DE102016200916A1 - Gas turbine use in oxidation processes - Google Patents

Gas turbine use in oxidation processes Download PDF

Info

Publication number
DE102016200916A1
DE102016200916A1 DE102016200916.8A DE102016200916A DE102016200916A1 DE 102016200916 A1 DE102016200916 A1 DE 102016200916A1 DE 102016200916 A DE102016200916 A DE 102016200916A DE 102016200916 A1 DE102016200916 A1 DE 102016200916A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
expander
exhaust gas
generator
compressor
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016200916.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Doll
Ferdinand Rudolf Reif
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102016200916.8A priority Critical patent/DE102016200916A1/en
Publication of DE102016200916A1 publication Critical patent/DE102016200916A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/12—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled
    • F01K23/16—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engines being mechanically coupled all the engines being turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/22—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being gaseous at standard temperature and pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur kombinierten Erzeugung von unter Druck stehendem sauerstoffhaltigen Gas, Hochdruckdampf und elektrischer Energie für den Betrieb einer Anlage zur Durchführung von chemischen Oxidationsreaktionen, wobei neben der Anlage (1) zur Durchführung der chemischen Oxidationsreaktion eine Prozessgaskompressoranlage (4) vorgesehen ist, die mindestens einen ersten Kompressor (7) zum Verdichten von sauerstoffhaltigem Gas (11) und mindestens einen ersten Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität (6a) umfasst, und wobei eine Einheit (25) zum Erzeugen von Elektrizität vorgesehen ist, die mindestens eine Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) und eine Welle (28, 40) umfasst. Dabei ist der erste Kompressor (7) mit der Anlage (1) und mit der Brenn-kammer (26) verbunden, so dass diesen verdichtetes sauerstoffhaltiges Gas (11a) zugeführt werden kann, die Brennkammer (26) ist mit dem zweiten Expander (24) verbunden, so dass Abgas (30) aus der Brennkammer in den zweiten Expander (24) geleitet wird, der zweite Expander (24) mit einem zweiten Generator (27) zum Erzeugen von Elektrizität oder mit dem ersten Generator (6) verbunden, und der zweite Expander (24) ist mit einem Dampferzeuger (18) verbunden, so dass das im zweiten Expander (24) entspannte Abgas (31) im Dampferzeuger (18) zur Erzeugung von Hochdruck-dampf (19) genutzt werden kann. Diese Vorrichtung sowie das unter deren Verwendung betriebene Verfahren sind äußerst energieeffizient und sind mit einer geringen Anzahl von konventionell erhältlichen Komponenten zu realisieren.A device for the combined production of pressurized oxygen-containing gas, high-pressure steam and electrical energy for the operation of a system for performing chemical oxidation reactions, wherein in addition to the plant (1) for carrying out the chemical oxidation reaction, a process gas compressor plant (4) is provided at least one first compressor (7) for compressing oxygen-containing gas (11) and at least one first generator (6) for generating electricity (6a), and wherein a unit (25) is provided for generating electricity, the at least one combustion chamber (26), a second expander (24) and a shaft (28, 40). In this case, the first compressor (7) with the system (1) and with the combustion chamber (26), so that these compressed oxygen-containing gas (11a) can be supplied, the combustion chamber (26) is connected to the second expander (24 ), so that exhaust gas (30) from the combustion chamber into the second expander (24) is passed, the second expander (24) connected to a second generator (27) for generating electricity or to the first generator (6), and the second expander (24) is connected to a steam generator (18), so that the exhaust gas (31) expanded in the second expander (24) can be used in the steam generator (18) to generate high-pressure steam (19). This device as well as the method operated using it are extremely energy-efficient and can be implemented with a small number of conventionally available components.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Durchführung von chemischen Oxidationsverfahren mittels sauerstoffhaltigen Gasen, die einen verbesserten Prozessgaskompressor (nachstehend auch „Process Air Compressor” oder „PAC” genannt) für die Bereitstellung von sauerstoffhaltigem Prozessgas enthalten, sowie ein Verfahren zum Betrieb dieser Anlage.The invention relates to a plant for carrying out chemical oxidation processes by means of oxygen-containing gases, which contain an improved process gas compressor (hereinafter also referred to as "Process Air Compressor" or "PAC") for the provision of oxygen-containing process gas, and a method for operating this plant.

In chemischen Oxidationsverfahren, beispielsweise bei der Oxidation von chemischen Verbindungen mit Luft oder anderern sauerstoffhaltigen Gasen, müssen große Mengen des sauerstoffhaltigen Gases komprimiert werden. Ein Beispiel für ein chemisches Oxidationsverfahren ist die Oxidation von p-Xylol zu Terephthalsäure (nachstehend auch „PTA” genannt). Solche Verfahren werden in Anlagen durchgeführt, in denen Abwärme und Abgase teilweise zur Energiegewinnung eingesetzt werden, um die Energiebilanz der Anlage zu verbessern. In der Regel wird dabei das unter Druck stehende, sauerstoffarme Abgas als Energieträger benutzt, um einen oder mehrere Kompressor(en) anzutreiben. Das Abgas wird dazu in einen Expander geleitet wo es kontrolliert entspannt wird und die dabei erzeugte Energie zum Betrieb eines Generators eingesetzt wird. Vor dem Einleiten in den Expander wird das Abgas in der Regel über eine katalytische Oxidation von Organikresten gereinigt. Zur Steigerung der Antriebsleistung des Expanders kann dieser katalytischen Oxidation ein Brennstoff zugegeben werden. Als weitere Antriebsquelle dient der bei der exothermen Reaktion gewonnene Prozessdampf. Bei Anlagen des Standes der Technik wird im Normalbetrieb durch Zusammenschaltung von Kompressor(en), Expander(n) und Dampfturbine(n) Elektrizität über einen Generator erzeugt. Jedoch reicht diese elektrische Energie nicht für den Betrieb der gesamten Anlage.In chemical oxidation processes, for example in the oxidation of chemical compounds with air or other oxygen-containing gases, large quantities of the oxygen-containing gas must be compressed. An example of a chemical oxidation process is the oxidation of p-xylene to terephthalic acid (hereinafter also called "PTA"). Such processes are carried out in plants in which waste heat and exhaust gases are partly used for energy production in order to improve the energy balance of the plant. As a rule, the pressurized, low-oxygen exhaust gas is used as an energy source to drive one or more compressor (s). The exhaust gas is directed to an expander where it is controlled relaxed and the energy generated is used to operate a generator. Before being introduced into the expander, the exhaust gas is usually purified by catalytic oxidation of organic residues. To increase the driving power of the expander, a catalytic fuel can be added to this catalytic oxidation. Another source of power is the process steam obtained during the exothermic reaction. In prior art systems, electricity is generated by a generator in normal operation by interconnecting the compressor (s), expander (s) and steam turbine (s). However, this electrical energy is not sufficient for the operation of the entire system.

Des Weiteren wird bei chemischen Oxidationsreaktionen, beispielsweise in PTA-Anlagen, für bestimmte Verfahrensschritte Hochdruckdampf benötigt. Dieser Dampf wird einfach über einen Dampferzeuger bereitgestellt. Ein zweiter Dampferzeuger, der gleichzeitig als Stand-By dient, stellt den Dampf zum Anfahren des Kompressors zur Verfügung. Der Darnpfbedarf zum Anfahren ist ähnlich hoch wie zum Normalbetrieb der kompletten Anlage.Furthermore, in the case of chemical oxidation reactions, for example in PTA plants, high-pressure steam is required for certain process steps. This steam is simply provided by a steam generator. A second steam generator, which also serves as stand-by, provides the steam for starting the compressor. The dripping demand for starting is similar to the normal operation of the complete system.

Im Stand der Technik sind bereits mehrere Lösungen zur Bereitstellung von Dampf, komprimierter Luft und Energie für chemische Oxidationsanlagen vorgeschlagen worden. Keine dieser Lösungen ist wirklich befriedigend in Hinblick auf Investitionskosten, Betriebsweise und Effizienz. Es wird daher ständig nach Lösungen gesucht, die bestehenden Anlagen weiter zu verbessern.The prior art has already proposed several solutions for providing steam, compressed air and energy for chemical oxidation plants. None of these solutions is really satisfactory in terms of investment cost, operation and efficiency. It is therefore constantly looking for solutions to improve existing facilities on.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Anlage zur Durchführung chemischer Oxidationsreaktionen sowie eines Verfahren zu deren Betrieb, die in Hinblick auf Energieeffizienz, Investitionsaufwand bei der Errichtung der Anlage und Erhaltungsaufwand bei Betrieb der Anlage gegenüber bekannten Lösungen erheblich verbessert ist.Object of the present invention is to provide a system for performing chemical oxidation reactions and a method for their operation, which is considerably improved in terms of energy efficiency, investment in the construction of the system and maintenance costs in operation of the system over known solutions.

Die vorliegende Erfindung betritt eine Vorrichtung zur kombinierten Erzeugung von unter Druck stehendem sauerstoffhaltigen Gas, vorzugsweise Luft, Hochdruckdampf und elektrischer Energie für den Betrieb einer Anlage zur Durchführung von chemischen Oxidationsreaktionen, wobei neben der Anlage (1) zur Durchführung der chemischen Oxidationsreaktion eine Prozessgaskompressoranlage (4) vorgesehen ist, die mindestens einen ersten Kompressor (7) zum Verdichten von sauerstoffhaltigem Gas (11) und mindestens einen ersten Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität (6a) umfasst, und wobei eine Einheit (25) zum Erzeugen von Elektrizität und ein Dampferzeuger (18) zum Erzeugen von Hochdruckdampf (19) vorgesehen ist, und Einheit (25) mindestens eine Brennkammer (26) und einen zweiten Expander (24) umfasst, wobei

  • – der erste Kompressor (7) mit der Anlage (1) und mit der Brennkammer (26) verbunden ist, so dass Anlage (1) und Brennkammer (26) verdichtetes sauerstoffhaltiges Gas (11a) zugeführt werden kann,
  • – die Brennkammer (26) mit dem zweiten Expander (24) verbunden ist, so dass Abgas (30) aus der Brennkammer (26) in den zweiten Expander (24) geleitet wird,
  • – der zweite Expander (24) mit einem zweiten Generator (27) zum Erzeugen von Elektrizität (27a) oder mit dem ersten Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität (6a) verbunden ist, und
  • – der zweite Expander (24) mit dem Dampferzeuger (18) verbunden ist, so dass das im zweiten Expander (24) entspannte Abgas (31) im Dampferzeuger (18) zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19) genutzt werden kann.
The present invention is directed to an apparatus for the combined production of pressurized oxygen-containing gas, preferably air, high-pressure steam and electrical energy, for the operation of a plant for carrying out chemical oxidation reactions. 1 ) for carrying out the chemical oxidation reaction, a process gas compressor plant ( 4 ) is provided, the at least one first compressor ( 7 ) for compressing oxygen-containing gas ( 11 ) and at least one first generator ( 6 ) for generating electricity ( 6a ), and wherein a unit ( 25 ) for generating electricity and a steam generator ( 18 ) for generating high-pressure steam ( 19 ), and unit ( 25 ) at least one combustion chamber ( 26 ) and a second expander ( 24 ), wherein
  • - the first compressor ( 7 ) with the plant ( 1 ) and with the combustion chamber ( 26 ), so that annex ( 1 ) and combustion chamber ( 26 ) compressed oxygen-containing gas ( 11a ) can be supplied
  • - the combustion chamber ( 26 ) with the second expander ( 24 ), so that exhaust ( 30 ) from the combustion chamber ( 26 ) in the second expander ( 24 ),
  • - the second expander ( 24 ) with a second generator ( 27 ) for generating electricity ( 27a ) or with the first generator ( 6 ) for generating electricity ( 6a ), and
  • - the second expander ( 24 ) with the steam generator ( 18 ), so that in the second expander ( 24 ) relaxed exhaust gas ( 31 ) in the steam generator ( 18 ) for generating high-pressure steam ( 19 ) can be used.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden also eine Prozessgaskompressoranlage (4) sowie eine Einheit (25) zum Erzeugen von Elektrizität (27a, 6a) und Hochdruckdampf (19) miteinander gekoppelt. Bei der Einheit (25) handelt es sich um den Teil einer Gasturbine, nämlich um eine Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) und gegebenenfalls einen zweiten Generator (25), die mit einem Dampferzeuger (18) gekoppelt ist. Einheit (25) und Anlage (1) werden erfindungsgemäß durch den ersten Kompressor (7) mit verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) versorgt.In the solution according to the invention, therefore, a process gas compressor system ( 4 ) as well as a unit ( 25 ) for generating electricity ( 27a . 6a ) and high-pressure steam ( 19 ) coupled together. At the unit ( 25 ) is the part of a gas turbine, namely a combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) and optionally a second generator ( 25 ) connected to a steam generator ( 18 ) coupled is. Unit ( 25 ) and Annex ( 1 ) are inventively by the first compressor ( 7 ) with compressed oxygen-containing gas ( 11a ) provided.

Eine bevorzugte erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst wenigstens folgende Elemente:

  • A) Anlage (1) zur Durchführung der chemischen Oxidationsreaktion, bei der ein sauerstoffhaltiges Abgas (1a) erzeugt wird
  • B) dazu nachgeschaltete Anlage (2) zur katalytischen Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas (1a), wobei ein Abgas (3) erzeugt wird,
  • C) Prozessgaskompressoranlage (4) umfassend mindestens eine über Welle (8) miteinander verbundene Kombination von erstem Expander (5) zum Entspannen des Abgases (3), erstem Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität und erstem Kompressor (7) zum Verdichten von sauerstoffhaltigem Gas für die Anlage (1) und für einen zweiten Expander (24),
  • D) Leitung zum Einleiten des Abgases (3) in den ersten Expander (5),
  • E) Leitung zum Abführen des entspannten Abgases (10) aus dem ersten Expander (5),
  • F) Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (27a, 6a), die mindestens eine Brennkammer (26), den zweiten Expander (24) zum Entspannen eines Abgases (30), einen zweiten Generator (27) zum Erzeugen von Elektrizität (27a) und eine Welle (28) umfasst, oder die mindestens eine Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) zum Entspannen eines Abgases (30) und eine Welle (28) umfasst,
  • G) Dampferzeuger (18) zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19), wobei
  • H) Brennkammer (26) mit verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) aus dem ersten Kompressor (7) und mit Brennstoff (29) versorgt wird, die in Brennkammer (26) zu heißem und verdichteten Abgas (30) umgesetzt werden, welches zur Entspannung in den zweiten Expander (24) geführt wird und diesen als entspanntes Abgas (31) verläßt, wobei
  • I) der zweite Expander (24) über die Welle (28) mit dem zweiten Generator (27) verbunden ist, oder der zweite Expander (24) über die Welle (28) durch ein Getriebe (9) mit Welle (8) und dem ersten Generator (6) verbunden ist, und wobei
  • J) das entspannte Abgas (31) in Dampferzeuger (18) geleitet wird und dort zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19) dient.
A preferred device according to the invention comprises at least the following elements:
  • A) Annex ( 1 ) for carrying out the chemical oxidation reaction, in which an oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) is produced
  • B) attached to this annex ( 2 ) for the catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas ( 1a ), where an exhaust gas ( 3 ) is produced,
  • C) process gas compressor plant ( 4 ) comprising at least one wave ( 8th ) interconnected combination of first expander ( 5 ) for relaxing the exhaust gas ( 3 ), first generator ( 6 ) for generating electricity and first compressor ( 7 ) for compressing oxygen-containing gas for the plant ( 1 ) and for a second expander ( 24 )
  • D) line for introducing the exhaust gas ( 3 ) in the first expander ( 5 )
  • E) line for discharging the expanded exhaust gas ( 10 ) from the first expander ( 5 )
  • F) unit ( 25 ) for the production of electricity ( 27a . 6a ), the at least one combustion chamber ( 26 ), the second expander ( 24 ) for relaxing an exhaust gas ( 30 ), a second generator ( 27 ) for generating electricity ( 27a ) and a wave ( 28 ), or the at least one combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) for relaxing an exhaust gas ( 30 ) and a wave ( 28 ),
  • G) Steam generator ( 18 ) for generating high-pressure steam ( 19 ), in which
  • H) combustion chamber ( 26 ) with compressed oxygen-containing gas ( 11a ) from the first compressor ( 7 ) and with fuel ( 29 ) supplied in combustion chamber ( 26 ) to hot and compressed exhaust gas ( 30 ), which for relaxation in the second expander ( 24 ) and this as a relaxed exhaust gas ( 31 ) leaves, where
  • I) the second expander ( 24 ) over the wave ( 28 ) with the second generator ( 27 ), or the second expander ( 24 ) over the wave ( 28 ) by a transmission ( 9 ) with wave ( 8th ) and the first generator ( 6 ), and wherein
  • J) the expanded exhaust gas ( 31 ) in steam generators ( 18 ) and there to generate high pressure steam ( 19 ) serves.

