DE102009019334A1

DE102009019334A1 - Verfahren zum Betrieb eines Dampfturbinenkraftwerks sowie Einrichtung zum Erzeugen von Dampf aus Braunkohle

Info

Publication number: DE102009019334A1
Application number: DE102009019334A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Moser; Toni Rupprecht; Georg Berger; Sandra Schmidt
Original assignee: RWE Power AG
Current assignee: RWE Power AG
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-04
Also published as: CN102859304B; AU2010243947A1; WO2010124802A2; UA108074C2; RU2011148529A; AU2010243947B2; EP2435667A2; US20120055158A1; CA2759019A1; RU2523481C2; WO2010124802A3; US8850817B2; CN102859304A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Dampfturbinenkraftwerkes mit wenigstens einem mit Braunkohle befeuerten Dampferzeuger, wobei die Braunkohle einer indirekten Trocknung in einem Wirbelschichttrockner unterzogen wird, der wenigstens teilweise mit Dampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Dampferzeugers beheizt wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Rauchgas aus dem Dampferzeuger einer Gaswäsche zur Abtrennung von CO₂ unterzogen wird und dass die für die Gaswäsche benötigte Energie zumindest teilweise aus der Wirbelschichttrocknung ausgekoppelt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zum Erzeugen von Dampf aus Braunkohle mit einer Trocknungsanlage für die Braunkohle und einer Einrichtung zur CO₂-Gaswäsche des Rauchgases, wobei der Trocknungsprozess und die CO₂-Gaswäsche thermisch miteinander gekoppelt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Dampfturbinenkraftwerks mit wenigstens einem mit Braunkohle befeuerten Dampferzeuger, wobei die Braunkohle einer vorhergehenden Trocknung, vorzugsweise einer indirekten Trocknung in einem Wirbelschichttrockner, unterzogen wird, der wenigstens teilweise mit Dampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Dampferzeugers beheizt wird.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DE 103 19 477 A1 bekannt.
Im Vergleich zur Stromerzeugung aus Steinkohle geht die Verbrennung von Braunkohle mit einer höheren CO₂-Emission einher. Dies wird hauptsächlich durch höheren Wassergehalt der Braunkohle verursacht. Die grubenfeuchte Braunkohle hat etwa einen Wassergehalt von 45 bis 65%, der durch Trocknung auf etwa 10 bis 25% verringert wird. Um eine effizientere Braunkohlenverstromung zu erreichen, ist bekannt, die Braunkohle zunächst einer indirekten Trocknung in einem Wirbelschichttrockner zu unterziehen, wobei der Wirbelschichttrockner zumindest teilweise mit Dampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Dampferzeugers beheizt wird und die Energie des aus der Trocknung der Braunkohle anfallenden Brüdens zur Vorwärmung des kalten Speisewassers aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf genutzt wird. Dieses bekannte Verfahren wird auch als „WTA (Wirbelschichttrocknung mit interner Abwärmenutzung)” bezeichnet. Durch dieses Wirbelschichttrocknungsverfahren unter Ausnutzung des aus der Trocknungsanlage austretenden energiereichen Brüden im Trockner und unter Verwendung von Niederdruckdampf aus dem Dampfkreislauf des Dampferzeugers kann eine Effizienzsteigerung um 4 bis 5 Prozentpunkte gegenüber konventioneller Braunkohlekraftwerkstechnik erzielt werden. Die WTA-Technik ist beispielsweise auch aus der DE 195 18 644 C2 bekannt.
Neben der Effizienzsteigerung bzw. Wirkungsgradsteuerung spielt in moderner Kraftwerkstechnologie zunehmend eine verminderte CO₂-Freisetzung eine herausragende Rolle. Die verminderte CO₂-Freisetzung fossil gefeuerter Kraftwerke dient nicht nur der Klimavorsorge, sondern steigert zudem die Wirtschaftlichkeit der Stromerzeugung. Deshalb wird die Entwicklung von Techniken der Wirkungsgradsteigerung von Kraftwerken intensiv vorangetrieben und parallel hierzu Möglichkeiten zur CO₂-Abtrennung aus Kraftwerksabgasen und zur späteren unterirdischen Speicherung des CO₂ entwickelt.
