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DE2400772A1 - Anlage zur aufbereitung und aufschliessung von fossilen brennstoffen zu schwefelarmen produkten und verwertung dieser produkte fuer eine kombinierte strom- und gaserzeugung - Google Patents

Anlage zur aufbereitung und aufschliessung von fossilen brennstoffen zu schwefelarmen produkten und verwertung dieser produkte fuer eine kombinierte strom- und gaserzeugung

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DE2400772A1
DE2400772A1 DE2400772A DE2400772A DE2400772A1 DE 2400772 A1 DE2400772 A1 DE 2400772A1 DE 2400772 A DE2400772 A DE 2400772A DE 2400772 A DE2400772 A DE 2400772A DE 2400772 A1 DE2400772 A1 DE 2400772A1
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Klaus Dr Ing Knizia
Ernst Dr Ing Schuster
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Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Original Assignee
L&C Steinmueller GmbH
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Priority to AU77170/75A priority patent/AU490928B2/en
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Description

Dr. Klaus Knizia 5202 Hennef, den 4.1.1974
Dr. Ernst Schuster ^0
Pat entanmeldung
Anlage zur Aufbereitung und Aufschließung von fossilen Brennstoffen zu schwefelarmen Produkten und Verwertung dieser Produkte für eine kombinierte Strom- und Gaserzeugung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Aufbereitung und Aufschließung von fossilen Brennstoffen, wobei unter Wärmeeinwirkung schwefelarme feste und/oder gasförmige Produkte e-ntstehen, die für eine kombinierte Strom- und Gaserzeugung verwendet werden.
Es ist bekannt, nicht- oder nur schwachbackende Kohle unter Druck in einer Kammer zu vergasen, wobei Gase mit niedrigem Heizwert erzeugt werden (im Mittel unter 2 500 Kcal/nr ). Diese Gase werden als Brenngas in einem nachgeschalteten Dampferzeuger und/oder einer Gasturbine verbrannt oder nach Umwandlung mit Ausscheidung bestimmter Gasbestandteile zu Synthesegas aufbereitet oder durch Abtrennung des Methananteils zu Gas mit erdgasähnlicher Qualität aufgewertet. Es ist bekannt, daß zur Vergasung Wärme zugeführt werden muß. Diese Wärme wird bei der bekannten Anlage durch Teilverbrennung der zu vergasenden Kohle mit Luft gedeckt. Infolge des hohen Stickstoffanteils der Luft führt aber die Teilverbrennung der Kohle zu einer starken Reduzierung des
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Heizwertes des Vergasungsgases.
Um diesen entscheidenden Nachteil zu verhindern, ist es ferner "bekannt, anstelle von Luft als Vergasungsmittel Wasserdampf zu "benutzen. Hierbei ist es jedoch erforderlich, die Vergasungswärme von außen zuzuführen. Bei dieser Kohle-Vergasungsmethode (Wassergas) werden für das erzeugte Gas untere Heizwerte in der Größenordnung von 2 500 bis 3 000 Kcal/nr erreicht. Nachteilig "bei dieser Methode ist, daß der relativ große Wärmebedarf von außen gedeckt werden muß, was bei den im allgemeinen kleinen Druckvergasungseinrichtungen auf Schwierigkeiten stößt. Es ist auch bekannt, für den Vergasungswärmebedarf die Wärme aus Hochtemperatürreaktoren heranzuziehen.
Bei der bekannten Anlage zur Erzeugung von Gas oder Kohle und Verwertung des Gases zur Stromerzeugung und Gasversorgung sind die einzelnen Anlagenteile hintereinandergeschaltet und nicht entkoppelbar, so daß bei Ausfall der Gaserzeugungsanlage auch die Stromerzeugung und die Gasversorgung ausfallen. Ein weiterer entscheidender Nachteil ist darin zu sehen, daß die gesamte erzeugte Gasmenge entschwefelt werden muß, um eine Verwertung zu einem umweltfreundlichen Endprodukt, z.B. Rauchgas eines Dampferzeugers zu ermöglichen. Als ganz besonderer Nachteil ist die Tatsache anzusehen, daß bei der bekannten Vergasungsmethode nur nicht- oder schwachbackende Kohle verwendet werden kann, womit zwangsläufig nur eine geringe Bandbreite des gesamten Kohlebandes verwertbar ist.