Eine ganz besonders bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst wenigstens folgende Elemente:

  • A) Anlage (1) zur Durchführung der chemischen Oxidationsreaktion, bei der ein sauerstoffhaltiges Abgas (1a) erzeugt wird,
  • B) dazu nachgeschaltete Anlage (2) zur katalytischen Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas (1a), wobei ein Abgas (3) erzeugt wird,
  • C) Prozessgaskompressoranlage (4) umfassend mindestens die Kombination von erstem Expander (5), erstem Generator (6) und erstem Kompressor (7), die über eine Weile (8) miteinander verbunden sind, welche ihrerseits mit einem Getriebe (9) verbunden ist,
  • D) Leitung zum Einleiten des Abgases (3) in den ersten Expander (5) der Prozessgaskompressoranlage (4),
  • E) Leitung zum Ableiten von entspanntem Abgas (10) aus dem ersten Expander (5),
  • F) Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (27a) umfassend mindestens eine Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24), einen zweiten Generator (27) und eine Welle (28),
  • G) Dampferzeuger (18) zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19), wobei
  • H) Brennkammer (26) aus dem ersten Kompressor (7) mit verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) versorgt wird, in Brennkammer (26) Brennstoff (29) mit dem Gas (11a) umgesetzt wird und das erzeugte heiße und verdichtete Abgas (30) zur Entspannung in den zweiten Expander (24) geführt wird und diesen als entspanntes Abgas (31) verläßt, wobei
  • I) der zweite Expander (24) über die Welle (28) mit dem zweiten Generator (27) verbunden ist, welcher zur Erzeugung von Elektrizität (27a) dient, welche in der Prozessgaskompressoranlage (4) und/oder der Anlage (1) genutzt wird und/oder welche in das lokale oder öffentliche Stromnetz eingespeist wird, wobei
  • J) eine Dampfturbine (12) vorgesehen ist, die mit aus Anlage (1) und/oder aus Anlage (2) stammendem Mittel- oder Niederdruckdampf betrieben und zur Erzeugung von Elektrizität eingesetzt wird und die ist durch eine Welle (13) mit dem Getriebe (9) verbunden ist,
  • K) der erste Generator (6) zur Erzeugung von Elektrizität (6a) dient, welche in der Prozessgaskompressoranlage (4) und/oder der Anlage (1) genutzt wird und/oder welche in das lokale oder öffentliche Stromnetz eingespeist wird,
  • L) der ersten Kompressor (7) durch Expander (5) angetrieben wird und sauerstoffhaltiges Gas (11) für den Betrieb der Anlage (1) sowie für den Betrieb des zweiten Expanders (24) verdichtet, und
  • M) das entspannte Abgas (31) in den Dampferzeuger (18) geleitet wird und dort zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19) dient, der für den stationären Betrieb der Anlage (1) benötigt wird.
A very particularly preferred variant of the device according to the invention comprises at least the following elements:
  • A) Annex ( 1 ) for carrying out the chemical oxidation reaction, in which an oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) is produced,
  • B) attached to this annex ( 2 ) for the catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas ( 1a ), where an exhaust gas ( 3 ) is produced,
  • C) process gas compressor plant ( 4 ) comprising at least the combination of the first expander ( 5 ), first generator ( 6 ) and first compressor ( 7 ) that over a while ( 8th ), which in turn are connected to a transmission ( 9 ) connected is,
  • D) line for introducing the exhaust gas ( 3 ) in the first expander ( 5 ) of the process gas compressor plant ( 4 )
  • E) line for discharging relaxed exhaust gas ( 10 ) from the first expander ( 5 )
  • F) unit ( 25 ) for the production of electricity ( 27a ) comprising at least one combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ), a second generator ( 27 ) and a wave ( 28 )
  • G) steam generator ( 18 ) for generating high-pressure steam ( 19 ), in which
  • H) combustion chamber ( 26 ) from the first compressor ( 7 ) with compressed oxygen-containing gas ( 11a ), in combustion chamber ( 26 ) Fuel ( 29 ) with the gas ( 11a ) and the generated hot and compressed exhaust gas ( 30 ) for relaxation in the second expander ( 24 ) and this as a relaxed exhaust gas ( 31 ) leaves, where
  • I) the second expander ( 24 ) over the wave ( 28 ) with the second generator ( 27 ) connected to generate electricity ( 27a ), which in the process gas compressor plant ( 4 ) and / or the installation ( 1 ) is used and / or which is fed into the local or public grid, wherein
  • J) a steam turbine ( 12 ), which is annexed 1 ) and / or Annex ( 2 operated medium and low pressure steam and is used to generate electricity and which is by a wave ( 13 ) with the gearbox ( 9 ) connected is,
  • K) the first generator ( 6 ) for the production of electricity ( 6a ), which in the process gas compressor plant ( 4 ) and / or the installation ( 1 ) is used and / or which is fed into the local or public grid,
  • L) the first compressor ( 7 ) by expander ( 5 ) and oxygen-containing gas ( 11 ) for the operation of the plant ( 1 ) as well as for the operation of the second expander ( 24 ), and
  • M) the expanded exhaust gas ( 31 ) in the steam generator ( 18 ) and there to generate high pressure steam ( 19 ), which is used for stationary operation of the plant ( 1 ) is needed.

Eine weiter ganz besonders bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst wenigstens folgende Elemente:

  • A) Anlage (1) zur Durchführung der chemischen Oxidationsreaktion, bei der ein sauerstoffhaltiges Abgas (1a) erzeugt wird,
  • B) dazu nachgeschaltete Anlage (2) zur katalytischen Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas (1a), wobei ein Abgas (3) erzeugt wird,
  • C) Prozessgaskompressoranlage (4) umfassend mindestens die Kombination von erstem Expander (5), erstem Generator (6) und erstem Kompressor (7), die über eine Welle (8) miteinander verbunden sind, welche ihrerseits mit einem Getriebe (9) verbunden ist,
  • D) Leitung zum Einleiten des Abgases (3) in den ersten Expander (5) der Prozessgaskompressoranlage (4),
  • E) Leitung zum Ableiten von entspanntem Abgas (10) aus dem ersten Expander (5),
  • F) Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (6a) umfassend mindestens eine Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) und eine Welle (40),
  • G) Dampferzeuger (18) zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19), wobei
  • H) Brennkammer (26) aus dem ersten Kompressor (7) mit verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) versorgt wird, in Brennkammer (26) Brennstoff (29) mit dem Gas (11a) umgesetzt wird und das erzeugte heiße und verdichtete Abgas (30) zur Entspannung in den zweiten Expander (24) geführt wird und diesen als entspanntes Abgas (31) verläßt, wobei
  • I) der zweite Expander (24) über die Welle (40) mit dem Getriebe (9) und über Welle (8) mit dem ersten Generator (6) verbunden ist,
  • J) eine Dampfturbine (12) vorgesehen ist, die mit aus Anlage (1) und/oder aus Anlage (2) stammendem Mittel- oder Niederdruckdampf betrieben und zur Erzeugung von Elektrizität eingesetzt wird und die ist durch eine Welle (13) mit dem Getriebe (9) verbunden ist,
  • K) der erste Generator (6) zur Erzeugung von Elektrizität (6a) dient, welche in der Prozessgaskompressoranlage (4) und/oder der Anlage (1) genutzt wird und/oder welche in das lokale oder öffentliche Stromnetz eingespeist wird,
  • L) der ersten Kompressor (7) durch Expander (5) angetrieben wird und sauerstoffhaltiges Gas (11) für den Betrieb der Anlage (1) sowie für den Betrieb des zweiten Expanders (24) verdichtet, und
  • M) das entspannte Abgas (31) in Dampferzeuger (18) geleitet wird und dort zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19) dient, der für den stationären Betrieb der Anlage (1) benötigt wird.
A further very particularly preferred variant of the device according to the invention comprises at least the following elements:
  • A) Annex ( 1 ) for carrying out the chemical oxidation reaction, in which an oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) is produced,
  • B) attached to this annex ( 2 ) for the catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas ( 1a ), where an exhaust gas ( 3 ) is produced,
  • C) process gas compressor plant ( 4 ) comprising at least the combination of the first expander ( 5 ), first generator ( 6 ) and first compressor ( 7 ), which have a wave ( 8th ), which in turn are connected to a transmission ( 9 ) connected is,
  • D) line for introducing the exhaust gas ( 3 ) in the first expander ( 5 ) of the process gas compressor plant ( 4 )
  • E) line for discharging relaxed exhaust gas ( 10 ) from the first expander ( 5 )
  • F) unit ( 25 ) for the production of electricity ( 6a ) comprising at least one combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) and a wave ( 40 )
  • G) steam generator ( 18 ) for generating high-pressure steam ( 19 ), in which
  • H) combustion chamber ( 26 ) from the first compressor ( 7 ) with compressed oxygen-containing gas ( 11a ), in combustion chamber ( 26 ) Fuel ( 29 ) with the gas ( 11a ) and the generated hot and compressed exhaust gas ( 30 ) for relaxation in the second expander ( 24 ) and this as a relaxed exhaust gas ( 31 ) leaves, where
  • I) the second expander ( 24 ) over the wave ( 40 ) with the gearbox ( 9 ) and over wave ( 8th ) with the first generator ( 6 ) connected is,
  • J) a steam turbine ( 12 ), which is annexed 1 ) and / or Annex ( 2 operated medium and low pressure steam and is used to generate electricity and which is by a wave ( 13 ) with the gearbox ( 9 ) connected is,
  • K) the first generator ( 6 ) for the production of electricity ( 6a ), which in the process gas compressor plant ( 4 ) and / or the installation ( 1 ) is used and / or which is fed into the local or public grid,
  • L) the first compressor ( 7 ) by expander ( 5 ) and oxygen-containing gas ( 11 ) for the operation of the plant ( 1 ) as well as for the operation of the second expander ( 24 ), and
  • M) the expanded exhaust gas ( 31 ) in steam generators ( 18 ) and there to generate high pressure steam ( 19 ), which is used for stationary operation of the plant ( 1 ) is needed.

Das von Anlage (2) in den ersten Expander (5) geleitete Abgas (3) weist in der Regel Temperaturen von weniger als 500°C, vorzugsweise von 200 bis 400°C und ganz besonders bevorzugt von 250 bis 350°C auf. Dadurch kann bei der Auslegung von Expander (5) auf besonders hitzeresistente Werkstoffe verzichtet werden.That of Annex ( 2 ) in the first expander ( 5 ) guided exhaust gas ( 3 ) generally has temperatures of less than 500 ° C, preferably from 200 to 400 ° C and most preferably from 250 to 350 ° C. As a result, when designing expander ( 5 ) are dispensed with particularly heat-resistant materials.

Bei einer besonders bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Anlage (2) ein Dampferzeuger vorgesehen, in dem Mitteldruck- oder Niederdruckdampf erzeugt wird und in dem das Abgas (3) auf eine Temperatur von 200 bis 400°C gekühlt wird.In a particularly preferred variant of the device according to the invention is in the Appendix ( 2 ) a steam generator is provided in which medium-pressure or low-pressure steam is generated and in which the exhaust gas ( 3 ) is cooled to a temperature of 200 to 400 ° C.

Bei der Anlage (1) handelt es sich im Allgemeinen um eine Anlage zur Durchführung von Oxidationsreaktionen mit sauerstoffhaltigen Gasen und mit organischen Verbindungen zur Erzeugung von Carbonsäuren, Aldehyden, Alkoholen und/oder Ketonen.At the plant ( 1 ) is generally a plant for carrying out oxidation reactions with oxygen-containing gases and with organic compounds for the production of carboxylic acids, aldehydes, alcohols and / or ketones.

Besonders bevorzugt werden in Anlage (1) Oxidationsreaktionen mit Luft und mit aromatischen Alkyl- oder Polyalkylverbindungen zu den entsprechenden aromatischen Mono- oder Polycarbonsäuren durchgeführt, und ganz besonders bevorzugt Oxidationsreaktionen mit Luft und Xylolen zu den entsprechenden Phenylendicarbonsäuren. Anlage (1) ist ganz besonders bevorzugt eine PTA-Anlage (= Anlage zur Herstellung von Terephthalsäure duch Oxidation von p-Xylol).Particular preference is given in Annex ( 1 ) Oxidation reactions with air and with aromatic alkyl or polyalkyl compounds to the corresponding aromatic mono- or polycarboxylic acids, and most preferably oxidation reactions with air and xylenes to the corresponding phenylenedicarboxylic acids. Investment ( 1 ) is very particularly preferably a PTA plant (= plant for the production of terephthalic acid by the oxidation of p-xylene).