Die derzeit praktikabelste Technik zur CO₂-Abtrennung ist die chemische CO₂-Absorption, die vergleichsweise einfach großtechnisch nachrüstbar und damit schnell umsetzbar ist. Für die CO₂-Wäsche werden jedoch erhebliche Energiemengen benötigt, die letztendlich nicht für die Stromerzeugung zur Verfügung stehen, sodass die Realisierung einer chemischen Absorption von CO₂ mit deutlichem Wirkungsgradverlust verbunden ist.
Ein geeignetes Verfahren zur Abtrennung von CO₂ aus Industrieabgasen ist beispielsweise aus der EP 1 967 249 A1 bekannt. In dieser Druckschrift ist die Anwendung der CO₂-Wäsche zur Reinigung von Rauchgasen aus Kraftwerksprozessen beschrieben. Der dort beschriebene Waschprozess umfasst die Gaswäsche des Rauchgases in einem Absorber mit einer wässrigen Lösung einer CO₂-bindenden Komponente sowie das Strippen des CO₂-beladenen Lösungsmittels in einem Desorber, in welchem das Lösungsmittel im Gegenstrom zu 110°C bis 130°C heißem Dampf geführt wird. Dieser Dampf wird in einem sogenannten Reboiler durch Erhitzen eines Teilstroms des Lösungsmittels mit Hilfe von Niederdruckdampf erzeugt. Der Niederdruckdampf mit einem Druck von etwa 4 bar wird der Überstromleitung zwischen dem Mitteldruck- und Niederdruckteil einer Dampfturbine entnommen. Bei den erhöhten Temperaturen im Desorber gibt das Lösungsmittel das CO₂ wieder ab.
Für die Regeneration des Lösungsmittels werden erhebliche Energiemengen benötigt, die dem Niederdruckteil der Dampfturbine zur Stromerzeugung entzogen werden. Bei einem nicht optimierten Waschprozess können bis zu 70% der Niederdruckdampfmenge eines Kraftwerksblocks nur für die Regeneration des CO₂-Lösungsmittels benötigt werden. Dies hat zur Folge, dass sich allein durch die Niederdruckdampfentnahme der elektrische Wirkungsgrad eines Kraftwerks um bis zu 11 Prozentpunkte verringern kann.
Zur Verbesserung dieser Energiebilanz wird in der EP 1 967 249 A1 vorgeschlagen, bei der Regeneration des CO₂-beladenen Lösungsmittels eine Stripp-Komponente zu verwenden, sodass sich die für die Erzeugung des Stripp-Dampfs im Reboiler benötigte Niederdruckdampfmenge verringert, was wiederum die zuvor erwähnte Wirkungsgradverringerung relativiert.
Trotzdem mit dem Verfahren gemäß EP 1 967 249 B1 bereits eine beachtliche Reduzierung des benötigten Niederdruckdampfes erzielt wird, ist es wünschenswert, den Niederdruckdampfverbrauch noch stärker zu verringern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines mit Braunkohle befeuerten Dampfturbinenkraftwerks sowie eine entsprechende Einrichtung mit einer CO₂-Wäsche des Abgases zu betreiben, und zwar derart, dass die für das Verfahren benötigte Niederdruckdampfmenge weiterhin verringert wird. Insbesondere soll damit die Regelfähigkeit des Dampfturbinenkraftwerks in jedem Lastzustand verbessert werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Dampfturbinenkraftwerks mit wenigstens einem mit Braunkohle befeuerten Dampferzeuger, wobei die Braunkohle einer vorhergehenden Trocknung, vorzugsweise einer indirekten Trocknung in einem Wirbelschichttrockner, unterzogen wird, der wenigstens teilweise mit Dampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Dampferzeugers beheizt wird, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass das Rauchgas aus dem Dampferzeuger einer Gaswäsche zur Abtrennung von CO₂ unterzogen wird und die für die Gaswäsche benötigte Energie zumindest teilweise aus der Trocknung ausgekoppelt wird.
Geeignete Trocknungsverfahren im Sinne der Erfindung sind alle Trocknungsverfahren, bei welchen Brüden anfallen, beispielsweise auch die Mechanisch-Thermische Entwässerung.