Ausgehend von diesen entscheidenden Nachteilen -keine Entkoppelbarkeit der Anlagenteile, Entschwefelung großer Gasmengen, Beschränkung auf bestimmte Kohlen- hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Anlage zur Aufbereitung und Aufschließung von fossilen Brennstoffen jedweder Beschaffenheit zu entwickeln, wobei unter Wärmeeinwirkung schwefelarme feste und/oder gasförmige Produkte entstehen, die für eine kombinierte Strom- und Gaserzeugung verwendet werden, und wobei die Anlagenteile
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so einander zugeordnet sind, daß die bei der Aufschiießung gewonnenen festen und/oder gasförmigen Produkte in unterschied! iclier Menge einzeln oder gemeinsam den verschiedenen Verwertungsbereichen zugeführt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung eine Anlage vorgeschlagen, die durch die Kombination folgender Anlagenteile gekennzeichnet ist:
a) Einer Aufbereitungsstation, bestehend aus mindestens einer Zerkleinerungseinrichtung sowie mindestens einer Aufschlußstation, bestehend aus mindestens einer ein- oder mehrstufigen Entgasungseinrichtung, wahlweise mindestens einer ein- oder mehrstufigen Vergasungseinrichtung und wahlweise mindestens einer ein- oder mehrstufigen VorOxydationseinrichtung;
b) einer Wärmeerzeugungsstation für den Wärmebedarf
der Brennstoffaufbereitung und BrennstoffaufSchließung, bestehend aus mindestens einem konventionellen Dampferzeuger und gegebenenfalls zusätzlich mindestens einem Hochtemperaturreaktor;
c) einer Station zur Trennung des festen von dem gasförmigen Produkt;
d) einer Station zur Verteilung des festen Produktes für eine Verbrennung in der Brennkammer eines Dampferzeugers und/oder einer Vergasung zur Erzeugung von Synthesegasen;
e) einer Station zur Reinigung, insbesondere Entschwefelung des gasförmigen Produktes;
f) einer Station zur Verteilung des gereinigten gasförmigen Produktes in die Brennkammer, mindestens einer Gasturbine und/oder in das Netz der
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allgemeinen Gasversorgung und/oder nach gegebenenfalls weiterer Aufbereitung in spezielle Industriegasnetze;
g) einer Station zur Umwandlung der aus der Gasreinigung kommenden Schwefelverbindungen;
h) gegebenenfalls einer Sammle- und/oder Misclistation für den Schwefel und die Schlacke aus dem oder den Dampferzeugern.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage lassen sich in folgende Punkte zusammenfassen:
1. Zur Entschwefelung der Kohle braucht nicht der gesamte Brennstoff in Gasform überführt zu werden, da der in der Kohle enthaltene Schwefel bei der Entgasung überwiegend an das erzeugte Gas übergeht und nur diese Gasmenge zu entschwefeln ist· Eine Vergasung der Kohle insgesamt könnte nur unter Einsatz von Luft geschehen, da anderenfalls hohe Kosten für die Sauerstofferzeugung zur Unwirtschaftlichkeit führen wurden. Sie würde neben Wasserstoff, Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid zu einem hohen Ballastanteil von Stickstoff führen und somit nicht nur zu einem Gas von niedrigem Heizwert, sondern für die Entschwefelung des Gases auch aufwendigere, weil größere Anlagen erfordern. Bei der Anlage nach der Erfindung treten aus der Kohle nur Wasserstoff, Kohlenwasserstoffe, geringere Mengen Kohlenmonoxid und der an Wasserstoff gebundene Schwefel aus.
2. An die Kohle brauchen keine besonderen Anforderungen, z.B. geringe Backfähigkeit, bestimmte Gehalte an flüchtigen Bestandteilen usw. gestellt zu werden. Es läßt sich jede Stein- und Braunkohle einsetzen.
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3. Das öe nach Aufteilung der Entgasungs- "bzw. Vergasungseinrichtung gewonnene, zum Teil hochkalorige Gas kann zum Einsatz in einem dem Dampfkraftprozeß vorgeschalteten Gasturbinenprozeß verwendet werden, wodurch die thermodynamisehen Vorteile des gekoppelten Gas-Dampfkraftwerks entstehen, was zu einem höheren Wirkungsgrad führt, als er "bei konventionellen Kohlekraftwerken erzielbar ist und außerdem die Investitionskosten senkt.