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur kombinierten Erzeugung von unter Druck stehendem sauerstoffhaltigen Gas, Hochdruckdampf und elektrischer Energie für den Betrieb einer Anlage zur Durchführung von chemischen Oxidationsreaktionen. Das Verfahren umfasst die Schritte:

  • – in der Anlage (1) eine chemische Oxidationsreaktion von sauerstoffhaltigem Gas mit einer organischen Verbindung durchgeführt wird,
  • – das sauerstoffhaltige Gas (11) mittels eines ersten Kompressors (7) einer Prozessgaskompressoranlage (4) verdichtet und teilweise der Anlage (1) zugeführt wird,
  • – in der Prozessgaskompressoranlage (4) mittels eines ersten Generators (6) Elektrizität (6a) erzeugt wird,
  • – in einer Einheit (25) Elektrizität (27a, 6a) erzeugt wird, indem
  • – ein Teil des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases (11a) einer Brennkammer (26) zugeführt wird,
  • – in der Brennkammer (26) ein heißes und verdichtetes Abgas (30) erzeugt wird, das
  • – in einen zweiten Expander (24) geleitet wird, dort entspannt und in einen Dampferzeuger (18) geleitet wird, wo das entspannte Abgas (31) zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19) genutzt wird,
  • – und die im zweiten Expander (24) gewonnene mechanische Energie zur Erzeugung von Elektrizität genutzt wird, indem der zweite Expander (24) mechanisch mit einem zweiten Generator (27) oder mit dem ersten Generator (6) gekoppelt ist.
The invention also relates to a process for the combined production of pressurized oxygen-containing gas, high-pressure steam and electrical energy for the operation of a plant for carrying out chemical oxidation reactions. The method comprises the steps:
  • - in the plant ( 1 ) a chemical oxidation reaction of oxygen-containing gas with an organic compound is carried out,
  • - the oxygen-containing gas ( 11 ) by means of a first compressor ( 7 ) a process gas compressor plant ( 4 ) and partially of the Annex ( 1 ) is supplied,
  • In the process gas compressor plant ( 4 ) by means of a first generator ( 6 ) Electricity ( 6a ) is produced,
  • - in one unit ( 25 ) Electricity ( 27a . 6a ) is generated by
  • - a part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas ( 11a ) a combustion chamber ( 26 ) is supplied,
  • - in the combustion chamber ( 26 ) a hot and compressed exhaust gas ( 30 ) is generated
  • - in a second expander ( 24 ), relaxed there and into a steam generator ( 18 ), where the expanded exhaust gas ( 31 ) for generating high-pressure steam ( 19 ) is being used,
  • - and in the second expander ( 24 ) is used to generate electricity by the second expander ( 24 ) mechanically with a second generator ( 27 ) or with the first generator ( 6 ) is coupled.

Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst wenigstens die folgenden Maßnahmen:

  • i) Durchführung einer chemischen Oxidationsreaktion von sauerstoffhaltigem Gas mit einer organischen Verbindung in Anlage (1), wobei ein sauerstoffhaltiges Abgas (1a) erzeugt wird,
  • ii) katalytische Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas (1a) in einer zu Anlage (1) nachgeschaltete Anlage (2), wobei ein Abgas (3) erzeugt wird,
  • iii) Verdichten von sauerstoffhaltigem Gas in einem ersten Kompressor (7), der neben einem erstem Expander (5) zum Entspannen des Abgases (3) und einem erstem Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität (6a) Teil einer Prozessgaskompressoranlage (4) darstellt, in der erster Kompressor (7), erster Expander (5) und erster Generator (6) über eine Welle (8) miteinander verbunden sind,
  • iv) Einleiten des Abgases (3) in den ersten Expander (5),
  • v) Abführen des entspannten Abgases (10) aus dem ersten Expander (5),
  • vi) Einleiten eines Teils des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases (11a) in die Anlage (1) und eines anderen Teils des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases (11a) in eine Brennkammer (26), die Teil einer Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (27a, 6a) bildet, wobei Einheit (25) mindestens die Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) zum Entspannen eines Abgases (30), einen zweiten Generator (27) zum Erzeugen von Elektrizität (27a) und eine Welle (28) umfasst, oder wobei Einheit (25) mindestens die Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) zum Entspannen des Abgases (30) und eine Welle (40) umfasst,
  • vii) Erzeugung von heißem und verdichtetem Abgas (30) in Brennkammer (26) durch Umsetzung von verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) aus dem ersten Kompressor (7) und Brennstoff (29),
  • viii) Einleiten von Abgas (30) aus der Brennkammer (26) zur Entspannung in den zweiten Expander (24),
  • ix) Ableiten des entspannten Abgases (31) aus dem zweiten Expander (24) in einen Dampferzeuger (18),
  • x) Erzeugen von Hochdruckdampf (19) im Dampferzeuger (18) unter Abkühlung des entspannten Abgases (31),
  • xi) Erzeugen von Elektrizität (27a, 6a) aus der im zweiten Expander (24) gewonnenen mechanischen Energie, indem der zweite Expander (24) über die Welle (28) mit einem zweiten Generator (27) verbunden ist oder über die Welle (40) mit einem Getriebe (9) und mit Welle (8) sowie mit dem ersten Generator (6) verbunden ist, und
  • xii) Erzeugen von Elektrizität (6a) aus der im ersten Expander (5) gewonnenen mechanischen Energie, indem der erste Expander (5) über die Welle (8) mit dem ersten Generator (6) verbunden ist.
A preferred variant of the method according to the invention comprises at least the following measures:
  • i) carrying out a chemical oxidation reaction of oxygen-containing gas with an organic compound in Appendix ( 1 ), wherein an oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) is produced,
  • ii) catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) in an annex to ( 1 ) downstream plant ( 2 ), where an exhaust gas ( 3 ) is produced,
  • iii) compressing oxygen-containing gas in a first compressor ( 7 ), which is next to a first expander ( 5 ) for relaxing the exhaust gas ( 3 ) and a first generator ( 6 ) for generating electricity ( 6a ) Part of a process gas compressor plant ( 4 ), in the first compressor ( 7 ), first expander ( 5 ) and first generator ( 6 ) over a wave ( 8th ) are interconnected,
  • iv) introducing the exhaust gas ( 3 ) in the first expander ( 5 )
  • v) discharging the expanded exhaust gas ( 10 ) from the first expander ( 5 )
  • vi) introducing a part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas ( 11a ) in the annex ( 1 ) and another part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas ( 11a ) in a combustion chamber ( 26 ), which are part of a unit ( 25 ) for the production of electricity ( 27a . 6a ), where unit ( 25 ) at least the combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) for relaxing an exhaust gas ( 30 ), a second generator ( 27 ) for generating electricity ( 27a ) and a wave ( 28 ), or where unit ( 25 ) at least the combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) for relaxing the exhaust gas ( 30 ) and a wave ( 40 ),
  • vii) generation of hot and compressed exhaust gas ( 30 ) in combustion chamber ( 26 ) by reacting compressed oxygen-containing gas ( 11a ) from the first compressor ( 7 ) and fuel ( 29 )
  • viii) introducing exhaust gas ( 30 ) from the combustion chamber ( 26 ) for relaxation in the second expander ( 24 )
  • ix) discharging the expanded exhaust gas ( 31 ) from the second expander ( 24 ) in a steam generator ( 18 )
  • x) generating high pressure steam ( 19 ) in the steam generator ( 18 ) while cooling the expanded exhaust gas ( 31 )
  • xi) generating electricity ( 27a . 6a ) from the second expander ( 24 ) obtained mechanical energy by the second expander ( 24 ) over the wave ( 28 ) with a second generator ( 27 ) or via the shaft ( 40 ) with a transmission ( 9 ) and with wave ( 8th ) as well as with the first generator ( 6 ), and
  • xii) generating electricity ( 6a ) from the first expander ( 5 ) obtained mechanical energy by the first expander ( 5 ) over the wave ( 8th ) with the first generator ( 6 ) connected is.

Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst wenigstens die folgenden Maßnahmen:

  • i) Durchführung einer chemischen Oxidationsreaktion von sauerstoffhaltigem Gas mit einer organischen Verbindung in Anlage (1), wobei ein sauerstoffhaltiges Abgas (1a) erzeugt wird,
  • ii) katalytische Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas (1a) in einer zu Anlage (1) nachgeschaltete Anlage (2), wobei ein Abgas (3) erzeugt wird,
  • iii) Verdichten von sauerstoffhaltigem Gas in einem ersten Kompressor (7), der neben einem erstem Expander (5) zum Entspannen des Abgases (3), einem erstem Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität und einem Getriebe (9) Teil einer Prozessgaskompressoranlage (4) darstellt, in der erster Kompressor (7), erster Expander (5), erster Generator (6) und Getriebe (9) über eine Welle (8) miteinander verbunden sind,
  • iv) Einleiten des Abgases (3) in den ersten Expander (5),
  • v) Abführen des entspannten Abgases (10) aus dem ersten Expander (5),
  • vi) Einleiten eines Teils des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases (11a) in die Anlage (1) und eines anderen Teils des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases (11a) in eine Brennkammer (26), die Teil einer Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (27a) bildet, wobei Einheit (25) mindestens die Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) zum Entspannen eines Abgases (30), einen zweiten Generator (27) zum Erzeugen von Elektrizität (27a) und eine Welle (28) umfasst,
  • vii) Erzeugung von heißem und verdichtetem Abgas (30) in Brennkammer (26) durch Umsetzung von verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) aus dem ersten Kompressor (7) mit Brennstoff (29),
  • viii) Einleiten von Abgas (30) aus der Brennkammer (26) zur Entspannung in den zweiten Expander (24),
  • ix) Ableiten des entspannten Abgases (31) aus dem zweiten Expander (24) in einen Dampferzeuger (18),
  • x) Erzeugen von Hochdruckdampf (19) im Dampferzeuger (18) unter Abkühlung des entspannten Abgases (31),
  • xi) Erzeugen von Elektrizität (27a) aus der im zweiten Expander (24) gewonnenen mechanischen Energie, indem der zweite Expander (24) über die Welle (28) mit einem zweiten Generator (27) verbunden ist,
  • xii) Erzeugen von Elektrizität (6a) aus einem Teil der im ersten Expander (5) gewonnenen mechanischen Energie, indem der erste Expander (5) über die Welle (8) mit dem ersten Generator (6) verbunden ist,
  • xiii) Erzeugen von Elektrizität aus der in einer Dampfturbine (12) gewonnenen mechanischen Energie, indem die Dampfturbine (12) über eine Welle (13), Getriebe (9) und Welle (8) mit dem ersten Generator (6) verbunden ist,
  • xiv) Betrieb der Dampfturbine (12) mit Mittel- oder Niederdruckdampf, der aus Anlage (1) und/oder aus Anlage (2) stammt, und
  • xv) Betrieb des ersten Kompressors (7) mit einem Teil der im ersten Expander (5) gewonnenen mechanischen Energie, indem der erste Expander (5) über Welle (8) mit dem ersten Kompressor (7) verbunden ist.
A further preferred variant of the method according to the invention comprises at least the following measures:
  • i) carrying out a chemical oxidation reaction of oxygen-containing gas with an organic compound in Appendix ( 1 ), wherein an oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) is produced,
  • ii) catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) in an annex to ( 1 ) downstream plant ( 2 ), where an exhaust gas ( 3 ) is produced,
  • iii) compressing oxygen-containing gas in a first compressor ( 7 ), which is next to a first expander ( 5 ) for relaxing the exhaust gas ( 3 ), a first generator ( 6 ) for generating electricity and a transmission ( 9 ) Part of a process gas compressor plant ( 4 ), in the first compressor ( 7 ), first expander ( 5 ), first generator ( 6 ) and gearboxes ( 9 ) over a wave ( 8th ) are interconnected,
  • iv) introducing the exhaust gas ( 3 ) in the first expander ( 5 )
  • v) discharging the expanded exhaust gas ( 10 ) from the first expander ( 5 )
  • vi) introducing a part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas ( 11a ) in the annex ( 1 ) and another part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas ( 11a ) in a combustion chamber ( 26 ), which are part of a unit ( 25 ) for the production of electricity ( 27a ), where unit ( 25 ) at least the combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) for relaxing an exhaust gas ( 30 ), a second generator ( 27 ) for generating electricity ( 27a ) and a wave ( 28 ),
  • vii) generation of hot and compressed exhaust gas ( 30 ) in combustion chamber ( 26 ) by reacting compressed oxygen-containing gas ( 11a ) from the first compressor ( 7 ) with fuel ( 29 )
  • viii) introducing exhaust gas ( 30 ) from the combustion chamber ( 26 ) for relaxation in the second expander ( 24 )
  • ix) discharging the expanded exhaust gas ( 31 ) from the second expander ( 24 ) in a steam generator ( 18 )
  • x) generating high pressure steam ( 19 ) in the steam generator ( 18 ) while cooling the expanded exhaust gas ( 31 )
  • xi) generating electricity ( 27a ) from the second expander ( 24 ) obtained mechanical energy by the second expander ( 24 ) over the wave ( 28 ) with a second generator ( 27 ) connected is,
  • xii) generating electricity ( 6a ) from a part of the first expander ( 5 ) obtained mechanical energy by the first expander ( 5 ) over the wave ( 8th ) with the first generator ( 6 ) connected is,
  • xiii) generating electricity from that in a steam turbine ( 12 ) obtained mechanical energy by the steam turbine ( 12 ) over a wave ( 13 ), Transmission ( 9 ) and wave ( 8th ) with the first generator ( 6 ) connected is,
  • xiv) operation of the steam turbine ( 12 ) with medium or low pressure steam coming from Annex 1 ) and / or Annex ( 2 ), and
  • xv) operation of the first compressor ( 7 ) with a part of the first expander ( 5 ) obtained mechanical energy by the first expander ( 5 ) over shaft ( 8th ) with the first compressor ( 7 ) connected is.

