
    Energieausbeute –1178,5 kJ
  • Bezogen auf die theoretisch maximal ausbeutbare Reaktionsenthalpie nach IX ergibt sich eine Energieeffizienz von 66%.
  • Zusätzlich steht Kohlenmonoxid als Nutzchemikalien für weiterverarbeitende Prozesse zur Verfügung.
  • 2.3 Route A in Kombination mit Wassergas-Shift (IV) Weiterhin ist denkbar, das in Route A abgetrennte Kohlenmonoxid dem Wassergas-Shift gemäß IV zu unterwerfen und so die Exothermie dieser Reaktion zusätzlich auszubeuten.
    CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O –890,5 kJ
    CO2 + CH4 → 2CO + 2H2 +284,0 kJ
    CO + 2H2 → CH3OH –128,2 kJ
    bzw. 2CO + 4H2 → CH3OCH3 + H2O –207,4 kJ
    CO + H2O → CO2 + H2 –41,2 kJ
    H2 + ½O2 → H2O –286,0 kJ
    Energieausbeute (Methanol) –1061,9 kJ
    Energieausbeute (Dimethylether) –1141,1 kJ
  • Bezogen auf die theoretisch maximal ausbeutbare Reaktionsenthalpie nach IX ergibt sich eine Energieeffizienz von 60% (Methanol) – 64% (Dimethylether). Entgegen der Bereitstellung von Kohlenmonoxid produziert der Wassergas-Skift nach IV Kohlendioxid. Der Reformierungsschritt dient in diesem Falle der wertschöpferischen Bereitung von Methanol bzw. Dimethylether, jedoch nicht der Nettoeinsparung von CO2 bezogen auf IX.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zur Reformierung von Kohlendioxid und Abgas aus einem Kraftwerk mittels Hochspannungsfeld. Durch die energetisch hocheffiziente, elektrochemisch-getriebene und bevorzugt hochspannungsgepulst durchgeführte Reformierung von CO2, besteht erstmals die Mög lichkeit, bei Raumtemperatur und Normaldruck die Umwandlung von CO2 in energetisch angehobene Precursorchemikalien (Kohlenmonoxid CO und Wasserstoff H2) zu betreiben. Diese Stoffe können selbst zu wertvollen Energieträgern wie flüssiges Methanol oder gasförmigen Dimethylether umgewandelt werden. Gleichzeitig fällt Kohlenmonoxid an, welches nach einer Abtrennung etwa der chemischen Industrie für die Kunststoffsynthese, Fischer-Tropsch-Umwandlungen oder anderweitiger Prozesse angeboten werden kann. Da Kraftwerke, erdgasbetriebene GuD-Anlagen im besonderen, naturgemäß große Mengen Kohlendioxid durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugen, bietet sich die Kombination mit der angedachten Reformierung an, um unter moderaten Nettoenergieeinbußen wertschöpferisch Nutzchemikalien aus Kohlendioxid zu bereiten. Weiterhin besteht die Möglichkeit der vollständigen CO2-Vermeidung und bietet damit die Möglichkeit einer kohlendioxidneutralen Energieerzeugung. Im Gegensatz zu Konzepten des „Pre- und Post-Combustion Carbon Capture” mit sich anschließender Sequestrierung ermöglicht die geplante. Umsetzung die ökologische und ökonomische Nutzung des anfallenden Kohlendioxids. Dies stellt somit auch einen Beitrag zur Vermeidung des Treibhausgaseffektes dar.
  • Die Erfindung betrifft die Verwertung von Kohlendioxid aus Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen arbeiten. Hier wird erstmals über die Einleitung des Kraftwerkabgases in einen Hochspannungsreformer Kohlendioxid abgebaut.
  • 1
    Kohle, Gas, Erdöl
    2
    Verbrennung
    3
    Gas/Dampf-Erzeugung
    4
    Stromerzeugung in Turbine/Generator
    5
    Reformer
    6
    Erdgas
    7
    HV-Transformator
    8
    Netzeinspeisung
    9
    MeOH/DME-Synthese
    10
    CO-Wäscher
    11
    CO-Speicherung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - S. Kado; K. Urasaki, Y. Sekine, K. Fujimoto: Low temperature reforming of methane to synthesis gas with direct current pulse discharge method, Chem. Commun. 415–416 (2001) [0012]
    • - Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: Nonequilibrium Pulsed Discharge: A Novel Method for Steam Reforming of Hydrocarbons or Alcohols, Energy Fuels, 18(2), 455–459, (2004) [0012]
    • - Y. Sekine, K. Urasaki, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi: High-Efficiency Dry Reforming of Biomethane Directly Using Pulsed Electric Discharge at Ambient Condition, Energy & Fuels, 22, 693–694 (2008) [0012]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftwerkes mit fossilen Brennstoffen, bei dem das aus der Verbrennung kommende und mit Kohlendioxid sowie Kohlenwasserstoff angereicherte Abgas in einen Reformer eingeleitet wird, in dem durch Anlegen eines Hochspannungsfelds die Gase des Abgases zumindest teilweise in Kohlenmonoxid und Wasserstoff umgewandelt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Hochspannungsfeld in dem Reformer gepulst betrieben wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Reformer unter Normaldruck betrieben wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Reformer mit Temperaturen im Bereich von 15°C bis 200°C betrieben wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Zusammensetzung des Abgases durch Zugabe weiterer Gase für die Umsetzung im Reformer optimiert wird.
  6. Kraftwerk, einen Verbrennungsofen, einen Gas/Dampferzeuger sowie eine daran angeschlossene Turbine umfassend, dadurch gekennzeichnet, dass Leitungen vorgesehen sind, durch die ein Teil des in der Turbine erzeugten Stroms in einen Hochspannungstransformator geleitet wird und weitere Leitungen vorgesehen sind, durch die das mit Kohlendioxid und Kohlenwasserstoff angereicherte Abgas aus dem Kraftwerksprozess in einen Reformer geführt wird, wobei die erzeugte Hochspannung in dem Reformer ein Hochspannungsfeld erzeugt, durch das Kohlendioxid und ein Kohlenwasserstoff enthaltendes Gas, in Kohlenmonoxid und Wasserstoff umgewandelt wird.
  7. Kraftwerk nach Anspruch 6, bei dem weitere Leitungen vorgesehen sind, die zumindest einen Teil des Reformerabgases einem Prozess zur Methanol/Dimethylethersynthese zuführt (A) und/oder einen Teil des Reformerabgases einem Kohlenmonoxid-Wäscher (B) zuführt.
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