4. Das gewonnene Gas kann auch als Industriegas, z.B. Synthesegas für die chemische Industrie oder zur Erzreduktion eingesetzt werden, es kann aber auch zu einem Teil als hochkaloriges Gas der allgemeinen Gasversorgung zugeführt werden.
5« Das "bei der AufSchließung entstehende feste Produkt -Koksstaub- bindet in dieser Form sämtliche mit der Kohle eingebrachte Asche, die bei der Verbrennung des Koksstaubes in der gegebenenfalls als Schmelzkammer ausgebildeten Brennkammer des Dampferzeugers als granulierte Schlacke abgezogen werden kann.
'6. Das Dampfkraftwerk kann, entkoppelt von der Gaserzeugung, der Entschwefelung und dem Gasturbinenprozeß als herkömmliches Kraftwerk betrieben werden. Die Verfügbarkeitswerte für alle hintereinander geschalteten Anlagen verringern somit nicht multiplikativ die Verfügbarkeit der Stromerzeugungsanlage. Das ergibt einen wesentlichen Vorteil gegenüber der bisher bekannten Anlage, der besonders beim Einsatz von kapitalintensiven Hochtemperaturreaktoren (HTGE) wirksam werden wird.
7. Der Gasgewinnungs- und der Entschwefelungsprozeß
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sind vom eigentlichen Kraftwerk auch so zu entkoppeln, daß das Kohlekraftwerk unter Berücksichtigung des späteren Einsatzes einer Gaserzeugungs- und Entschwefelungsanlage früher getaut und in der ersten Zeit mit einer schwefelarmen Kohle betrieben werden könnte.
8. Der Gasturbinen- und der Dampfkraftprozeß sind ebenfalls voneinander zu entkoppeln. Für den Fall des Stillstandes der Gasturbine wie auch für den Pail einer nicht gewünschten Abgabe des erzeugten Gases als Industriegas oder für das öffentliche Hetz kann dieses Gas dem Dampferzeuger zur Verbrennung und damit der Stromerzeugung zugeführt werden. Der Vorteil der Entschwefelung der Kohle bleibt bestehen.
9. Der an Wasserstoff gebundene Schwefel läßt sich zu elementarem Schwefel aufarbeiten, z.B. einschmelzen und in granulierter oder stückiger Form gemeinsam mit der granulierten Kohlenschlacke aus dem Dampferzeuger, z.B. als Blasversatz, wieder in das Bergwerk einbringen.
10. Die Anlage nach der Erfindung erlaubt auch die Einkoppelung von Wärme aus Hochtemperaturreaktoren für den Aufbereitungs- und Aufschließungsprozeß. Die vorgeschlagene Koppelung von Hochtemperaturreaktoren mit Kohlekraftwerken ermöglicht die Lösung des Problems der Gaserzeugung mit Hilfe von Kernenergie, bei gleichzeitiger Lösung des Problems der Ascheabfuhr, der Entschwefelung und der Erzeugung von elektrischer Energie mit hoher Wirtschaftlichkeit.
11. Die erfindungsgemäße Anlage ist jedoch auch entkoppelt von dem Hochtemperaturreaktor be-
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triebsfähig, d.h. es können mehrere in einem Block zusammengefaßte Kohlekraftwerke mit der im Rahmen der Erfindung liegenden Brennstoffaufbereitung und BrennstoffaufSchließung zu schwefelarmen Brennstoffen -Koksstaub, Gas- erstellt werden, wobei der aus den Rauchgasen, der Dampferzeuger gedeckte Wärmebedarf für den Brennstoffaufbereitungs- und Aufschliessungsprozeß später aus einem oder mehreren Hochtemperaturreaktoren gedeckt werden kann.
12. Die im Rahmen der Erfindung liegende Brennstoffaufbereitung und Brennstoffaufschließung des ursprünglichen Energieträgers Kohle in ein gasförmiges Produkt erlaubt einen wirtschaftlichen Transport dieses Energieträgers in revierfremde Gebiete zur dortigen Umsetzung in elektrische Energie oder zu anderer Verwertung.
13. Bei der erfindungsgemäßen Anlage kann infolge der Aufschließung der Kohle zu mengenmäßig unterschiedlichen gasförmigen und festen Produkten jederzeit eine Anpassung an den jeweiligen Strom- bzw. Gasbedarf erfolgen.