Noch eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst wenigstens die folgenden Maßnahmen:

  • i) Durchführung einer chemischen Oxidationsreaktion von sauerstoffhaltigem Gas mit einer organischen Verbindung in Anlage (1), wobei ein sauerstoffhaltiges Abgas (1a) erzeugt wird,
  • ii) katalytische Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas (1a) in einer zu Anlage (1) nachgeschaltete Anlage (2), wobei ein Abgas (3) erzeugt wird,
  • iii) Verdichten von sauerstoffhaltigem Gas in einem ersten Kompressor (7), der neben einem erstem Expander (5) zum Entspannen des Abgases (3), einem erstem Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität und einem Getriebe (9) Teil einer Prozessgaskompressoranlage (4) darstellt, in der erster Kompressor (7), erster Expander (5), erster Generator (6) und Getriebe (9) über eine Welle (8) miteinander verbunden sind,
  • iv) Einleiten des Abgases (3) in den ersten Expander (5),
  • v) Abführen des entspannten Abgases (10) aus dem ersten Expander (5),
  • vi) Einleiten eines Teils des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases in die Anlage (1) und eines anderen Teils des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases in eine Brennkammer (26), die Teil einer Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (6a) bildet, wobei Einheit (25) mindestens die Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) zum Entspannen eines Abgases (30) und eine Welle (40) umfasst,
  • vii) Erzeugung von heißem und verdichtetem Abgas (30) in Brennkammer (26) durch Umsetzung von verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) aus dem ersten Kompressor (7) und Brennstoff (29),
  • viii) Einleiten von Abgas (30) aus der Brennkammer (26) zur Entspannung in den zweiten Expander (24),
  • ix) Ableiten des entspannten Abgases (31) aus dem zweiten Expander (24) in einen Dampferzeuger (18), x) Erzeugen von Hochdruckdampf (19) im Dampferzeuger (18) unter Abkühlung des entspannten Abgases (31),
  • xi) Erzeugen von Elektrizität (6a) aus der im zweiten Expander (24) gewonnenen mechanischen Energie, indem der zweite Expander (24) über die Welle (40) mit dem Getriebe (9), der Welle (8) und dem ersten Generator (6) verbunden ist,
  • xii) Erzeugen von Elektrizität (6a) aus einem Teil der im ersten Expander (5) gewonnenen mechanischen Energie, indem der erste Expander (5) über die Welle (8) mit dem ersten Generator (6) verbunden ist,
  • xiii) Erzeugen von Elektrizität (6a) aus der in einer Dampfturbine (12) gewonnenen mechanischen Energie, indem die Dampfturbine (12) über eine Welle (13), Getriebe (9) und Welle (8) mit dem ersten Generator (6) verbunden ist,
  • xiv) Betrieb der Dampfturbine (12) mit Mittel- oder Niederdruckdampf, der aus Anlage (1) und/oder aus Anlage (2) stammt, und
  • xv) Betrieb des ersten Kompressors (7) mit einem Teil der im ersten Expander (5) gewonnenen mechanischen Energie, indem der erste Expander (5) über Welle (8) mit dem ersten Kompressor (7) verbunden ist.
Yet another preferred variant of the method according to the invention comprises at least the following measures:
  • i) carrying out a chemical oxidation reaction of oxygen-containing gas with an organic compound in Appendix ( 1 ), wherein an oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) is produced,
  • ii) catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) in an annex to ( 1 ) downstream plant ( 2 ), where an exhaust gas ( 3 ) is produced,
  • iii) compressing oxygen-containing gas in a first compressor ( 7 ), which is next to a first expander ( 5 ) for relaxing the exhaust gas ( 3 ), a first generator ( 6 ) for generating electricity and a transmission ( 9 ) Part of a process gas compressor plant ( 4 ), in the first compressor ( 7 ), first expander ( 5 ), first generator ( 6 ) and gearboxes ( 9 ) over a wave ( 8th ) are interconnected,
  • iv) introducing the exhaust gas ( 3 ) in the first expander ( 5 )
  • v) discharging the expanded exhaust gas ( 10 ) from the first expander ( 5 )
  • vi) introducing a part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas into the plant ( 1 ) and another part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas into a combustion chamber ( 26 ), which are part of a unit ( 25 ) for the production of electricity ( 6a ), where unit ( 25 ) at least the combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) for relaxing an exhaust gas ( 30 ) and a wave ( 40 ),
  • vii) generation of hot and compressed exhaust gas ( 30 ) in combustion chamber ( 26 ) by reacting compressed oxygen-containing gas ( 11a ) from the first compressor ( 7 ) and fuel ( 29 )
  • viii) introducing exhaust gas ( 30 ) from the combustion chamber ( 26 ) for relaxation in the second expander ( 24 )
  • ix) discharging the expanded exhaust gas ( 31 ) from the second expander ( 24 ) in a steam generator ( 18 ), x) generating high-pressure steam ( 19 ) in the steam generator ( 18 ) while cooling the expanded exhaust gas ( 31 )
  • xi) generating electricity ( 6a ) from the second expander ( 24 ) obtained mechanical energy by the second expander ( 24 ) over the wave ( 40 ) with the gearbox ( 9 ), the wave ( 8th ) and the first generator ( 6 ) connected is,
  • xii) generating electricity ( 6a ) from a part of the first expander ( 5 ) obtained mechanical energy by the first expander ( 5 ) over the wave ( 8th ) with the first generator ( 6 ) connected is,
  • xiii) generating electricity ( 6a ) from the in a steam turbine ( 12 ) obtained mechanical energy by the steam turbine ( 12 ) over a wave ( 13 ), Transmission ( 9 ) and wave ( 8th ) with the first generator ( 6 ) connected is,
  • xiv) operation of the steam turbine ( 12 ) with medium or low pressure steam coming from Annex 1 ) and / or Annex ( 2 ), and
  • xv) operation of the first compressor ( 7 ) with a part of the first expander ( 5 ) obtained mechanical energy by the first expander ( 5 ) over shaft ( 8th ) with the first compressor ( 7 ) connected is.

Bevorzugt werden Verfahrensvarianten, bei denen in Anlage (2) Mitteldruck- oder Niederdruckdampf erzeugt wird, und wobei das Abgas (3) auf eine Temperatur von 200 bis 400°C gekühlt wird. Der erzeugte Dampf kann vorzugsweise in einer Dampfturbine zur Erzeugung von mechanischer Energie verwendet werden, welche an einen Generator gekoppelt ist, in dem elektrische Energie erzeugt wird.Preferred are process variants in which 2 ) Medium-pressure or low-pressure steam is generated, and wherein the exhaust gas ( 3 ) is cooled to a temperature of 200 to 400 ° C. The generated steam may preferably be used in a steam turbine for generating mechanical energy which is coupled to a generator in which electrical energy is generated.

Besonders bevorzugt werden erfindungsgemäße Verfahren, bei denen zum Anfahren der Prozessgaskompressoranlage (4) der erste Generator (6) als Motor betrieben wird und mit elektrischer Energie aus dem lokalen und/oder öffentlichen Stromnetz versorgt wird, bis die Prozessgaskompressoranlage (4) hochgefahren ist. Nach dem Hochfahren der Prozessgaskompressoranlage (4) wird der erste Generator (6) in herkömmlicher Weise als Generator für elektrische Energie betrieben.Particular preference is given to processes according to the invention in which the process gas compressor plant (US Pat. 4 ) the first generator ( 6 ) is operated as a motor and is supplied with electrical energy from the local and / or public power grid until the process gas compressor ( 4 ) booted is. After starting the process gas compressor system ( 4 ) the first generator ( 6 ) operated in a conventional manner as a generator for electrical energy.

Der Stand der Technik und die Erfindung werden durch die Figuren erläutert.The prior art and the invention are explained by the figures.

1 bis 4 zeigen verschiedene Varianten von Anlagen des Standes der Technik und die Einbindung von PAC-Anlagen in Anlagen zur Durchführung von chemischen Oxidationsreaktionen. 1 to 4 show various variants of state-of-the-art plants and the integration of PAC plants in plants for carrying out chemical oxidation reactions.

5 bis 6 zeigen zwei Varianten von erfindungsgemäßen Anlagen und die Einbindung von PAC-Anlagen in Anlagen zur Durchführung von chemischen Oxidationsreaktionen. 5 to 6 show two variants of plants according to the invention and the integration of PAC plants in plants for carrying out chemical oxidation reactions.

1 zeigt eine Variante einer Anlage des Standes der Technik. Anzumerken ist, dass die Komponenten des PAC aus mehreren Stufen bestehen können. So kann ein PAC beispielsweise bis zu fünfstufige Kompressoren und bis zu zweistufige Expander aufweisen. 1 shows a variant of a plant of the prior art. It should be noted that the components of the PAC can consist of several stages. For example, a PAC can have up to five-stage compressors and up to two-stage expanders.

Dargestellt wird eine Anlage (1) zur Durchführung der chemischen Oxidationsreaktion und eine dazu nachgeschaltete Anlage (2) zur katalytischen Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas. In Anlage (2) werden sauerstoffhaltiges Gas (1a) aus Anlage (1) und zusätzlich Brennstoff (3a) eingedüst, um Temperatur und Druck des Abgases (3) aus Anlage (2) weiter zu steigern. Abgas (3) wird zur Dampferzeugung eingesetzt (nicht dargestellt), weist nach Verlassen der Anlage (2) Temperaturen von 200 bis 400°C auf und wird in die PAC-Anlage (4) eingeleitet. Die PAC-Anlage (4) besteht aus der Kombination von Expander (5), Generator (6) und Kompressor (7). Diese Aggregate sind über eine Welle (8) verbunden, welche ihrerseits mit einem Getriebe (9) verbunden ist und dieses antreibt. Abgas (3) wird in den Expander (5) eingeleitet dort entspannt und verlässt diesen als entspanntes Abgas (10). Generator (6) wird zur Erzeugung von Elektrizität (6a) einge-setzt, welche in der PAC-Anlage (4) und/oder der Anlage (1) genutzt werden kann und/oder welche in das lokale oder öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Expander (5) treibt Kompressor (7) an. Dieser verdichtet Luft (11) für den Betrieb der Anlage (1). Aus Anlage (1) und/oder Anlage (2) stammender Mittel- oder Niederdruckdampf wird in eine Dampfturbine (12) geleitet und zur Erzeugung von Elektrizität eingesetzt. Dampfturbine (12) ist durch Welle (13) mit dem Getriebe (9) verbunden. Zum Anfahren der PAC-Anlage (4) ist ein mit Brennstoff (14) betriebener Dampferzeuger (15) vorgesehen. Dieser versorgt die Dampfturbine (12) beim Anfahren mit Dampf (16) und startet damit über Getriebe (9) und Wellen (8, 13) die Komponenten der PAC-Anlage (4). Im stationären Betrieb der Anlagen (1, 2, 4) dient dieser Dampferzeuger (15) als Reserveanlage. Ein zweiter mit Brennstoff (17) betriebener Dampferzeuger (18) dient zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19), der für den stationären Betrieb der Anlage (1) benötigt wird. Der Darnpfbedarf zum Anfahren ist ähnlich hoch wie zum Normalbetrieb der kompletten Anlage.A plant is shown ( 1 ) for carrying out the chemical oxidation reaction and a downstream plant ( 2 ) for the catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas. In Appendix ( 2 ), oxygen-containing gas ( 1a ) from Appendix ( 1 ) and additionally fuel ( 3a ) is injected to temperature and pressure of the exhaust gas ( 3 ) from Appendix ( 2 ) continue to increase. Exhaust gas ( 3 ) is used for steam generation (not shown), has after leaving the plant ( 2 ) Temperatures of 200 to 400 ° C and is in the PAC system ( 4 ). The PAC system ( 4 ) consists of the combination of expander ( 5 ), Generator ( 6 ) and compressor ( 7 ). These aggregates are over a shaft ( 8th ), which in turn with a transmission ( 9 ) and drives this. Exhaust gas ( 3 ) gets into the expander ( 5 ) initiated relaxed there and leaves this as a relaxed exhaust gas ( 10 ). Generator ( 6 ) is used to generate electricity ( 6a ), which in the PAC system ( 4 ) and / or the installation ( 1 ) can be used and / or which is fed into the local or public power grid. Expander ( 5 ) drives compressor ( 7 ) at. This compressed air ( 11 ) for the operation of the plant ( 1 ). From Annex ( 1 ) and / or Annex ( 2 ) medium or low pressure steam is fed into a steam turbine ( 12 ) and used to generate electricity. Steam turbine ( 12 ) is by wave ( 13 ) with the gearbox ( 9 ) connected. To start up the PAC system ( 4 ) is one with fuel ( 14 ) operated steam generator ( 15 ) intended. This supplies the steam turbine ( 12 ) when starting with steam ( 16 ) and thus starts via transmission ( 9 ) and waves ( 8th . 13 ) the components of the PAC system ( 4 ). In stationary operation of the plants ( 1 . 2 . 4 ) serves this steam generator ( 15 ) as a reserve facility. A second with fuel ( 17 ) operated steam generator ( 18 ) is used to generate high-pressure steam ( 19 ), which is responsible for the stationary operation of the plant ( 1 ) is needed. The dripping demand for starting is similar to the normal operation of the complete system.

In 2 wird eine energetische Optimierung der in 1 beschriebenen Anlage gezeigt. Anlagen (1) und (2) sowie PAC-Anlage (4) entsprechen der in 1 dargestellten Variante. Allerdings wird Generator (6) während des Anfahrens der PAC-Anlage (4) als Motor betrieben. Dampferzeuger (15) ist entfallen. Dampferzeuger (18) wird durch das Abgas (20) einer Gasturbine (21) betrieben. Gasturbine (21) besteht aus Kompressor (22), Brennkammer (23), Expander (24) und Generator (25), die durch Welle (26) miteinander verbunden sind. In Kompressor (22) wird Luft (27) verdichtet, in Brennkammer (23) geleitet und mit Brennstoff (28) umgesetzt. Das verdichtete Abgas (29) aus Brennkammer (23) wird in den Expander (24) geleitet, dort entspannt und dessen Energieinhalt wird zum Betrieb des Generators (25) zur Erzeugung von Elektrizität (25a) genutzt. Das entspannte Abgas (20) wird zum Betrieb des Dampferzeugers (18) für die Erzeugung von Hochdruckdampf (19) genutzt. Mit der in der Gasturbine (21) erzeugten Elektrizität wird beim Anfahren der PAC-Anlage (4) der Motor (6) betrieben. Die überschüssige Elektrizität kann für den Betrieb der Anlagen (2, 4) eingesetzt werden und/oder in das lokale oder öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Diese Anlagenvariante zeichnet sich dadurch aus, dass nur ein Dampferzeuger benötigt wird. Allerdings werden bei Verwendung einer Gasturbine insgesamt zwei Kompressoren, zwei Expander, eine Dampfturbine und zwei Generatoren benötigt. Diese Anlagenvariante ist im Vergleich mit der Variante der 1 insgesamt mit höheren Anschaffungskosten verbunden.In 2 will be an energetic optimization of in 1 shown system described. Attachments ( 1 ) and ( 2 ) as well as PAC plant ( 4 ) correspond to the in 1 illustrated variant. However, generator ( 6 ) during startup of the PAC system ( 4 ) operated as a motor. Steam generator ( 15 ) has been dropped. Steam generator ( 18 ) is due to the exhaust gas ( 20 ) a gas turbine ( 21 ) operated. Gas turbine ( 21 ) consists of compressor ( 22 ), Combustion chamber ( 23 ), Expander ( 24 ) and generator ( 25 ), which by wave ( 26 ) are interconnected. In compressor ( 22 ) is air ( 27 ) in combustion chamber ( 23 ) and fueled ( 28 ) implemented. The compressed exhaust gas ( 29 ) from combustion chamber ( 23 ) gets into the expander ( 24 ), relaxes there and its energy content is used to operate the generator ( 25 ) for the production of electricity ( 25a ) used. The relaxed exhaust gas ( 20 ) is used to operate the steam generator ( 18 ) for the production of high-pressure steam ( 19 ) used. With the in the gas turbine ( 21 ) is generated when starting up the PAC system ( 4 ) the motor ( 6 ) operated. The surplus electricity may be used for the operation of the installations ( 2 . 4 ) and / or fed into the local or public grid. This system variant is characterized by the fact that only one steam generator is needed. However, when using a gas turbine, a total of two compressors, two expander, a steam turbine and two generators are needed. This plant variant is in comparison with the variant of 1 total associated with higher acquisition costs.