Auf diese Art und Weise wird erfindungsgemäß sichergestellt, dass ein Teil oder der gesamte Wärmeinhalt des Brüdens aus der Wirbelschichttrocknung für die Regeneration des mit CO₂-beladenen Waschmittels genutzt wird. An und für sich ist die Nutzung des Wärmeinhalts des Brüdens aus der Braunkohletrocknung bekannt. Die bisherigen Konzepte zur Nutzung des Wärmeinhalts des Brüdens umfassten die Vorwärmung des Kesselspeisewassers bzw. des Turbinenkondensats und/oder die direkte Vorwärmung der Verbrennungsluft mittels eines Wärmeverschiebesystems. Zudem lässt sich der Wärmeinhalt des Brüdens in der Kohletrocknung selbst nutzen, nachdem, wie dies beispielsweise in der DE 103 477 B4 beschrieben ist, mittels mehrstufiger Brüdenkompression eine Anhebung der Temperatur bzw. des Druckes durchgeführt wurde.
Die Nutzung des Wärmeinhalts des Brüdens für die Speisewasservorwärmung oder die Vorwärmung der Verbrennungsluft hat jedoch den Nachteil, dass nur ein Teil des Wärmeinhalts des Brüdens verwendet wird. Ein erheblicher Wärmeanteil kann nicht verwendet werden. Beispielsweise bei einem Kraftwerksblock mit 1100 MW Nennleistung können etwa 100 MW thermische Leistung nicht verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat je nach Menge der aus der Brüdenverdichtung ausgekoppelten Energie nicht nur den Vorzug, dass weniger Niederdruckdampf aus der Überströmleitung vom Mitteldruckteil der Turbine in den Niederdruckteil der Turbine abgezogen werden muss, vielmehr ergeben sich, wie vorstehend erwähnt, auch energetische Vorteile.
Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Restwärme zumindest eines Teils des bei der Trocknung der Braunkohle angefallenen Brüdens für die Regeneration eines CO₂-beladenen Lösungsmittels genutzt wird.
Für die Regeneration des CO₂-beladenen Lösungsmittels kann wenigstens ein Kondensationswärmetauscher Anwendung finden, der mit wenigstens einem Teilstrom des Brüdens aus der Wirbelschichttrocknung beaufschlagt wird.
Unter Lösungsmittel im Sinne der Erfindung kann auch ein Lösungsmittelgemisch zu verstehen sein. Vorteilhafterweise findet für die CO₂-Abtrennung aus dem Rauchgas des Dampferzeugers das in der EP 1 967 249 beschriebene Verfahren statt, bei welchem bei der Regeneration des CO₂-beladenen Lösungsmittels eine Strippkomponente verwendet wird, allerdings mit dem Unterschied, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die hierzu benötigte Energie zumindest teilweise aus der Wirbelschichttrocknung ausgekoppelt wird.
Um eine Kondensation des Brüdens in dem hierzu erforderlichen Wärmetauscher zu gewährleisten, wird der Brüden vorzugsweise auf einen Druck von zwischen 3 und 5 bar vorverdichtet. Das heißt, der Druck des Brüdens wird mittels Brüdenverdichtung auf ein Niveau angehoben, das einer Kondensationstemperatur von etwa 130°C entspricht. Dies hat gegenüber einer möglichen Verwendung von Niedertemperaturwärme aus dem Kraftwerksprozess den Vorzug, dass keine besonderen Maßnahmen zur Herabsetzung des Siedepunkts des Lösungsmittels erforderlich sind.
Vorzugsweise erfolgt die Verdichtung des Brüdens mittels Niederdruckdampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Dampferzeugungsprozesses. Alternativ können ein oder mehrere Brüdenverdichter auch mit elektrischer Energie betrieben werden.
Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Teilmenge der für die CO₂-Lösungsmittelregeneration benötigten Energien in Form von Niederdruckdampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Dampfturbinenprozesses ausgekoppelt wird. Beispielsweise können etwa 50% der benötigten Energie aus der Restwärme des bei der Trocknung der Braunkohle anfallenden Brüdens benutzt werden. Die übrigen 50% können in Form von Niederdruckdampf aus der Überströmleitung vom Mitteldruckteil in den Niederdruckteil der Dampfturbine gewonnen werden.