14-. Der fossile Brennstoff dient als Energiespeicher und kann durch eine Leistungssteigerung auf der Aufbereitungs- und Aufschließungsseite einen gasseitigen Spitzenbedarf kurzfristig decken, ohne daß eine Gasspeicherung vorgesehen sein muß.
Die zur Zeit übliche Verfahrenstechnik, nach der Kohle in Dampfkraftwerken in elektrische Energie umgewandelt wird, führt gemeinsam mit den hohen Brennstoffpreisen der Kohle zu Stromerzeugungskosten, die gegenüber Kernenergie nicht konkurrenzfähig sind. Hinzu kommt, daß zur Zeit Rauchgas-
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entschwefelungsverfahren nicht in ausreichendem Haße erprobt sind, um die von Seiten des Umweltschutzes gestellte Forderung nach Unterdrückung der SOp-Emission erfüllen zu können. Diese Rauchgasentschwefelungsverfahreh wurden darüberhinaus die Stromerzeugungskosten um größenordnungsmäßig mehr als 20 % erhöhen. Infolge der zunehmenden Verknappung von flüssigen und gasförmigen Energieträgern kommt den festen fossilen Energieträgern wachsende Bedeutung für die Gas- und Stromerzeugung zu. Dazu bedarf es einer Anlage, die bei geringeren Investitionskosten mit höherem Wirkungsgrad die Strom- und Gaserzeugung durchzuführen gestattet und außerdem einen weit geringeren Aufwand für die Entschwefelung des Brennstoffs erfordert, als er sich bei der Rauchgasentschwefelung ergibt.
Da die erfindungsgemäße Anlage zur Verbesserung des Prozesses der Stromerzeugung aus Kohle bei gleichzeitiger Entschwefelung ohnehin an eine Entgasung und gegebenenfalls an eine Teilvergasung des Brennstoffes gebunden ist, stellt die Auskoppelung dieses so erzeugten und in einer H^S-Wäsche gereinigten Gases aus dem Prozeß Industriegas oder Gas für die allgemeine Versorgung sowie andere Entgasungsprodukte, z.B. Benzol, zur Verfügung. Sollten darüberhinaus die Industriegase oder das Gas für die allgemeine Versorgung in weit größerem Umfang als bisher aus Kohle hergestellt werden müssen, so ergäbe sich der wesentliche Vorteil, Wärme aus Hochtemperaturreaktoren für den Brennstoffaufbereitungs- und AufSchließungsprozeß einkoppeln zu können und somit die Wirtschaftlichkeit des gesamten Verfahrens wegen der billigeren Wärme aus Hochtemperaturreäktoren zu verbessern.
Der Einsatz des entstandenen Kokses als Brennstoff
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— ν? —
im Dampferzeuger verringert das C/H-Verhältnis des erzeugten Gases in einem dem Einsatz von öl vergleichbaren Maß.
Zusätzlich kann,ein Teil des "bei der Entgasung erzeugten Koksstaubes mit Wasserdampf durch Teilverbrennung desselben oder besser durch Wärmezufuhr von außen, z.B. Wärme aus Kernenergie, vergast werden.