3 zeigt eine weitere Variante einer Anlage des Standes der Technik. Dargestellt ist eine Anlage (1) zur Durchführung der chemischen Oxidationsreaktion und eine dazu nachgeschaltete Anlage (2) zur katalytischen Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas. In Anlage (2) werden sauerstoffhaltiges Gas (1a) aus Anlage (1) und zusätzlich Brennstoff (3a) eingedüst, um Temperatur und Druck des Abgases (3) aus Anlage (2) weiter zu steigern. Allerdings wird Abgas (3) nicht zur Dampferzeugung eingesetzt sondern wird direkt in die PAC-Anlage (4) eingeleitet. Die Temperatur des Abgases (3) beträgt hier zwischen 600 und 800°C. Die PAC-Anlage (4) besteht auch hier aus der Kombination von Expander (5), Generator (6) und Kompressor (7). Diese Aggregate sind über eine Welle (8) verbunden, welche ihrerseits mit einem Getriebe (9) verbunden ist und dieses antreibt. Abgas (3) wird in den Expander (5) eingeleitet dort entspannt und verlässt diesen als entspanntes Abgas (10). Generator (6) wird zur Erzeugung von Elektrizität (6a) eingesetzt, welche in der PAC-Anlage (4) und/oder der Anlage (1) genutzt werden kann und/oder welche in das lokale oder öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Expander (5) treibt Kompressor (7) an. Dieser verdichtet Luft (11) für den Betrieb der Anlage (1). Aus Anlage (1) stammender Mittel- oder Niederdruckdampf wird in eine Dampfturbine (12) geleitet und zur Erzeugung von Elektrizität eingesetzt. Dampfturbine (12) ist durch Welle (13) mit dem Getriebe (9) verbunden. Zum Anfahren der PAC-Anlage (4) wird der Generator (6) als Motor betrieben. Die dafür benötigte Elektrizität stammt aus dem lokalen und/oder öffentlichen Stromnetz. Ein mit Brennstoff (17) betriebener Dampferzeuger (18) dient zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19), der für den stationären Betrieb der Anlage (1) benötigt wird. 3 shows a further variant of a plant of the prior art. Shown is an attachment ( 1 ) for carrying out the chemical oxidation reaction and a downstream plant ( 2 ) for the catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas. In Appendix ( 2 ), oxygen-containing gas ( 1a ) from Appendix ( 1 ) and additionally fuel ( 3a ) is injected to temperature and pressure of the exhaust gas ( 3 ) from Appendix ( 2 ) continue to increase. However, exhaust ( 3 ) is not used for steam generation but is fed directly into the PAC plant ( 4 ). The temperature of the exhaust gas ( 3 ) is between 600 and 800 ° C. The PAC system ( 4 ) consists of the combination of expander ( 5 ), Generator ( 6 ) and compressor ( 7 ). These aggregates are over a shaft ( 8th ), which in turn with a transmission ( 9 ) and drives this. Exhaust gas ( 3 ) gets into the expander ( 5 ) initiated relaxed there and leaves this as a relaxed exhaust gas ( 10 ). Generator ( 6 ) is used to generate electricity ( 6a ) used in the PAC system ( 4 ) and / or the installation ( 1 ) can be used and / or which is fed into the local or public power grid. Expander ( 5 ) drives compressor ( 7 ) at. This compressed air ( 11 ) for the operation of the plant ( 1 ). From Annex ( 1 ) medium or low pressure steam is fed into a steam turbine ( 12 ) and used to generate electricity. Steam turbine ( 12 ) is by wave ( 13 ) with the gearbox ( 9 ) connected. To start up the PAC system ( 4 ) the generator ( 6 ) operated as a motor. The required electricity comes from the local and / or public power grid. One with fuel ( 17 ) operated steam generator ( 18 ) is used to generate high-pressure steam ( 19 ), which is responsible for the stationary operation of the plant ( 1 ) is needed.

Nachteilig wirkt sich bei dieser Variante aus, dass das Material des Expanders (5) sehr hochwertig sein muss, z. B. aus Inconel, bedingt durch die hohe Temperatur in Verbindung mit gegebenenfalls im Abgas vorliegenden korrosiven Bestandteilen, wie z. B. HBr- und Br2-Resten aus PTA-Prozess.A disadvantage of this variant is that the material of the expander ( 5 ) must be very high quality, z. B. from Inconel, due to the high temperature in conjunction with any corrosive constituents present in the exhaust gas, such. B. HBr and Br 2 residues from PTA process.

In 4 ist eine aus US 2011/0100007 A1 beschriebene Variante dargestellt. Diese entspricht einer Modifikation der in 3 dargestellten Variante.In 4 is one out US 2011/0100007 A1 described variant shown. This corresponds to a modification of in 3 illustrated variant.

Anlage (1) sowie PAC-Anlage (4) und Dampferzeuger (18) entsprechen der in 3 dargestellten Variante. Anlage (2) wird allerdings nicht mehr mit Brennstoff (3a) versorgt. Dafür ist Anlage (2) eine Brennkammer (22) nachgeschaltet. In diese wird das heiße und unter Druck stehende Abgas (3) aus Anlage (2) eingespeist und zusammen mit Brennstoff (3a) und komprimierter Luft (23) aus Kompressor (7) verbrannt. Das erzeugte heiße und verdichtete Abgas (3b) wird direkt in Expander (5) eingeleitet, dort entspannt und zur Erzeugung von Elektrizität genutzt. Bei dieser Variante wird also nach der katalytischen Oxidation in Anlage (2) zur Erhöhung des Energieoutputs des Expanders (5) eine Brennkammer (22) eingesetzt. Zusätzlich wird die Druckluft des Kompressors (7) benutzt, d. h. sowohl Expander (5) als auch Kompressor (7) der PAC-Anlage (4) werden verwendet. Demgegenüber stehen jedoch hier auf Grund der noch höheren Temperatur noch höhere Anforderungen an die verwendeten Werkstoffe. Nachteilig wirkt sich auch aus, dass das entspannte Abgas (10) aus dem Expander (5) auf Grund des Verdünnungseffekts im Abgas (3b) und der Entspannung im Expander (5) nicht mehr zur Erzeugung von Hochdruckdampf verwendet werden kann.Investment ( 1 ) as well as PAC plant ( 4 ) and steam generators ( 18 ) correspond to the in 3 illustrated variant. Investment ( 2 ) is no longer fueled ( 3a ) provided. Therefor is attachment ( 2 ) a combustion chamber ( 22 ) downstream. In this is the hot and pressurized exhaust gas ( 3 ) from Appendix ( 2 ) and together with fuel ( 3a ) and compressed air ( 23 ) from compressor ( 7 ) burned. The generated hot and compressed exhaust gas ( 3b ) is inserted directly into Expander ( 5 ), relaxed there and used to generate electricity. In this variant, therefore, after the catalytic oxidation in Appendix ( 2 ) to increase the energy output of the expander ( 5 ) a combustion chamber ( 22 ) used. In addition, the compressed air of the compressor ( 7 ), ie both expanders ( 5 ) as well as compressor ( 7 ) of the PAC system ( 4 ) are used. In contrast, however, there are even higher demands on the materials used here due to the even higher temperature. Another disadvantage is that the expanded exhaust gas ( 10 ) from the expander ( 5 ) due to the dilution effect in the exhaust gas ( 3b ) and relaxation in the expander ( 5 ) can no longer be used to generate high pressure steam.

5 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur kombinierten Erzeugung von unter Druck stehendem sauerstoffhaltigen Gas, Hochdruckdampf und elektrischer Energie. Dargestellt ist eine Anlage (1) zur Durchführung der chemischen Oxidationsreaktion und eine dazu nachgeschaltete Anlage (2) zur katalytischen Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas. In Anlage (2) werden sauerstoffhaltiges Gas (1a) aus Anlage (1) und zusätzlich Brennstoff (3a) eingedüst, um Temperatur und Druck des Abgases (3) aus Anlage (2) weiter zu steigern. Abgas (3) wird zur Dampferzeugung eingesetzt (nicht dargestellt), weist nach Verlassen der Anlage (2) Temperaturen von 200 bis 400°C auf und wird in die PAC-Anlage (4) eingeleitet. Die PAC-Anlage (4) besteht aus der Kombination von Expander (5), Generator (6) und Kompressor (7). Diese Aggregate sind über eine Welle (8) verbunden, welche ihrerseits mit einem Getriebe (9) verbunden ist und dieses antreibt. Abgas (3) wird in den Expander (5) eingeleitet dort entspannt und verlässt diesen als entspanntes Abgas (10). Generator (6) wird zur Erzeugung von Elektrizität (6a) eingesetzt, welche in der PAC-Anlage (4) und/oder der Anlage (1) genutzt werden kann und/oder welche in das lokale oder öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Expander (5) treibt Kompressor (7) an. Dieser verdichtet sauerstoff-haltiges Gas (11), vorzugsweise Luft, für den Betrieb der Anlage (1) sowie für den Betrieb eines zweiten Expanders (24). Aus Anlage (1) und/oder Anlage (2) stammender Mittel- oder Niederdruckdampf wird in eine Dampfturbine (12) geleitet und zur Erzeugung von Elektrizität eingesetzt. Dampfturbine (12) ist durch Welle (13) mit dem Getriebe (9) verbunden. 5 shows a variant of the inventive device for the combined production of pressurized oxygen-containing gas, high-pressure steam and electrical energy. Shown is an attachment ( 1 ) for carrying out the chemical oxidation reaction and a downstream plant ( 2 ) for the catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas. In Appendix ( 2 ), oxygen-containing gas ( 1a ) from Appendix ( 1 ) and additionally fuel ( 3a ) is injected to temperature and pressure of the exhaust gas ( 3 ) from Appendix ( 2 ) continue to increase. Exhaust gas ( 3 ) is used for steam generation (not shown), has after leaving the plant ( 2 ) Temperatures of 200 to 400 ° C and is in the PAC system ( 4 ). The PAC system ( 4 ) consists of the combination of expander ( 5 ), Generator ( 6 ) and compressor ( 7 ). These aggregates are over a shaft ( 8th ), which in turn with a transmission ( 9 ) and drives this. Exhaust gas ( 3 ) gets into the expander ( 5 ) initiated relaxed there and leaves this as a relaxed exhaust gas ( 10 ). Generator ( 6 ) is used to generate electricity ( 6a ) used in the PAC system ( 4 ) and / or the installation ( 1 ) can be used and / or which is fed into the local or public power grid. Expander ( 5 ) drives compressor ( 7 ) at. This densifies oxygen-containing gas ( 11 ), preferably air, for the operation of the plant ( 1 ) and for the operation of a second expander ( 24 ). From Annex ( 1 ) and / or Annex ( 2 ) medium or low pressure steam is fed into a steam turbine ( 12 ) and used to generate electricity. Steam turbine ( 12 ) is by wave ( 13 ) with the gearbox ( 9 ) connected.

Neben der PAC-Anlage (4) ist eine Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (25a) und Hochdruckdampf (19) vorgesehen. Diese besteht aus Brennkammer (26), zweitem Expander (24), Generator (27), Dampferzeuger (18) und Welle (28). Brennkammer (26) wird aus Kompressor (7) mit verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) versorgt. In Brennkammer (26) wird Brennstoff (29) mit Gas (11a) umgesetzt und das erzeugte heiße und verdichtete Abgas (30) wird zur Entspannung in den zweiten Expander (24) geführt und verlässt diesen als entspanntes Abgas (31). Der zweite Expander (24) ist über Welle (28) mit dem Generator (27) verbunden. Dieser dient zur Erzeugung von Elektrizität (27a), welche in der PAC-Anlage (4) und/oder der Anlage (1) genutzt werden kann und/oder welche in das lokale oder öffentliche Stromnetz eingespeist wird. Das entspannte Abgas (31) wird in den Dampferzeuger (18) geleitet und dient dort zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19), der für den stationären Betrieb der Anlage (1) benötigt wird.In addition to the PAC system ( 4 ) is a unit ( 25 ) for the production of electricity ( 25a ) and high-pressure steam ( 19 ) intended. This consists of combustion chamber ( 26 ), second expander ( 24 ), Generator ( 27 ), Steam generators ( 18 ) and wave ( 28 ). Combustion chamber ( 26 ) is made from compressor ( 7 ) with compressed oxygen-containing gas ( 11a ) provided. In combustion chamber ( 26 ) becomes fuel ( 29 ) with gas ( 11a ) and the generated hot and compressed exhaust gas ( 30 ) is used for relaxation in the second expander ( 24 ) and leaves it as a relaxed exhaust gas ( 31 ). The second expander ( 24 ) is about wave ( 28 ) with the generator ( 27 ) connected. This serves to generate electricity ( 27a ), which in the PAC system ( 4 ) and / or the installation ( 1 ) can be used and / or which is fed into the local or public power grid. The relaxed exhaust gas ( 31 ) is placed in the steam generator ( 18 ) and serves there for the production of high-pressure steam ( 19 ), which is responsible for the stationary operation of the plant ( 1 ) is needed.

Zum Anfahren der PAC-Anlage (4) wird der Generator (6) als Motor betrieben und mit elektrischer Energie aus dem lokalen und/oder öffentlichen Stromnetz versorgt, bis die PAC-Anlage (4) hochgefahren ist. To start up the PAC system ( 4 ) the generator ( 6 ) operated as a motor and supplied with electrical energy from the local and / or public grid until the PAC system ( 4 ) has started up.

Mit dieser Anlagenvariante wird eine kostengünstige und energiesparende Möglichkeit zur Verfügung gestellt, die sowohl die im Prozess benötigte Druckluft als auch den Hochdruckdampf als auch elektrische Energie mindestens für den gesamten Prozess generiert.With this system variant, a cost-effective and energy-saving option is provided which generates both the compressed air required in the process and the high-pressure steam as well as electrical energy at least for the entire process.

Bei dieser Variante liefert der Kompressor (7) der PAC-Anlage (4) auch die komprimierte Luft für den zweiten Expander (24) bzw. dessen vorgeschalteter Brennkammer (26). Allerdings strömt das Abgas aus dem zweiten Expander (24) nun nicht in den Expander (5) der PAC-Anlage (4), sondern in einen nicht dargestellten separaten Expander. Damit lassen sich in den Expandern weniger hochwertige Werkstoffe verwenden bei gleichzeitig noch höherer Temperatur , so dass mit diesem Abgas (31) gegebenenfalls unter zusätzlicher Dosierung eines Brennstoffs Hochdruckdampf (19) erzeugt werden kann.In this variant, the compressor delivers ( 7 ) of the PAC system ( 4 ) also the compressed air for the second expander ( 24 ) or its upstream combustion chamber ( 26 ). However, the exhaust gas flows out of the second expander ( 24 ) not in the expander ( 5 ) of the PAC system ( 4 ), but in a separate expander, not shown. This makes it possible to use less high-quality materials in the expanders while at the same time having a higher temperature, so that this exhaust gas ( 31 ) optionally with additional metering of a fuel high pressure steam ( 19 ) can be generated.