Der bei der Braunkohletrocknung im Wirbelschichttrockner anfallende Brüdenstrom kann beispielsweise in zwei Teilströme aufgeteilt werden, wobei ein Teil des Brüdens verdichtet wird und zur Regeneration des CO₂-beladenen Lösungsmittels verwendet wird, wohingegen ein anderer Teil des anfallenden Brüdens zur Vorwärmung des Kesselspeisewassers oder der Verbrennungsluft genutzt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zum Erzeugen von Dampf aus Braunkohle umfassend wenigstens einen Trockner zur Trocknung von grubenfeuchter Braunkohle, wenigstens einen mit der getrockneten Braunkohle befeuerten Dampferzeuger und wenigstens eine dem Dampferzeuger nachgeschaltete Dampfturbine, wobei sich diese Einrichtung dadurch auszeichnet, dass wenigstens eine Einrichtung zur CO₂-Wäsche des Rauchgases aus dem Dampferzeuger vorgesehen ist, die wenigstens eine Absorberkolonne zur Beladung eines Lösungsmittels mit CO₂ aus dem Rauchgas und wenigstens eine Desorberkolonne zur Regeneration des Lösungsmittels sowie wenigstens einen dem Desorber zugeordneten Reboiler umfasst, wobei der Reboiler an den Brüdenabgang des Trockners angeschlossen ist.
Der Trockner ist vorzugsweise als Wirbelschichttrockner ausgebildet.
Unter Reboiler im Sinne der Erfindung ist ein Kondensationswärmetauscher zu verstehen, der an den Sumpf der Desorberkolonne angeschlossen ist, wobei in dem Reboiler der heiße, auf etwa 4 bar vorverdichtete Brüden bei ca. 130°C kondensiert und seine Wärme an das vorgewärmte CO₂-beladene Lösungsmittel abgibt und dabei zur CO₂-Freisetzung aus dem Lösungsmittel führt.
Vorzugsweise ist zwischen dem Brüdenabgang des Wirbelschichttrockners und dem Reboiler zumindest ein Brüdenverdichter vorgesehen. Dieser Brüdenverdichter kann beispielsweise von einer mit Niederdruckdampf beaufschlagten Dampfturbine angetrieben werden.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Einrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Desorber wenigstens ein zweiter Reboiler zugeordnet ist, der an eine Niederdruckleitung des Wasser-Dampf-Kreislaufs des Dampfturbinenprozesses angeschlossen ist.
Der zweite Reboiler ist zweckmäßigerweise an die Überströmleitung zwischen Mitteldruckteil und Niederdruckteil einer Dampfturbine angeschlossen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Anlagenschemas erläutert. Aus Vereinfachungsgründen sind lediglich die Braunkohletrocknung und die CO₂-Gaswäsche dargestellt. Darüber hinaus sind wesentliche Teile des Dampfturbinenkraftwerks wie beispielsweise der Dampferzeuger, die Turbine, der Regenerator sowie der Wasser-Dampf-Kreislauf nicht dargestellt. Diese Teile eines Dampfturbinenkraftwerks sind an und für sich bekannt, ebenso ist deren Verschaltung bekannt.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft den Betrieb eines Dampfturbinenkraftwerks, welches einen mit Braunkohle befeuerten Dampferzeuger umfasst. Grubenfeuchte Braunkohle hat etwa einen Wassergehalt von 45 bis 65%, der durch Trocknung auf etwa 10 bis 25% verringert wird. Die vorgetrocknete und entsprechend zerkleinerte Braunkohle wird dem Dampferzeuger zwecks Verbrennung zugeführt. Das hier beschriebene Verfahren nutzt die Trocknung der Braunkohle in einer stationären Wirbelschicht, wobei als Fluidisierungsmittel Wasserdampf bzw. das ausgedampfte Kohlenwasser eingesetzt wird. Die erforderliche Trocknungsenergie