Anhand der in den Figuren dargestellten Zeichnungen ist die erfindungsgemaße Anlage nachfolgend beispielsweise beschrieben. Es zeigen:
Pig. 1 in schematischer Darstellung den Brennstoff- und Energiefluß;
Pig. 2 in schematischer Darstellung das Zusammenwirken der einzelnen Anlagenteile.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist für die Brennstoffaufschließung zu Koksstaub und Gas -wie auch für das Kohlekraftwerk- gemeinsam eine Kohleaufbereitung vorgesehen. Diese Kohleaufbereitung kann für den Fall, daß die Erzeugungsanlage für Koksstaub und Gas nicht in Betrieb ist- wie die Verbindungslinie andeutet- das Kohlekraftwerk mit Brennstoff versorgen und damit die Stromerzeugung ermöglichen. Die Kohleaufbereitungsanlage versorgt jedoch im Normalbetrieb die Brennstoffaufschließungsanlage. Das erzeugte Gas wird über die Entschwefelungsanlage geleitet und dort gereinigt. Der in der Aufschliessungsanlage nicht umgesetzte Kohlenstoff wird als Koks dem Kohlekraftwerk zugeführt und dort für die Stromerzeugung verbrannt. Das Gas wird nach
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seiner Entschwefelung dem Gasturbinenproζeß oder anderen Verbrauchern zugeführt. Es verläßt die Gasturbine mit hohem LuftÜberschuß im Temperaturbereich um 400 ° C und geht als Verbrennungsluft zum Kohlekraftwerk zurück. Der z.B. spater einzusetzende Hochtemperaturreaktor gibt Dampf hoher Temperatur an das BrennstoffaufSchließungssystem ab, vermag aber auch gleichzeitig Wärme und Dampf für weitere Verfahren zur Umwandlung des erzeugten Gases in Industriegas-e beliebig anderer Beschaffen heit bereitzustellen. Da in diesem Fall gereinigtes Gas, Wasserdampf und Wärme für die Prozeßführung erforderlich sind, wird aus dem Hochtemperaturreaktor entweder nur Wasserdampf oder aus dem Helium Wärme in Gas-Wärmetauschern entnommen. Aus den die Zusammenfassung dieser Systeme begrenzenden Linien tritt nach rechts zur vereinfachten Darstellung der erzeugten Produktion die elektrische Energie aus, wobei Primärenergie in elektrische Energie im Hochtemperaturreaktor, im Gasturbinenprozeß und im Kohlekraftwerk durch Umwandlung gewonnen wird. Aus der Begrenzungslinie nach oben treten Industriegas und Gas für die allgemeine Versorgung und sonstige gewonnene Rohstoffe aus. Aus der Begrenzungslinie unterhalb der zusammengefügten Systeme tritt die granulierte Schlacke aus der Dampferzeugung des Kohlekraftwerks sowie der granulierte Schwefel aus der Entschwefelungsanlage aus, die beide gemeinsam z.B. als Blasversatz dem Bergbau zugeführt werden, dazu die Abwärme aus HTG-Eeaktor und Kohlekraftwerk. Durch die linke Begrenzungslinie tritt die Primärenergie in die gesamte Anlage ein, in diesem EaIl Steinkohle, gegebenenfalls auch Braunkohle und Kernenergie. Hinzu kommt
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als Primärstoff noch. Wasser.
Dieses vereinfachte Diagramm soll verdeutlichen, daß neben der Entkoppelungsmöglichkeit der einzelnen Anlagenteile die Stromerzeugung auch, "bei Ausfall der BrennstoffaufSchließungsanlage und Entschwef elungsanlage immer gesichert ist ("bei Ausfall der Gasturbine "bleibt das Kohlekraftwerk und der Hochtemperaturreaktor in Betrieb, beide ebenfalls unabhängig voneinander) und ein Baukastensystem angewendet wird, bei dem alle Anlagenteile zeitlich hintereinander geschaltet werden können, wie es den einzelnen möglichen Aufbauschritten entspricht. Zunächst kann das Kohlekraftwerk und danach die Brennstoffaufschließungs- und Entschwefelungsanlage errichtet werden. Dazu kann gleichzeitig der Gasturbinenprozeß vorgeschaltet werden und nach Aufbau einiger Kraftwerks- und dazugehöriger Brennstoffaufbereitungs- und AufSchließungsblöcke letzterem ein Hochtemperaturreaktor vorgeschaltet werden, der diese Blockeinheiten mit Dampf und Wärme versorgt.
Pig. 2 erläutert das brennstoff- und energieseitige Zusammenwirken der einzelnen Anlagenteile in einem Ausführungsbeispiel. Je nach Art und Menge der gewünschten Gasproduktion wird die Brennstoffaufschließungsanlage von der beschriebenen Anlage abweichen.
Die von der Zeche oder dem Kohlenlagerplatz angelieferte Kohle 1 wird in einen Kohlenbunker 2 abgekippt und über Kohlenstaubzuteiler 3 den Kohlemühlen 4 zugeteilt. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Anlagen
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wird der gemahlene Kohlenstaub nicht durch Luft aus den Mühlen ausgetragen, was die Temperatur des Kohlenstaub-Luftgemisches wegen der möglichen Zündgefahr auf etwa I30 0C begrenzt, sondern durch Rauchgas, das dem Dampferzeuger des Kohlekraftwerks entnommen wird und gegebenenfalls vorher die Sehne11oxidation 8 durchströmt hat. Dieses Rauchgas enthält nur geringe Mengen Sauerstoff und hat somit den Charakter eines Inertgases. Die in der Kohle enthaltene Feuchtigkeit wird durch das Rauchgas verdampft und in einem Brüdenabscheider 5 mit dem Inertgas gemein sam aus dem Prozeß abgeführt. Der Kohlenstaub wird der BrennstoffaufSchließung zugegeben. Diese besteht im wesentlichen aus einer Anlage zur Schnelloxidation 8 und mindestens einer Reaktionskammer zur Entgasung und/oder Vergasung.