In 6 wird eine erfindungsgemäße Anlage gezeigt, bei der es sich um eine Variation der in 5 dargestellten Anlage handelt. Anlagen (1) und (2) sowie PAC-Anlage (4) entsprechen der in 5 dargestellten Variante. Allerdings wird in der Anlage der 6 die Leistung des zweiten Expanders (24) direkt oder unter Verwendung einer Welle (40) über ein Getriebe (9) auf die Welle (8) der PAC-Anlage (4) übertragen, so dass sich der zweite Generator (27) einsparen lässt. Auch kann hierbei auf die Motorfunktion des Generators (6) in der PAC-Anlage (4) verzichtet werden.In 6 a plant according to the invention is shown, which is a variation of in 5 represented plant acts. Attachments ( 1 ) and (2) and PAC system ( 4 ) correspond to the in 5 illustrated variant. However, in the plant the 6 the performance of the second expander ( 24 ) directly or using a wave ( 40 ) via a transmission ( 9 ) on the shaft ( 8th ) of the PAC system ( 4 ), so that the second generator ( 27 ) saves. It is also possible to refer to the engine function of the generator ( 6 ) in the PAC system ( 4 ) are waived.

Tabelle 1 enthält einen Überblick über die Hauptkomponenten und deren Anzahl bei den verschiedenen in den Figuren dargestellten Lösungen. Tabelle 1: Hauptkomponenten und deren Anzahl Hauptkomponenten mit Anzahl Kompressor Expander Generator Brenner HD-Dampferzeuger Gesamt Figur 1 1 1 1. 2 2 7 Figur 2 2 2 2 1 1 8 Figur 3 1 1 1 2 2 7 Figur 4 1 1 1 2 1 6 Figur 5 (Erfindung) 1 2 2 1 1 7 Figur 6 (Erfindung) 1 2 1 1 1 6 Table 1 gives an overview of the major components and their numbers in the various solutions shown in the figures. Table 1: Main components and their number Main components with number compressor expander generator burner HD steam generator total FIG. 1 1 1 1. 2 2 7 FIG. 2 2 2 2 1 1 8th FIG. 3 1 1 1 2 2 7 FIG. 4 1 1 1 2 1 6 FIG. 5 (invention) 1 2 2 1 1 7 FIG. 6 (invention) 1 2 1 1 1 6

Bei den Varianten der 3 und 4 müssen äußerst temperaturstabile Werkstoffe im Kompressor der PCA-Anlage eingesetzt werden. Dieses kann bei den Varianten der 1 und 2 bzw. 5 und 6 entfallen. Die Variante der 2 weist eine hohe Anzahl von Komponenten auf. Die Variante der 1 weist zwar weniger Komponenten auf, ist hinsichtlich der Energieeffizienz allerdings den erfindungsgemäßen Lösungen der 5 und 6 unterlegen.In the variants of 3 and 4 Extremely temperature-stable materials must be used in the compressor of the PCA system. This can with the variants of the 1 and 2 respectively. 5 and 6 omitted. The variant of 2 has a high number of components. The variant of 1 has fewer components, but in terms of energy efficiency, the inventive solutions of 5 and 6 inferior.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2011/0100007 A1 [0029] US 2011/0100007 A1 [0029]

Claims (13)