wird über Wärmetauscher in die Wirbelschicht eingekoppelt, welche in die Wirbelschicht eingetaucht sind. Der Wirbelschichttrockner ist in der Figur mit 1 bezeichnet. Dessen Wärmetauscher 2 wird über die Anzapfdampfleitung 3 mit Anzapfdampf aus der Turbine beaufschlagt. Die grubenfeuchte Braunkohle wird aus einem Kohlebunker 4 abgezogen, in einer oder mehreren Mühlen 5 zerkleinert und dem Wirbelschichttrockner 1 aufgegeben. Am unteren Ende des Wirbelschichttrockners 1 wird die getrocknete Braunkohle abgezogen, gekühlt und mittels einer oder mehrerer Mühlen nochmals zerkleinert, bevor diese dem nicht dargestellten Dampferzeuger zugeführt wird. Der bei der Trocknung in dem Wirbelschichtrockner 1 anfallende Brüden wird in einem Elektrofilter 6 entstaubt. Hinter dem Elektrofilter 6 wird ein erster Teilstrom 7 verdichtet und dem Wirbelschichtrockner 1 als Fluidisierungsmedium wieder zugeführt. Ein zweiter Teilstrom 8 wird über einen Brüdenkondensator 9 abgeführt, wobei die Kondensationswärme zur Kesselspeisewasser- oder Verbrennungsluftvorwärmung genutzt wird.
Ein dritter Teilstrom 10, der einen wesentlichen Teil des insgesamt bei der Trocknung anfallenden Brüdens ausmacht, wird in einem Brüdenverdichter 11 auf einen Druck von etwa 4 bar (absolut) verdichtet und einem der Desorberkolonne 12 zugeordneten ersten Reboiler 13 zugeführt.
Die Desorberkolonne 12 ist Teil der nachstehend beschriebenen CO₂-Gaswäsche des Dampferzeugers. Die hierzu verwendete Rauchgaswaschanlage umfasst wenigstens eine Absorberkolonne (Waschkolonne) 14, die Desorberkolonne 12, einen zwischen der Absorberkolonne 14 und der Desorberkolonne 12 vorgesehenen Wärmetauscher 15, der vorzugsweise als Gegenstromwärmetauscher ausgebildet ist, einen mit dem Kopf der Desorberkolonne 12 verbundenen Kondensator 16, einen mit dem Sumpf der Desorberkolonne 12 verbundenen ersten Reboiler 13 sowie einen ebenfalls mit dem Sumpf der Desorberkolonne 12 verbundenen zweiten Reboiler 17.
Das Rauchgas 18 aus dem Dampferzeuger wird in der Absorberkolonne 14 bei niedriger Temperatur (beispielsweise 40°C bis 60°C) mit einer wässrigen Lösung einer CO₂-bindenden Komponente (Lösungsmittel) ausgewaschen. Ein solches Lösungsmittel kann beispielsweise eine Mischung aus Wasser mit Monoethanolamin sein.
Nachdem das CO₂-beladene Lösungsmittel 19 über den Gegenstromwärmetauscher 15 vorgewärmt wurde, wird das vorgewärmte CO₂-beladene Lösungsmittel 19 in die Desorberkolonne (auch als Desorber bezeichnet) eingeleitet. Hier strömt dem flüssigen Lösungsmittel von unten nahe dem Sumpf der Desorberkolonne 12 etwa 110°C bis 130°C heißer Dampf entgegen, der in einem der Reboiler 13, 17 durch Erhitzen eines Teilstroms des Lösungsmittels erzeugt wird. Bei diesen erhöhten Temperaturen gibt das Lösungsmittel das CO₂ wieder ab. Hinter der Desorberkolonne 12 wird das heiße CO₂/Wasser-Dampf-Gemisch durch Kondensation des Wassers in dem Kondensator 16 getrennt, wobei das Wasser anschließend in den Prozess zurückgeführt wird und das CO₂ für eine Speicherung oder Verwendung zur Verfügung steht. Das heiße CO₂-arme Lösungsmittel wird zur Abkühlung über den Gegenstromwärmetauscher 15 geführt, um anschließend als abgekühltes CO₂-armes Lösungsmittel dem Wäschekreislauf wieder zur Verfügung zu stehen. Das vom CO₂ befreite Rauchgas 18' verlässt die Absorberkolonne 14 an deren oberen Ende.
Bei der CO₂-Abgaswäsche kann beispielsweise das in der EP 1 967 249 beschriebene Verfahren unter Verwendung einer Strippkomponente Anwendung finden. Als Strippkomponente kann eine am Markt verfügbare Chemikalie verwendet werden, die mit der Waschlauge im Wesentlichen nicht mischbar ist, mit dieser praktisch nicht reagiert und die einen höheren Dampfdruck, also eine niedrige Siedetemperatur, als diese aufweisen soll. Beispielsweise kommen als Strippkomponenten Alkale, etwa Fluoralkale, in Betracht.
Diese Maßnahme dient zur Herabsetzung des Siedepunkts des Lösemittels, um hierdurch den Energieverbrauch für die Regeneration des Lösungsmittels zu reduzieren. Als Strippdampf wird der in der Desorberkolonne 12 (Stripper) geführte erhitzte Teilstrom des Lösungsmittels (Lösungsmittelgemischs) bezeichnet. Dieser Teilstrom des erhitzten Lösungsmittels wird mittels der Reboiler 13, 17 erzeugt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Verschaltung der Abgaswaschanlage gemäß Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr sind auch andere Verschaltungen möglich, beispielsweise solche wie in der EP 1 967 249 beschrieben.
Der zweite Teilstrom 8 des Brüdens kann alternativ vollständig für die Regeneration des Lösungsmittels verwendet werden. Eine Vorwärmung des Kesselspeisewassers oder der Verbrennungsluft kann mittels Rückführung des Brüdenkondensats aus dem Reboiler 13 erfolgen.
Anders als im Stand der Technik wird erfindungsgemäß ein Teil des Strippdampfs mittels eines ersten Brüden beheizten Reboilers 13 erzeugt. Hierzu wird der dritte Teilstrom 10 des Brüdens aus dem Wirbelschichttrockner 1 in dem Brüdenverdichter 11 auf einen Druck von etwa 4 bar verdichtet und in dem ersten Reboiler 13 weitestgehend kondensiert, und zwar bei einer Temperatur von etwa 130°C. Je nach Auslegung kann etwa 50% der für die Lösungsmittelsregeneration benötigte Energie aus den bei der Wirbelschichttrocknung anfallenden Brüden ausgekoppelt werden. Die restliche Energiemenge wird erfindungsgemäß über einen zweiten Reboiler 17 aufgebracht, der in bekannter Art und Weise mit Niederdruckdampf aus der Überströmleitung 20 zwischen Mitteldruckteil und Niederdruckteil der Dampfturbine betrieben wird.
Dieser Niederdruckdampf steht etwa mit 4 bar und der entsprechenden Temperatur zur Verfügung, sodass eine Konditionierung des Dampfs in der Regel nicht erforderlich ist.
Der erste und der zweite Reboiler 13, 17 werden parallel unter etwa gleichen Bedingungen betrieben. Diese sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel parallel geschaltet. Es ist vorzugsweise steuerbar, welcher Anteil an benötigtem Strippdampf von welchem Reboiler 13, 17 zur Verfügung gestellt wird.
Dabei ist es insbesondere von Vorteil, dass beide Reboiler 13, 17 bei gleicher Kondensationstemperatur arbeiten.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorzug, dass sich hierdurch die für die Regeneration des CO₂-Waschmittels im Reboiler benötigte Niederdruckdampfmenge von der Turbine deutlich verringert, dass hierdurch die hocheffiziente Niederdruckturbine während der Betriebszeit mit CO₂-Abtrennung mehr zur Stromerzeugung beiträgt, dass mehr Kondensat (mit niedriger Temperatur) hinter der Turbine anfällt, das wiederum als Wärmesenke für sonst nicht verwertbare Niedertemperaturwärme aus dem Kraftwerksprozess oder der CO₂-Wäscheanlage genutzt werden kann, dass insgesamt der Wirkungsgrad der Trockenbraunkohlekraftwerks mit CO₂-Abtrennung verbessert wird, dass dabei die Verfügbarkeit des stromerzeugenden Teils des Kraftwerks mit integrierter CO₂-Abtrennung gesichert oder verbessert wird, dass die Regelfähigkeit des Kraftwerks durch Sicherstellung ausreichender Mengen an Niederdruckdampf im ND-Teil der Turbine sichergestellt wird und einem heiß Ventilieren der Turbine entgegengewirkt wird und dass sonst notwendige Modifikationen der Turbine aufgrund der niedrigen Dampfbeaufschlagung ggf. vermieden werden können.

1: Wirbelschichttrockner
2: Wärmetauscher
3: Anzapfdampfleitung
4: Kohlebunker
5: Mühlen
6: Elektrofilter
7: erster Teilstrom des Brüdens
8: zweiter Teilstrom des Brüdens
9: Brüdenkondensator
10: dritter Teilstrom des Brüdens
11: Brüdenverdichter
12: Desorberkolonne
13: erster Reboiler
14: Absorberkolonne
15: Wärmetauscher
16: Kondensator
17: zweiter Reboiler
18: Rauchgas
18': Rauchgas
19: Lösungsmittel
20: Überströmleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10319477 A1 [0002]
- DE 19518644 C2 [0003]
- EP 1967249 A1 [0006, 0008]
- EP 1967249 B1 [0009]
- DE 103477 B4 [0013]
- EP 1967249 [0018, 0035, 0037]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Dampfturbinenkraftwerks mit wenigstens einem mit Braunkohle befeuerten Dampferzeuger, wobei die Braunkohle einer Trocknung, vorzugsweise einer indirekten Trocknung in einem Wirbelschichttrockner, unterzogen wird, der wenigstens teilweise mit Dampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Dampferzeugers beheizt wird, wobei das Rauchgas aus dem Dampferzeuger einer Gaswäsche zur Abtrennung von CO₂ unterzogen und die für die Gaswäsche benötigte Energie zumindest teilweise aus der Trocknung ausgekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Restwärme zumindest eines Teils des bei der Trocknung der Braunkohle anfallenden Brüdens für die Regeneration eines CO₂-beladenen Lösungsmittels genutzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Regeneration des CO₂-beladenen Lösungsmittels wenigstens ein Kondensationswärmetauscher Anwendung findet, der wenigstens mit einem Teilstrom des Brüdens aus der Trocknung beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Kondensationswärmetauscher zugeführte Brüden auf einen Druck von 3 bis 5 bar, vorzugsweise auf einen Druck von 4 bar (absolut) vorverdichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung des Brüdens mittels Niederdruckdampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Dampferzeugungsprozesses vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilmenge der für die Lösungsmittelregeneration benötigten Energie in Form von Niederdruckdampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Dampfturbinenprozesses ausgekoppelt wird.
Einrichtung zum Erzeugen von Dampf aus Braunkohle umfassend wenigstens einen Trockner zur Trocknung von grubenfeuchter Braunkohle, wenigstens einen mit der getrockneten Braunkohle befeuerten Dampferzeuger, wenigstens eine dem Dampferzeuger nachgeschaltete Dampfturbine, gekennzeichnet durch wenigstens eine Einrichtung zur CO₂-Wäsche des Rauchgases aus dem Dampferzeuger, umfassend wenigstens eine Absorberkolonne (14) zur Beladung eines Lösungsmittels mit CO₂ aus dem Rauchgas, wenigstens eine Desorberkolonne (12) zur Regeneration des Lösungsmittels und wenigstens einen der Desorberkolonne (12) zugeordneten Reboiler, wobei der Reboiler (13) an den Brüdenabgang des Trockners angeschlossen ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner als Wirbelschichttrockner (1) ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Brüdenabgang des Wirbelschichttrockners (2) und dem Reboiler (13) zumindest ein Brüdenverdichter (11) vorgesehen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Desorberkolonne wenigstens ein zweiter Reboiler (17) zugeordnet ist, der an eine Niederdruckleitung des Wasser-Dampf-Kreislaufs angeschlossen ist.
Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Reboiler (17) an eine Überströmleitung (20) zwischen Mitteldruckteil und Niederdruckteil einer Dampfturbine angeschlossen ist.