Nachdem das Kohlenstaub-Trägergasgemisch den Brüdenabscheider passiert hat, tritt der Kohlenstaub in den Schnelloxidator 8 ein. Hier wird die über das Gebläse 33 geförderte und im Dampferzeuger des Kraftwerks in einem Lufterhitzer 31 hocherhitzte Luft über die Leitung 9 zur Voroxidation des Kohlenstaubs zugeführt. Der Lufterhitzer 31 kann selbstverständlich auch außerhalb des Dampferzeugers liegen und/oder mit anderen Värmeträgern als Kesselrandgas beaufschlagt werden. Nach der Voroxidation wird das Kohlenstaub-Trägergasgemisch in einem Luft-Kohletrenner 10 von der Luft getrennt. Diese Luft wird über die Leitung 11 der Brennkammer des Dampferzeugers zugeführt. Da der mit ihr mitgeführte Kohlenstaub in der Brennkammer für die Stromerzeugung verbrannt wird, also nicht verloren
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geht, ist die Höhe des Abscheidewirkungsgrades des Luft-Kohletrenners 10 von nicht allzu großer Bedeutung. Die von der Luft getrennte Kohle wird danach der oder den Reaktionskammer (n) 12 zugeführt. Hier wird die Entgasung bzw. Teilvergasung des Brennstoffes durchgeführt. An dieser Stelle kann Wasserdampf in das Kohlenstaub-Trägergasgemisch eingeblasen werden, wenn die Gasausbeute erhöht werden soll, d.h. ein Teil des Kohlenstoffs zusätzlich vergast werden soll. Dieser Wasserdampf könnte einem Hochtemperaturreaktor entstammen. An dieser Stelle ließe sich bei indirekter Beheizung jedoch auch Wärme aus dem Helium des Hochtemperaturreaktors in den Brennstoffaufschließungsprozeß einkoppeln. In dem Fließdiagramm der Pig. 2 ist die Wärmezufuhr für die Brennstoffaufschließung dargestellt durch einen Gasstrom, der über das Gebläse 28 und den Gaserhitzer 30 im Dampferzeuger des Kohlekraftwerks und die Leitung 27 einen Teil der erforderlichen Wärme der oder den Reaktionskammer (n) 12 zuführt. Der Gaserhitzer 30 kann selbstverständlich auch außerhalb des Dampferzeugers liegen und/oder mit anderen Wärmeträgern als Kesselrandgas beaufschlagt werden. Im Gas- und Kokstrenner 13 wird das erzeugte Gas vom Koksstaub getrennt. Der Koksstaub wird über eine Zwischenbunkerung 14- durch ein pneumatisches System der Feuerung des Dampferzeugers zugeführt, wobei als Trägergas Inertgas, z.B. Rauchgas, eingesetzt werden kann. Dieses Gas wird hinter dem Elektrofilter 35 entnommen und über das Gebläse 37 und über die Leitung 16 der pneumatischen Förderung zugegeben. Die Güte der Gas-Kokstrennung in 13 ist maßgebend für die Belastung der Teer- und Staubabscheidung bei 19· Das heiße
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Gas gibt im A"bhitzedampf erzeuger 18 und im Abhitzewärmetauscher 20 seine Wärme z.B. an den Dampfkraftprozeß des Kohlekraftwerks ab. Dazwischen geschaltet ist die Teer- und Staubabscheidung bei 19, die in einem für die Teerabscheidung günstigen Temperaturbereich liegt. Über die Leitung 39 wird der abgeschiedene Teer und Bestkoks ebenfalls dem Dampferzeuger 29 zugeführt, falls er nicht als Koppelprodukt Verwendung.findet. Das gereinigte und abgekühlte Gas wird über den Gaskompressor 21 der HpS-Wäsche zugeführt. Hier wird der Schwefelwasserstoff aus dem Gas abgeschieden und der Claus-Anlage 23, der Schwefelgranulierung 24 und schließlich dem Schwefelbunker 25 zugeführt. In 26 findet gegebenenfalls die Abscheidung höherer Kohlenwasserstoffe statt, so daß von da ab ein Gas zur Verfugung steht, das über 48 entweder als Synthesegas oder als Methan oder zur weiteren Konvertierung mit Hilfe von Wasserdampf und Wärme aus einem Hochtemperaturreaktor abgezogen werden kann. Da bei einer bestimmten Leistung des