Vorrichtung zur kombinierten Erzeugung von unter Druck stehendem sauerstoffhaltigen Gas, Hochdruckdampf und elektrischer Energie für den Betrieb einer Anlage zur Durchführung von chemischen Oxidationsreaktionen, wobei neben der Anlage (1) zur Durchführung der chemischen Oxidationsreaktion eine Prozessgaskompressoranlage (4) vorgesehen ist, die mindestens einen ersten Kompressor (7) zum Verdichten von sauerstoffhaltigem Gas und mindestens einen ersten Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität umfasst, und wobei eine Einheit (25) zum Erzeugen von Elektrizität und ein Dampferzeuger (18) zum Erzeugen von Hochdruckdampf (19) vorgesehen ist, und Einheit (25) mindestens eine Brennkammer (26) und einen zweiten Expander (24) umfasst, wobei – der erste Kompressor (7) mit der Anlage (1) und mit der Brennkammer (26) verbunden ist, so dass Anlage (1) und Brennkammer (26) verdichtetes sauerstoffhaltiges Gas zugeführt werden kann, – die Brennkammer (26) mit dem zweiten Expander (24) verbunden ist, so dass Abgas (30) aus der Brennkammer (26) in den zweiten Expander (24) geleitet wird, – der zweite Expander (24) mit einem zweiten Generator (27) zum Erzeugen von Elektrizität (27a) oder mit dem ersten Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität (6a) verbunden ist, und – der zweite Expander (24) mit dem Dampferzeuger (18) verbunden ist, so dass das im zweiten Expander (24) entspannte Abgas (31) im Dampferzeuger (18) zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19) genutzt werden kann.Apparatus for the combined production of pressurized oxygen-containing gas, high-pressure steam and electrical energy for the operation of a plant for carrying out chemical oxidation reactions, in which, in addition to the plant ( 1 ) for carrying out the chemical oxidation reaction, a process gas compressor plant ( 4 ) is provided, the at least one first compressor ( 7 ) for compressing oxygen-containing gas and at least one first generator ( 6 ) for generating electricity, and wherein a unit ( 25 ) for generating electricity and a steam generator ( 18 ) for generating high-pressure steam ( 19 ), and unit ( 25 ) at least one combustion chamber ( 26 ) and a second expander ( 24 ), wherein - the first compressor ( 7 ) with the plant ( 1 ) and with the combustion chamber ( 26 ), so that annex ( 1 ) and combustion chamber ( 26 ) compressed oxygen-containing gas can be supplied, - the combustion chamber ( 26 ) with the second expander ( 24 ), so that exhaust ( 30 ) from the combustion chamber ( 26 ) in the second expander ( 24 ), - the second expander ( 24 ) with a second generator ( 27 ) for generating electricity ( 27a ) or with the first generator ( 6 ) for generating electricity ( 6a ), and - the second expander ( 24 ) with the steam generator ( 18 ), so that in the second expander ( 24 ) relaxed exhaust gas ( 31 ) in the steam generator ( 18 ) for generating high-pressure steam ( 19 ) can be used. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens folgende Elemente umfasst: A) Anlage (1) zur Durchführung der chemischen Oxidationsreaktion, bei der ein sauerstoffhaltiges Abgas (1a) erzeugt wird B) dazu nachgeschaltete Anlage (2) zur katalytischen Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas (1a), wobei ein Abgas (3) erzeugt wird, C) Prozessgaskompressoranlage (4) umfassend mindestens eine über Welle (8) miteinander verbundene Kombination von erstem Expander (5) zum Entspannen des Abgases (3), erstem Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität und erstem Kompressor (7) zum Verdichten von sauerstoffhaltigem Gas für die Anlage (1) und für einen zweiten Expander (24), D) Leitung zum Einleiten des Abgases (3) in den ersten Expander (5), E) Leitung zum Abführen des entspannten Abgases (10) aus dem ersten Expander (5), F) Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (27a, 6a), die mindestens eine Brennkammer (26), den zweiten Expander (24) zum Entspannen eines Abgases (30), einen zweiten Generator (27) zum Erzeugen von Elektrizität (27a) und eine Welle (28) umfasst, oder die mindestens eine Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) zum Entspannen eines Abgases (30) und eine Welle (28) umfasst, G) Dampferzeuger (18) zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19), wobei H) Brennkammer (26) mit verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) aus dem ersten Kompressor (7) und mit Brennstoff (29) versorgt wird, die in Brennkammer (26) zu heißem und verdichteten Abgas (30) umgesetzt werden, welches zur Entspannung in den zweiten Expander (24) geführt wird und diesen als entspanntes Abgas (31) verläßt, wobei I) der zweite Expander (24) über die Welle (28) mit dem zweiten Generator (27) verbunden ist, oder der zweite Expander (24) über die Welle (28) durch ein Getriebe (9) mit Welle (8) und dem ersten Generator (6) verbunden ist, und wobei J) das entspannte Abgas (31) in Dampferzeuger (18) geleitet wird und dort zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19) dient.Device according to claim 1, characterized in that it comprises at least the following elements: A) installation ( 1 ) for carrying out the chemical oxidation reaction, in which an oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) B) to downstream plant ( 2 ) for the catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas ( 1a ), where an exhaust gas ( 3 ), C) process gas compressor plant ( 4 ) comprising at least one wave ( 8th ) interconnected combination of first expander ( 5 ) for relaxing the exhaust gas ( 3 ), first generator ( 6 ) for generating electricity and first compressor ( 7 ) for compressing oxygen-containing gas for the plant ( 1 ) and for a second expander ( 24 ), D) line for introducing the exhaust gas ( 3 ) in the first expander ( 5 ), E) line for discharging the expanded exhaust gas ( 10 ) from the first expander ( 5 ), F) unit ( 25 ) for the production of electricity ( 27a . 6a ), the at least one combustion chamber ( 26 ), the second expander ( 24 ) for relaxing an exhaust gas ( 30 ), a second generator ( 27 ) for generating electricity ( 27a ) and a wave ( 28 ), or the at least one combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) for relaxing an exhaust gas ( 30 ) and a wave ( 28 ), G) steam generators ( 18 ) for generating high-pressure steam ( 19 ), where H) combustion chamber ( 26 ) with compressed oxygen-containing gas ( 11a ) from the first compressor ( 7 ) and with fuel ( 29 ) supplied in combustion chamber ( 26 ) to hot and compressed exhaust gas ( 30 ), which for relaxation in the second expander ( 24 ) and this as a relaxed exhaust gas ( 31 ), where I) the second expander ( 24 ) over the wave ( 28 ) with the second generator ( 27 ), or the second expander ( 24 ) over the wave ( 28 ) by a transmission ( 9 ) with wave ( 8th ) and the first generator ( 6 ) and wherein J) the expanded exhaust gas ( 31 ) in steam generators ( 18 ) and there to generate high pressure steam ( 19 ) serves. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens folgende Elemente umfasst: A) Anlage (1) zur Durchführung der chemischen Oxidationsreaktion, bei der ein sauerstoffhaltiges Abgas (1a) erzeugt wird, B) dazu nachgeschaltete Anlage (2) zur katalytischen Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas (1a), wobei ein Abgas (3) erzeugt wird, C) Prozessgaskompressoranlage (4) umfassend mindestens die Kombination von erstem Expander (5), erstem Generator (6) und erstem Kompressor (7), die über eine Welle (8) miteinander verbunden sind, welche ihrerseits mit einem Getriebe (9) verbunden ist, D) Leitung zum Einleiten des Abgases (3) in den ersten Expander (5) der Prozessgaskompressoranlage (4), E) Leitung zum Ableiten von entspanntem Abgas (10) aus dem ersten Expander (5), F) Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (27a) umfassend mindestens eine Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24), einen zweiten Generator (27) und eine Welle (28), G) Dampferzeuger (18) zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19), wobei H) Brennkammer (26) aus dem ersten Kompressor (7) mit verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) versorgt wird, in Brennkammer (26) Brennstoff (29) mit dem Gas (11a) umgesetzt wird und das erzeugte heiße und verdichtete Abgas (30) zur Entspannung in den zweiten Expander (24) geführt wird und diesen als entspanntes Abgas (31) verläßt, wobei I) der zweite Expander (24) über die Welle (28) mit dem zweiten Generator (27) verbunden ist, welcher zur Erzeugung von Elektrizität (27a) dient, welche in der Prozessgaskompressoranlage (4) und/oder der Anlage (1) genutzt wird und/oder welche in das lokale oder öffentliche Stromnetz eingespeist wird, wobei J) eine Dampfturbine (12) vorgesehen ist, die mit aus Anlage (1) und/oder aus Anlage (2) stammendem Mittel- oder Niederdruckdampf betrieben und zur Erzeugung von Elektrizität eingesetzt wird und die ist durch eine Welle (13) mit dem Getriebe (9) verbunden ist, K) der erste Generator (6) zur Erzeugung von Elektrizität (6a) dient, welche in der Prozessgaskompressoranlage (4) und/oder der Anlage (1) genutzt wird und/oder welche in das lokale oder öffentliche Stromnetz eingespeist wird, L) der ersten Kompressor (7) durch Expander (5) angetrieben wird und sauerstoffhaltiges Gas (11) für den Betrieb der Anlage (1) sowie für den Betrieb des zweiten Expanders (24) verdichtet, und M) das entspannte Abgas (31) in den Dampferzeuger (18) geleitet wird und dort zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19) dient, der für den stationären Betrieb der Anlage (1) benötigt wird.Device according to claim 2, characterized in that it comprises at least the following elements: A) plant ( 1 ) for carrying out the chemical oxidation reaction, in which an oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) is generated, B) to downstream plant ( 2 ) for the catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas ( 1a ), where an exhaust gas ( 3 ), C) process gas compressor plant ( 4 ) comprising at least the combination of the first expander ( 5 ), first generator ( 6 ) and first compressor ( 7 ), which have a wave ( 8th ), which in turn are connected to a transmission ( 9 D) line for introducing the exhaust gas ( 3 ) in the first expander ( 5 ) of the process gas compressor plant ( 4 ), E) line for discharging relaxed exhaust gas ( 10 ) from the first expander ( 5 ), F) unit ( 25 ) for the production of electricity ( 27a ) comprising at least one combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ), a second generator ( 27 ) and a wave ( 28 ), G) steam generators ( 18 ) for generating high-pressure steam ( 19 ), in which H) combustion chamber ( 26 ) from the first compressor ( 7 ) with compressed oxygen-containing gas ( 11a ), in combustion chamber ( 26 ) Fuel ( 29 ) with the gas ( 11a ) and the generated hot and compressed exhaust gas ( 30 ) for relaxation in the second expander ( 24 ) and this as a relaxed exhaust gas ( 31 ), where I) the second expander ( 24 ) over the wave ( 28 ) with the second generator ( 27 ) connected to generate electricity ( 27a ), which in the process gas compressor plant ( 4 ) and / or the installation ( 1 ) is used and / or which is fed into the local or public power grid, wherein J) a steam turbine ( 12 ), which is annexed 1 ) and / or Annex ( 2 operated medium and low pressure steam and is used to generate electricity and which is by a wave ( 13 ) with the gearbox ( 9 ), K) the first generator ( 6 ) for the production of electricity ( 6a ), which in the process gas compressor plant ( 4 ) and / or the installation ( 1 ) and / or which is fed into the local or public grid, L) the first compressor ( 7 ) by expander ( 5 ) and oxygen-containing gas ( 11 ) for the operation of the plant ( 1 ) as well as for the operation of the second expander ( 24 ), and M) the expanded exhaust gas ( 31 ) in the steam generator ( 18 ) and there to generate high pressure steam ( 19 ), which is used for stationary operation of the plant ( 1 ) is needed. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens folgende Elemente umfasst: A) Anlage (1) zur Durchführung der chemischen Oxidationsreaktion, bei der ein sauerstoffhaltiges Abgas (1a) erzeugt wird, B) dazu nachgeschaltete Anlage (2) zur katalytischen Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas (1a), wobei ein Abgas (3) erzeugt wird, C) Prozessgaskompressoranlage (4) umfassend mindestens die Kombination von erstem Expander (5), erstem Generator (6) und erstem Kompressor (7), die über eine Welle (8) miteinander verbunden sind, welche ihrerseits mit einem Getriebe (9) verbunden ist, D) Leitung zum Einleiten des Abgases (3) in den ersten Expander (5) der Prozessgaskompressoranlage (4), E) Leitung zum Ableiten von entspanntem Abgas (10) aus dem ersten Expander (5), F) Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (6a) umfassend mindestens eine Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) und eine Welle (40), G) Dampferzeuger (18) zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19), wobei H) Brennkammer (26) aus dem ersten Kompressor (7) mit verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) versorgt wird, in Brennkammer (26) Brennstoff (29) mit dem Gas (11a) umgesetzt wird und das erzeugte heiße und verdichtete Abgas (30) zur Entspannung in den zweiten Expander (24) geführt wird und diesen als entspanntes Abgas (31) verläßt, wobei I) der zweite Expander (24) über die Welle (40) mit dem Getriebe (9) und über Welle (8) mit dem ersten Generator (6) verbunden ist, J) eine Dampfturbine (12) vorgesehen ist, die mit aus Anlage (1) und/oder aus Anlage (2) stammendem Mittel- oder Niederdruckdampf betrieben und zur Erzeugung von Elektrizität eingesetzt wird und die ist durch eine Welle (13) mit dem Getriebe (9) verbunden ist, K) der erste Generator (6) zur Erzeugung von Elektrizität (6a) dient, welche in der Prozessgaskompressoranlage (4) und/oder der Anlage (1) genutzt wird und/oder welche in das lokale oder öffentliche Stromnetz eingespeist wird, L) der ersten Kompressor (7) durch Expander (5) angetrieben wird und sauerstoffhaltiges Gas (11) für den Betrieb der Anlage (1) sowie für den Betrieb des zweiten Expanders (24) verdichtet, und M) das entspannte Abgas (31) in Dampferzeuger (18) geleitet wird und dort zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19) dient, der für den stationären Betrieb der Anlage (1) benötigt wird.Device according to claim 2, characterized in that it comprises at least the following elements: A) plant ( 1 ) for carrying out the chemical oxidation reaction, in which an oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) is generated, B) to downstream plant ( 2 ) for the catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas ( 1a ), where an exhaust gas ( 3 ), C) process gas compressor plant ( 4 ) comprising at least the combination of the first expander ( 5 ), first generator ( 6 ) and first compressor ( 7 ), which have a wave ( 8th ), which in turn are connected to a transmission ( 9 D) line for introducing the exhaust gas ( 3 ) in the first expander ( 5 ) of the process gas compressor plant ( 4 ), E) line for discharging relaxed exhaust gas ( 10 ) from the first expander ( 5 ), F) unit ( 25 ) for the production of electricity ( 6a ) comprising at least one combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) and a wave ( 40 ), G) steam generators ( 18 ) for generating high-pressure steam ( 19 ), where H) combustion chamber ( 26 ) from the first compressor ( 7 ) with compressed oxygen-containing gas ( 11a ), in combustion chamber ( 26 ) Fuel ( 29 ) with the gas ( 11a ) and the generated hot and compressed exhaust gas ( 30 ) for relaxation in the second expander ( 24 ) and this as a relaxed exhaust gas ( 31 ), where I) the second expander ( 24 ) over the wave ( 40 ) with the gearbox ( 9 ) and over wave ( 8th ) with the first generator ( 6 ) J) a steam turbine ( 12 ), which is annexed 1 ) and / or Annex ( 2 operated medium and low pressure steam and is used to generate electricity and which is by a wave ( 13 ) with the gearbox ( 9 ), K) the first generator ( 6 ) for the production of electricity ( 6a ), which in the process gas compressor plant ( 4 ) and / or the installation ( 1 ) and / or which is fed into the local or public grid, L) the first compressor ( 7 ) by expander ( 5 ) and oxygen-containing gas ( 11 ) for the operation of the plant ( 1 ) as well as for the operation of the second expander ( 24 ), and M) the expanded exhaust gas ( 31 ) in steam generators ( 18 ) and there to generate high pressure steam ( 19 ), which is used for stationary operation of the plant ( 1 ) is needed. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anlage (2) ein Dampferzeuger vorgesehen ist, in dem Mitteldruck- oder Niederdruckdampf erzeugt wird und in dem das Abgas (3) auf eine Temperatur von 200 bis 400°C gekühlt wird.Apparatus according to claim 2, characterized in that in the plant ( 2 ) a steam generator is provided in which medium-pressure or low-pressure steam is generated and in which the exhaust gas ( 3 ) is cooled to a temperature of 200 to 400 ° C. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Anlage (1) eine Anlage zur Durchführung von Oxidationsreaktionen mit sauerstoffhaltigen Gasen und mit organischen Verbindungen zur Erzeugung von Carbonsäuren, Aldehyden, Alkoholen und/oder Ketonen ist, insbesondere eine Anlage zur Durchführung von Oxidationsreaktionen mit Luft und mit aromatischen Alkyl- oder Polyalkylverbindungen zu den entsprechenden aromatischen Mono- oder Polycarbonsäuren ist, und ganz besonders bevorzugt eine Anlage zur Durchführung von Oxidationsreaktionen mit Luft und Xylolen zu den entsprechenden Phenylendicarbonsäuren.Apparatus according to claim 2, characterized in that Appendix ( 1 ) a plant for carrying out oxidation reactions with oxygen-containing gases and with organic compounds for the production of carboxylic acids, aldehydes, alcohols and / or ketones, in particular a plant for carrying out oxidation reactions with air and with aromatic alkyl or polyalkyl compounds to the corresponding aromatic mono- or polycarboxylic acids, and most preferably a plant for carrying out oxidation reactions with air and xylenes to the corresponding phenylenedicarboxylic acids. Verfahren zur kombinierten Erzeugung von unter Druck stehendem sauerstoffhaltigen Gas, Hochdruckdampf und elektrischer Energie für den Betrieb einer Anlage zur Durchführung von chemischen Oxidationsreaktionen, wobei – in der Anlage (1) eine chemische Oxidationsreaktion von sauerstoffhaltigem Gas mit einer organischen Verbindung durchgeführt wird, – das sauerstoffhaltige Gas (11) mittels eines ersten Kompressors (7) einer Prozessgaskompressoranlage (4) verdichtet und teilweise der Anlage (1) zugeführt wird, – in der Prozessgaskompressoranlage (4) mittels eines ersten Generators (6) Elektrizität (6a) erzeugt wird, – in einer Einheit (25) Elektrizität (27a, 6a) erzeugt wird, indem – ein Teil des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases (11a) einer Brennkammer (26) zugeführt wird, – in der Brennkammer (26) ein heißes und verdichtetes Abgas (30) erzeugt wird, das – in einen zweiten Expander (24) geleitet wird, dort entspannt und in einen Dampferzeuger (18) geleitet wird, wo das entspannte Abgas (31) zur Erzeugung von Hochdruckdampf (19) genutzt wird, – und die im zweiten Expander (24) gewonnene mechanische Energie zur Erzeugung von Elektrizität genutzt wird, indem der zweite Expander (24) mechanisch mit einem zweiten Generator (27) oder mit dem ersten Generator (6) gekoppelt ist. Process for the combined production of pressurized oxygen-containing gas, high-pressure steam and electrical energy for the operation of a plant for carrying out chemical oxidation reactions, wherein - in the annex ( 1 ) a chemical oxidation reaction of oxygen-containing gas is carried out with an organic compound, - the oxygen-containing gas ( 11 ) by means of a first compressor ( 7 ) a process gas compressor plant ( 4 ) and partially of the Annex ( 1 ), - in the process gas compressor plant ( 4 ) by means of a first generator ( 6 ) Electricity ( 6a ), - in one unit ( 25 ) Electricity ( 27a . 6a ) is generated by - a part of in the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas ( 11a ) a combustion chamber ( 26 ), - in the combustion chamber ( 26 ) a hot and compressed exhaust gas ( 30 ), which - in a second expander ( 24 ), relaxed there and into a steam generator ( 18 ), where the expanded exhaust gas ( 31 ) for generating high-pressure steam ( 19 ), and in the second expander ( 24 ) is used to generate electricity by the second expander ( 24 ) mechanically with a second generator ( 27 ) or with the first generator ( 6 ) is coupled. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens die folgenden Maßnahmen umfasst: i) Durchführung einer chemischen Oxidationsreaktion von sauerstoffhaltigem Gas mit einer organischen Verbindung in Anlage (1), wobei ein sauerstoffhaltiges Abgas (1a) erzeugt wird, ii) katalytische Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas (1a) in einer zu Anlage (1) nachgeschaltete Anlage (2), wobei ein Abgas (3) erzeugt wird, iii) Verdichten von sauerstoffhaltigem Gas in einem ersten Kompressor (7), der neben einem erstem Expander (5) zum Entspannen des Abgases (3) und einem erstem Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität (6a) Teil einer Prozessgaskompressoranlage (4) darstellt, in der erster Kompressor (7), erster Expander (5) und erster Generator (6) über eine Welle (8) miteinander verbunden sind, iv) Einleiten des Abgases (3) in den ersten Expander (5), v) Abführen des entspannten Abgases (10) aus dem ersten Expander (5), vi) Einleiten eines Teils des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases (11a) in die Anlage (1) und eines anderen Teils des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases (11a) in eine Brennkammer (26), die Teil einer Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (27a, 6a) bildet, wobei Einheit (25) mindestens die Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) zum Entspannen eines Abgases (30), einen zweiten Generator (27) zum Erzeugen von Elektrizität (27a) und eine Welle (28) umfasst, oder wobei Einheit (25) mindestens die Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) zum Entspannen des Abgases (30) und eine Welle (40) umfasst, vii) Erzeugung von heißem und verdichtetem Abgas (30) in Brennkammer (26) durch Umsetzung von verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) aus dem ersten Kompressor (7) und Brennstoff (29), viii) Einleiten von Abgas (30) aus der Brennkammer (26) zur Entspannung in den zweiten Expander (24), ix) Ableiten des entspannten Abgases (31) aus dem zweiten Expander (24) in einen Dampferzeuger (18), x) Erzeugen von Hochdruckdampf (19) im Dampferzeuger (18) unter Abkühlung des entspannten Abgases (31), xi) Erzeugen von Elektrizität (27a, 6a) aus der im zweiten Expander (24) gewonnenen mechanischen Energie, indem der zweite Expander (24) über die Welle (28) mit einem zweiten Generator (27) verbunden ist oder über die Welle (40) mit einem Getriebe (9) und mit Welle (8) sowie mit dem ersten Generator (6) verbunden ist, und xii) Erzeugen von Elektrizität (6a) aus der im ersten Expander (5) gewonnenen mechanischen Energie, indem der erste Expander (5) über die Welle (8) mit dem ersten Generator (6) verbunden ist.A method according to claim 7, characterized in that it comprises at least the following measures: i) carrying out a chemical oxidation reaction of oxygen-containing gas with an organic compound in Appendix ( 1 ), wherein an oxygen-containing exhaust gas ( 1a ), ii) catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) in an annex to ( 1 ) downstream plant ( 2 ), where an exhaust gas ( 3 iii) compressing oxygen-containing gas in a first compressor ( 7 ), which is next to a first expander ( 5 ) for relaxing the exhaust gas ( 3 ) and a first generator ( 6 ) for generating electricity ( 6a ) Part of a process gas compressor plant ( 4 ), in the first compressor ( 7 ), first expander ( 5 ) and first generator ( 6 ) over a wave ( 8th ), iv) introducing the exhaust gas ( 3 ) in the first expander ( 5 ) v) discharging the expanded exhaust gas ( 10 ) from the first expander ( 5 ), vi) introducing a part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas ( 11a ) in the annex ( 1 ) and another part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas ( 11a ) in a combustion chamber ( 26 ), which are part of a unit ( 25 ) for the production of electricity ( 27a . 6a ), where unit ( 25 ) at least the combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) for relaxing an exhaust gas ( 30 ), a second generator ( 27 ) for generating electricity ( 27a ) and a wave ( 28 ), or where unit ( 25 ) at least the combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) for relaxing the exhaust gas ( 30 ) and a wave ( 40 vii) generation of hot and compressed exhaust gas ( 30 ) in combustion chamber ( 26 ) by reacting compressed oxygen-containing gas ( 11a ) from the first compressor ( 7 ) and fuel ( 29 ), viii) introducing exhaust gas ( 30 ) from the combustion chamber ( 26 ) for relaxation in the second expander ( 24 ix) discharging the expanded exhaust gas ( 31 ) from the second expander ( 24 ) in a steam generator ( 18 ), x) generating high-pressure steam ( 19 ) in the steam generator ( 18 ) while cooling the expanded exhaust gas ( 31 ), xi) generating electricity ( 27a . 6a ) from the second expander ( 24 ) obtained mechanical energy by the second expander ( 24 ) over the wave ( 28 ) with a second generator ( 27 ) or via the shaft ( 40 ) with a transmission ( 9 ) and with wave ( 8th ) as well as with the first generator ( 6 ) and xii) generating electricity ( 6a ) from the first expander ( 5 ) obtained mechanical energy by the first expander ( 5 ) over the wave ( 8th ) with the first generator ( 6 ) connected is. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens die folgenden Maßnahmen umfasst: i) Durchführung einer chemischen Oxidationsreaktion von sauerstoffhaltigem Gas mit einer organischen Verbindung in Anlage (1), wobei ein sauerstoffhaltiges Abgas (1a) erzeugt wird, ii) katalytische Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas (1a) in einer zu Anlage (1) nachgeschaltete Anlage (2), wobei ein Abgas (3) erzeugt wird, iii) Verdichten von sauerstoffhaltigem Gas in einem ersten Kompressor (7), der neben einem erstem Expander (5) zum Entspannen des Abgases (3), einem erstem Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität und einem Getriebe (9) Teil einer Prozessgaskompressoranlage (4) darstellt, in der erster Kompressor (7), erster Expander (5), erster Generator (6) und Getriebe (9) über eine Welle (8) miteinander verbunden sind, iv) Einleiten des Abgases (3) in den ersten Expander (5), v) Abführen des entspannten Abgases (10) aus dem ersten Expander (5), vi) Einleiten eines Teils des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases (11a) in die Anlage (1) und eines anderen Teils des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases (11a) in eine Brennkammer (26), die Teil einer Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (27a) bildet, wobei Einheit (25) mindestens die Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) zum Entspannen eines Abgases (30), einen zweiten Generator (27) zum Erzeugen von Elektrizität (27a) und eine Welle (28) umfasst, vii) Erzeugung von heißem und verdichtetem Abgas (30) in Brennkammer (26) durch Umsetzung von verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) aus dem ersten Kompressor (7) mit Brennstoff (29), viii) Einleiten von Abgas (30) aus der Brennkammer (26) zur Entspannung in den zweiten Expander (24), ix) Ableiten des entspannten Abgases (31) aus dem zweiten Expander (24) in einen Dampferzeuger (18), x) Erzeugen von Hochdruckdampf (19) im Dampferzeuger (18) unter Abkühlung des entspannten Abgases (31), xi) Erzeugen von Elektrizität (27a) aus der im zweiten Expander (24) gewonnenen mechanischen Energie, indem der zweite Expander (24) über die Welle (28) mit einem zweiten Generator (27) verbunden ist, xii) Erzeugen von Elektrizität (6a) aus einem Teil der im ersten Expander (5) gewonnenen mechanischen Energie, indem der erste Expander (5) über die Welle (8) mit dem ersten Generator (6) verbunden ist, xiii) Erzeugen von Elektrizität aus der in einer Dampfturbine (12) gewonnenen mechanischen Energie, indem die Dampfturbine (12) über eine Welle (13), Getriebe (9) und Welle (8) mit dem ersten Generator (6) verbunden ist, xiv) Betrieb der Dampfturbine (12) mit Mittel- oder Niederdruckdampf, der aus Anlage (1) und/oder aus Anlage (2) stammt, und xv) Betrieb des ersten Kompressors (7) mit einem Teil der im ersten Expander (5) gewonnenen mechanischen Energie, indem der erste Expander (5) über Welle (8) mit dem ersten Kompressor (7) verbunden ist.A method according to claim 8, characterized in that it comprises at least the following measures: i) carrying out a chemical oxidation reaction of oxygen-containing gas with an organic compound in Appendix ( 1 ), wherein an oxygen-containing exhaust gas ( 1a ), ii) catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) in an annex to ( 1 ) downstream plant ( 2 ), where an exhaust gas ( 3 iii) compressing oxygen-containing gas in a first compressor ( 7 ), which is next to a first expander ( 5 ) for relaxing the exhaust gas ( 3 ), a first generator ( 6 ) for generating electricity and a transmission ( 9 ) Part of a process gas compressor plant ( 4 ), in the first compressor ( 7 ), first expander ( 5 ), first generator ( 6 ) and gearboxes ( 9 ) over a wave ( 8th ), iv) introducing the exhaust gas ( 3 ) in the first expander ( 5 ), v) discharging the expanded exhaust gas ( 10 ) from the first expander ( 5 ), vi) introducing a part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas ( 11a ) in the annex ( 1 ) and another part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas ( 11a ) in a combustion chamber ( 26 ), which are part of a unit ( 25 ) for the production of electricity ( 27a ), where unit ( 25 ) at least the combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) for relaxing an exhaust gas ( 30 ), a second generator ( 27 ) for generating electricity ( 27a ) and a wave ( 28 vii) generation of hot and compressed exhaust gas ( 30 ) in combustion chamber ( 26 ) by reacting compressed oxygen-containing gas ( 11a ) from the first compressor ( 7 ) with fuel ( 29 ), viii) introducing exhaust gas ( 30 ) from the combustion chamber ( 26 ) for relaxation in the second expander ( 24 ix) discharging the expanded exhaust gas ( 31 ) from the second expander ( 24 ) in a steam generator ( 18 ), x) generating high-pressure steam ( 19 ) in the steam generator ( 18 ) while cooling the expanded exhaust gas ( 31 ), xi) generating electricity ( 27a ) from the second expander ( 24 ) obtained mechanical energy by the second expander ( 24 ) over the wave ( 28 ) with a second generator ( 27 xii) generating electricity ( 6a ) from a part of the first expander ( 5 ) obtained mechanical energy by the first expander ( 5 ) over the wave ( 8th ) with the first generator ( 6 xiii) generating electricity from that in a steam turbine ( 12 ) obtained mechanical energy by the steam turbine ( 12 ) over a wave ( 13 ), Transmission ( 9 ) and wave ( 8th ) with the first generator ( 6 xiv) operation of the steam turbine ( 12 ) with medium or low pressure steam coming from Annex 1 ) and / or Annex ( 2 ) and xv) operation of the first compressor ( 7 ) with a part of the first expander ( 5 ) obtained mechanical energy by the first expander ( 5 ) over shaft ( 8th ) with the first compressor ( 7 ) connected is. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens die folgenden Maßnahmen umfasst: i) Durchführung einer chemischen Oxidationsreaktion von sauerstoffhaltigem Gas mit einer organischen Verbindung in Anlage (1), wobei ein sauerstoffhaltiges Abgas (1a) erzeugt wird, ii) katalytische Oxidation von organischen Reststoffen im sauerstoffhaltigen Abgas (1a) in einer zu Anlage (1) nachgeschaltete Anlage (2), wobei ein Abgas (3) erzeugt wird, iii) Verdichten von sauerstoffhaltigem Gas in einem ersten Kompressor (7), der neben einem erstem Expander (5) zum Entspannen des Abgases (3), einem erstem Generator (6) zum Erzeugen von Elektrizität und einem Getriebe (9) Teil einer Prozessgaskompressoranlage (4) darstellt, in der erster Kompressor (7), erster Expander (5), erster Generator (6) und Getriebe (9) über eine Welle (8) miteinander verbunden sind, iv) Einleiten des Abgases (3) in den ersten Expander (5), v) Abführen des entspannten Abgases (10) aus dem ersten Expander (5), vi) Einleiten eines Teils des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases in die Anlage (1) und eines anderen Teils des im ersten Kompressor (7) verdichteten sauerstoffhaltigen Gases in eine Brennkammer (26), die Teil einer Einheit (25) zur Erzeugung von Elektrizität (6a) bildet, wobei Einheit (25) mindestens die Brennkammer (26), einen zweiten Expander (24) zum Entspannen eines Abgases (30) und eine Welle (40) umfasst, vii) Erzeugung von heißem und verdichtetem Abgas (30) in Brennkammer (26) durch Umsetzung von verdichtetem sauerstoffhaltigem Gas (11a) aus dem ersten Kompressor (7) und Brennstoff (29), viii) Einleiten von Abgas (30) aus der Brennkammer (26) zur Entspannung in den zweiten Expander (24), ix) Ableiten des entspannten Abgases (31) aus dem zweiten Expander (24) in einen Dampferzeuger (18), x) Erzeugen von Hochdruckdampf (19) im Dampferzeuger (18) unter Abkühlung des entspannten Abgases (31), xi) Erzeugen von Elektrizität (6a) aus der im zweiten Expander (24) gewonnenen mechanischen Energie, indem der zweite Expander (24) über die Welle (40) mit dem Getriebe (9), der Welle (8) und dem ersten Generator (6) verbunden ist, xii) Erzeugen von Elektrizität (6a) aus einem Teil der im ersten Expander (5) gewonnenen mechanischen Energie, indem der erste Expander (5) über die Weile (8) mit dem ersten Generator (6) verbunden ist, xiii) Erzeugen von Elektrizität (6a) aus der in einer Dampfturbine (12) gewonnenen mechanischen Energie, indem die Dampfturbine (12) über eine Welle (13), Getriebe (9) und Welle (8) mit dem ersten Generator (6) verbunden ist, xiv) Betrieb der Dampfturbine (12) mit Mittel- oder Niederdruckdampf, der aus Anlage (1) und/oder aus Anlage (2) stammt, und xv) Betrieb des ersten Kompressors (7) mit einem Teil der im ersten Expander (5) gewonnenen mechanischen Energie, indem der erste Expander (5) über Welle (8) mit dem ersten Kompressor (7) verbunden ist.A method according to claim 8, characterized in that it comprises at least the following measures: i) carrying out a chemical oxidation reaction of oxygen-containing gas with an organic compound in Appendix ( 1 ), wherein an oxygen-containing exhaust gas ( 1a ), ii) catalytic oxidation of organic residues in the oxygen-containing exhaust gas ( 1a ) in an annex to ( 1 ) downstream plant ( 2 ), where an exhaust gas ( 3 iii) compressing oxygen-containing gas in a first compressor ( 7 ), which is next to a first expander ( 5 ) for relaxing the exhaust gas ( 3 ), a first generator ( 6 ) for generating electricity and a transmission ( 9 ) Part of a process gas compressor plant ( 4 ), in the first compressor ( 7 ), first expander ( 5 ), first generator ( 6 ) and gearboxes ( 9 ) over a wave ( 8th ), iv) introducing the exhaust gas ( 3 ) in the first expander ( 5 ), v) discharging the expanded exhaust gas ( 10 ) from the first expander ( 5 ), vi) introducing a part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas into the plant ( 1 ) and another part of the first compressor ( 7 ) compressed oxygen-containing gas into a combustion chamber ( 26 ), which are part of a unit ( 25 ) for the production of electricity ( 6a ), where unit ( 25 ) at least the combustion chamber ( 26 ), a second expander ( 24 ) for relaxing an exhaust gas ( 30 ) and a wave ( 40 vii) generation of hot and compressed exhaust gas ( 30 ) in combustion chamber ( 26 ) by reacting compressed oxygen-containing gas ( 11a ) from the first compressor ( 7 ) and fuel ( 29 ), viii) introducing exhaust gas ( 30 ) from the combustion chamber ( 26 ) for relaxation in the second expander ( 24 ix) discharging the expanded exhaust gas ( 31 ) from the second expander ( 24 ) in a steam generator ( 18 ), x) generating high-pressure steam ( 19 ) in the steam generator ( 18 ) while cooling the expanded exhaust gas ( 31 ), xi) generating electricity ( 6a ) from the second expander ( 24 ) obtained mechanical energy by the second expander ( 24 ) over the wave ( 40 ) with the gearbox ( 9 ), the wave ( 8th ) and the first generator ( 6 xii) generating electricity ( 6a ) from a part of the first expander ( 5 ) obtained mechanical energy by the first expander ( 5 ) over the while ( 8th ) with the first generator ( 6 xiii) generating electricity ( 6a ) from the in a steam turbine ( 12 ) obtained mechanical energy by the steam turbine ( 12 ) over a wave ( 13 ), Transmission ( 9 ) and wave ( 8th ) with the first generator ( 6 xiv) operation of the steam turbine ( 12 ) with medium or low pressure steam coming from Annex 1 ) and / or Annex ( 2 ) and xv) operation of the first compressor ( 7 ) with a part of the first expander ( 5 ) obtained mechanical energy by the first expander ( 5 ) over shaft ( 8th ) with the first compressor ( 7 ) connected is. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Anlage (2) Mitteldruck- oder Niederdruckdampf erzeugt wird, wobei das Abgas (3) auf eine Temperatur von 200 bis 400°C gekühlt wird. Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that in Appendix ( 2 ) Medium-pressure or low-pressure steam is generated, wherein the exhaust gas ( 3 ) is cooled to a temperature of 200 to 400 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Anlage (1) Oxidationsreaktionen mit sauerstoffhaltigen Gasen und mit organischen Verbindungen zur Erzeugung von Carbonsäuren, Aldehyden, Alkoholen und/oder Ketonen durchgeführt werden, insbesondere Oxidationsreaktionen mit Luft und mit aromatischen Alkyl- oder Polyalkylverbindungen zu den entsprechenden aromatischen Mono- oder Polycarbonsäuren, und ganz besonders bevorzugt Oxidationsreaktionen mit Luft und Xylolen zu den entsprechenden Phenylendicarbonsäuren.Method according to one of claims 7 to 11, characterized in that in Appendix ( 1 ) Oxidation reactions with oxygen-containing gases and with organic compounds for the production of carboxylic acids, aldehydes, alcohols and / or ketones are carried out, in particular oxidation reactions with air and with aromatic alkyl or polyalkyl compounds to the corresponding aromatic mono- or polycarboxylic acids, and most preferably oxidation reactions with Air and xylenes to the corresponding phenylenedicarboxylic acids. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anfahren der Prozessgaskompressoranlage (4) der erste Generator (6) als Motor betrieben wird und mit elektrischer Energie aus dem lokalen und/oder öffentlichen Stromnetz versorgt wird, bis die Prozessgaskompressoranlage (4) hochgefahren ist.Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that for starting the process gas compressor plant ( 4 ) the first generator ( 6 ) is operated as a motor and is supplied with electrical energy from the local and / or public power grid until the process gas compressor ( 4 ) has started up.
DE102016200916.8A 2016-01-22 2016-01-22 Gas turbine use in oxidation processes Withdrawn DE102016200916A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016200916.8A DE102016200916A1 (en) 2016-01-22 2016-01-22 Gas turbine use in oxidation processes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016200916.8A DE102016200916A1 (en) 2016-01-22 2016-01-22 Gas turbine use in oxidation processes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016200916A1 true DE102016200916A1 (en) 2017-07-27