Kohlekraftwerks z.B. 690 MW und einer zugeordneten Leistung des Gasturbinenprozesses von z.B. 110 MW, abhängig von der eingesetzten Kohlensorte, gegebenenfalls mehr Gas erzeugt wird, ist dieses Gas, falls es nicht nach außen abgegeben werden kann, entweder in einem weiteren offenen Gasturbinenprozeß, dessen Abwärme möglicherweise zur Prozeßdampferzeugung (Fernwärme usw.) zu nutzen ist, einzusetzen, oder aber ebenfalls dem Dampferzeuger 29 zur Verbrennung zuzuführen. Im vorgeschalteten Gasturbinenprozeß, der aus dem Luftkompressor 44, der Gasturbinenbrennkammer 45 und der Gasturbine 46 besteht, wird schließlich ein Teil des Gases verbrannt. Da, abhängig von der maximal zulässigen Gasturbineneintrittstemperatur, diese Verbrennung mit einem hohen Luftüberschuß
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erfolgen muß, tritt das Afcgas aus der Gasturbine mit ca. 400 °C und einem hohen Restluftüberschuß als Verbrennungsluft in den Dampferzeuger 29 ein. Die im Elektrofilter 35 des Dampferzeugers 29
abgeschiedene Flugasche wird über die Leitung 38 dem Dampferzeuger wieder zugeführt und in dessen Schmelzkammer eingeschmolzen und danach -wie i auch heute üblich- in granulierter Form abgezogen. Ufcer den Bunker 41 kann "bei 42 schließlich das
Granulat der Kohleasche mit dem granulierten
Schwefel gemeinsam zum Bergeversatz in das Berwerk zurückgeführt werden.
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Claims (1)

  1. Dr. Klaus Knizia 5202 Hennef, den 4.1.1974
    Dr. Ernst Schuster
    Pa t ent an spru ch
    Anlage zur Aufbereitung und Aufschließung von fossilen Brennstoffen, wobei unter Wärmeeinwirkung schwefelarme feste und/oder gasförmige Produkte entstehen, die für eine kombinierte Strom- und Gaserzeugung verwendet werden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Anlagenteile:
    a) Einer Aufbereitungsstation, bestehend aus mindestens einer Zerkleinerungseinrichtung sowie mindestens einer Aufschlußstation, bestehend aus mindestens einer ein- oder mehrstufigen Entgasungseinrichtung, wahlweise mindestens einer ein- oder mehrstufigen Vergasungseinrichtung und wahlweise mindestens einer ein- oder mehrstufigen Voroxydationseinrichtung;
    b) einer Wärmeerzeugungsstation für den Wärmebedarf der Brennstoffaufbereitung und Brennstoffaufschließung, bestehend aus mindestens einem konventionellen Dampferzeuger und gegebenenfalls zusätzlich mindestens einem Hochtemperaturreaktor;
    c) einer Station zur Trennung des festen von dem gasförmigen Produkt;
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    d) einer Station zur Verteilung des festen Produktes für eine Verbrennung in der Brennkammer eines Dampferzeugers und/oder einer Vergasung zur Erzeugung von Synthesegasen;
    e) einer Station zur Reinigung, insbesondere Entschwefelung des gasförmigen Produktes;
    f) einer Station zur Verteilung des gereinigten gasförmigen Produktes in die Brennkammer mindestens einer Gasturbine und/oder in das Netz der allgemeinen Gasversorgung und/oder nach gegebenenfalls weiterer Aufbereitung in spezielle Industriegasnetze;
    g) einer Station zur Umwandlung der aus der Gasreinigung kommenden Schwefelverbindungen;
    h) gegebenenfalls einer Sammel- und/oder Mischstation für den Schwefel und die Schlacke aus den Dampferzeugern.
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DE19742400772 1974-01-08 1974-01-08 Anlage zur herstellung von festen und gasfoermigen schwefelarmen produkten aus kohle fuer die kombinierte strom- und gaserzeugung Granted DE2400772B2 (de)

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