Family

ID=59296004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016200916.8A Withdrawn DE102016200916A1 (en) 2016-01-22 2016-01-22 Gas turbine use in oxidation processes

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016200916A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110100007A1 (en) 2008-05-06 2011-05-05 INVISTA North Americs S,a.r.l. Power recovery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110100007A1 (en) 2008-05-06 2011-05-05 INVISTA North Americs S,a.r.l. Power recovery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60036327T2 (en) Process for air separation with an internal combustion engine for the production of air gases and electrical energy
DE4032993C1 (en)
EP0518868B1 (en) Process and device for generating mechanical energy
DE2524723C2 (en) Combined gas-steam power plant with compressed gas generator
DE60312239T2 (en) Combined cycle power plant and method for its operation
DE102009026211B4 (en) Method and systems for operating a combined cycle power plant
CH698466A2 (en) Combustion system with gas turbine and oxygen source.
DE4237665A1 (en) Method for operating a combination system
DE2934340A1 (en) METHOD FOR SWITCHING OFF AND RESTARTING A COMBINED HEATING PLANT
DE2738638A1 (en) HYDROGEN COMBUSTION ENGINES AND METHODS FOR OPERATING THEM
DE102009025914A1 (en) Turbine system with exhaust gas recirculation and reheat
EP2690158B1 (en) Multistage method for producing a hydrogen-containing gaseous fuel and thermal gas generator plant
DE102019216242A1 (en) Steam turbine plant and method for operating such a steam turbine plant
DE102009003589A1 (en) Method for injecting diluent into a gas turbine arrangement
EP1483200A1 (en) Method for the production of nitric acid
DE102009038322A1 (en) Method and apparatus for converting thermal energy from biomass to mechanical work
DE102007054967A1 (en) Process and apparatus for plasma reforming of fuel for engine applications
DE102016200916A1 (en) Gas turbine use in oxidation processes
EP3307700A1 (en) Process and system for chemical synthesis
DE69224513T2 (en) Method and device for producing a gas containing CO2, in particular for CO2 fertilization in greenhouse horticulture
DE102012112238A1 (en) Steam generating apparatus, system and method for generating radioactive decay vapor
WO2003078314A1 (en) Method for reducing the nox waste gas concentration in a nitric acid installation during a shutdown and/or start-up process
DE2000961C3 (en) Apparatus for obtaining an ammonia synthesis gas
WO2002038927A1 (en) Method for operating a gas turbine system, and a corresponding system
DE10228986A1 (en) Intercooling method and gas turbine system with intercooling

Legal Events

Date Code Title Description
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination