DE202013103888U1 - Device for the chemical and energetic utilization of flue gas - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zur chemischen und energetischen Verwertung von Rauchgas, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus 1.1. einer Aufarbeitungsstufe und einer Verwertungsstufe besteht, 1.1.1. wobei sich die Aufarbeitungsstufe aus 1.1.1.1. einem Wärmetauscher (1) und 1.1.1.2. vier in einer Reihe nachgeschalteten Gasbehandlungsreaktoren (2 bis 4) zusammensetzt, 1.1.1.3. und jeder der Gasbehandlungsreaktoren (2 bis 4) neben der Gaszuführung und der Gasableitung eine Einrichtung zur Zuführung (Zs1 bis Zs4) des Reaktionsgemisches aufweist, 1.1.1.4. weiterhin ist die Ableitung des Reaktionsgemisches des ersten Gasbehandlungsreaktors (2) mit einer Aufbereitung (6) verbunden und 1.1.1.5. die Ableitungen des Reaktionsgemisches der anderen Gasbehandlungsreaktoren (3 bis 5) sind mit einer Düngeraufbereitung (7) verbunden, 1.1.1.5.1. dabei hat die Düngeraufbereitung (7) eine Zuführung für Kaliumdihydrogenphosphat (KDHP), einen Düngemittelaustrag (D) und eine Wasserableitung (W), 1.2. dass die Verwertungsstufe im Wesentlichen aus einer Wasserelektrolyse (8), einem Methanreaktor (9) und einem Blockheizkraftwerk (BHKW) besteht, 1.2.1. bei dem der zur Wasserelektrolyse (8) notwendige Strom (ST) aus mindestens einer regenerativen Quelle zugeführt wird, 1.2.2. eine Sauerstoffleitung (O2) verbindet die Wasserelektrolyse (8) direkt mit dem Blockheizkraftwerk (BHKW), 1.2.3. eine Wasserstoffleitung verbindet die Wasserelektrolyse (8) direkt mit dem Methanreaktor (9), 1.2.4. wobei der Methanreaktor (9) über eine weitere Zuführungsleitung mit dem Ausgang der Aufarbeitungsstufe verbunden ist und 1.2.5. eine vom Methanreaktor (9) ausgehende Methanleitung das darin erzeugte Methan dem Blockheizkraftwerk (BHKW) zuführt.Device for the chemical and energetic utilization of flue gas, characterized in that this 1.1. a reprocessing stage and a recycling stage, 1.1.1. the work-up stage from 1.1.1.1. a heat exchanger (1) and 1.1.1.2. four gas treatment reactors (2 to 4) connected in series, 1.1.1.3. and each of the gas treatment reactors (2 to 4) has, in addition to the gas supply and the gas discharge, a device for supplying (Zs1 to Zs4) the reaction mixture, 1.1.1.4. Furthermore, the discharge of the reaction mixture of the first gas treatment reactor (2) is connected to a treatment (6) and 1.1.1.5. the discharges of the reaction mixture of the other gas treatment reactors (3 to 5) are connected to a fertilizer treatment (7), 1.1.1.5.1. The fertilizer treatment (7) has a feed for potassium dihydrogen phosphate (KDHP), a fertilizer discharge (D) and a water discharge (W), 1.2. that the utilization stage consists essentially of a water electrolysis (8), a methane reactor (9) and a combined heat and power plant (CHP), 1.2.1. in which the current (ST) necessary for water electrolysis (8) is supplied from at least one regenerative source, 1.2.2. an oxygen line (O2) connects the water electrolysis (8) directly to the combined heat and power plant (CHP), 1.2.3. a hydrogen line connects the water electrolysis (8) directly to the methane reactor (9), 1.2.4. wherein the methane reactor (9) is connected via a further feed line to the output of the work-up stage, and 1.2.5. one from the methane reactor (9) outgoing Methanleitung the methane produced in the cogeneration plant (CHP) supplies.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur chemischen und energetischen Verwertung von Rauchgas und ist zur Verwertung von Rauchgas, das aus Kraftwerken, Verbrennungsanlagen, Blockheizkraftwerken, Gasturbinen, der Zementindustrie und sonstigen Industriezweigen stammt, geeignet. Bei allen Vorgängen, die Energie aus fossilen Brennstoffen oder organischen Materialien erzeugen, fällt der darin enthaltene Kohlenstoff in Form von CO2als Bestandteil des Rauchgases an. Da die Brennstoffe jedoch noch eine Vielzahl anderer Stoffe enthalten, sind deren Verbrennungsprodukte sowie bei hohen Verbrennungstemperaturen Oxide des in der Verbrennungsluft enthaltenen Stickstoffs ebenfalls in dem Rauchgas enthalten. The invention relates to a device for the chemical and energetic utilization of flue gas and is for the recovery of flue gas, which comes from power plants, incinerators, combined heat and power plants, gas turbines, the cement industry and other industries suitable. In all processes that generate energy from fossil fuels or organic materials, the carbon contained in it in the form of CO 2 as a component of the flue gas accumulates. However, since the fuels still contain a variety of other substances, their combustion products and at high combustion temperatures oxides of nitrogen contained in the combustion air are also included in the flue gas.
Diese unzähligen Beimischungen erschweren die weitere Nutzung des CO2-Anteils. These countless admixtures make it difficult to continue using the CO 2 share.
Für einzelne Bestandteile, die als besonders störend empfunden wurden, sind bereits verschiedene Vorschläge zur chemischen und/oder physikalischen Aufarbeitung vorgeschlagen worden. For individual components that have been found to be particularly disturbing, various proposals have already been proposed for chemical and / or physical workup.
Die
Aus der
Die
Ein Verfahren zum Reinigen von bei der Verbrennung von Schweröl- und Dieselkraftstoffen entstehenden Rauchgasen, insbesondere zum Betrieb von Wasserfahrzeugen und Bohrinseln, wird in der
Die
Aus der
In keinem dieser Verfahren oder dieser Vorrichtungen wird der Gesamtkomplex der Inhaltsstoffe soweit bearbeitet, dass anschließend eine stoffliche Verwertung des CO2 möglich wird. In none of these methods or these devices, the entire complex of ingredients is processed so far that then a recycling of CO 2 is possible.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demzufolge darin, eine Einrichtung zur chemischen und energetischen Verwertung von Rauchgas vorzuschlagen, bei der als Endprodukte reines CO2 in einer Mischung mit Stickstoff und ein landwirtschaftlich nutzbares Düngesalz anfallen. Dabei soll eine Möglichkeit aufgezeigt werden, dass das CO2 zur Zwischenspeicherung der aus Sonnenlicht und Windkraft gewonnenen Elektroenergie eingesetzt wird. The object of the invention is therefore to propose a device for the chemical and energetic utilization of flue gas, obtained in the end products as pure CO 2 in a mixture with nitrogen and an agriculturally usable fertilizer salt. The aim is to demonstrate a possibility that the CO 2 is used for temporary storage of the electrical energy generated from sunlight and wind power.
Erfindungsgemäß wird dies mit einer Einrichtung entsprechend den Merkmalen des Hauptanspruchs
Eine erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus einer Aufarbeitungsstufe und einer Verwertungsstufe. Hiermit kann Rauchgas (RG), das aus Kraftwerken, Verbrennungsanlagen, Blockheizkraftwerken, Gasturbinen, der Zementindustrie und sonstigen Industriezweigen stammt, verwertet werden. A device according to the invention consists of a reprocessing stage and a recycling stage. This can be flue gas (RG) that out Power plants, incinerators, combined heat and power plants, gas turbines, the cement industry and other industries.
Dabei ist die Aufarbeitungsstufe aus einem Wärmetauscher (
Im Wärmetauscher (
Die Gasbehandlungsreaktoren (
Im ersten Gasbehandlungsreaktor (
Eine Rückführleitung befördert unverbrauchtes Diamoniumglykolsalz zur Zuführung (Zs1) zurück. A recycle line recycles unused diamonium glycol salt to feed (Zs1).
Im zweiten Gasbehandlungsreaktor (
Im dritten Gasbehandlungsreaktor (
Die Ableitungen der verbrauchten Reaktionsgemische der anderen Gasbehandlungsreaktoren (
Düngesalz und Wasser werden getrennt über einen Düngemittelaustrag (D) und eine Wasserableitung (W) abgeführt. Fertilizer salt and water are removed separately via a fertilizer discharge (D) and a water discharge (W).
Die sich anschließende Verwertungsstufe besteht im Wesentlichen aus einer Wasserelektrolyse (
Der zur Wasserelektrolyse (
In der Wasserelektrolyse (
Der Wasserstoff (H2) gelangt über eine Wasserstoffleitung (H2) aus der Wasserelektrolyse (
Über eine weitere Zuführungsleitung wird dem Methanreaktor (
In diesem Methanreaktor (
Methan (CH4) und Sauerstoff (O2) können nun kurzfristig gespeichert werden. In Zeiten höheren Stromverbrauchs kann aus dem erzeugten Methan mit dem in der Wasserelektrolyse (
Die Erfindung soll im Folgenden anhand der Zeichnungen
Dabei zeigt: Showing:
Die Einrichtung besteht aus einer Aufarbeitungsstufe und einer Verwertungsstufe. The facility consists of a refurbishment stage and a recycling stage.
Dabei ist die Aufarbeitungsstufe aus einem Wärmetauscher
Im Wärmetauscher
Die Gasbehandlungsreaktoren
Im ersten Gasbehandlungsreaktor
In der Aufbereitung
Eine Rückführleitung befördert unverbrauchtes Diamoniumglykolsalz zur Zuführung Zs1 zurück. A recycle line recycles unused diamonium glycol salt to feed Zs1.
In den folgenden Gasbehandlungsreaktoren
Die Ableitungen der verbrauchten Reaktionsgemische der Gasbehandlungsreaktoren
Düngesalz und Wasser werden getrennt über einen Düngemittelaustrag D und eine Wasserableitung W abgeführt. Fertilizer salt and water are discharged separately via a fertilizer discharge D and a water discharge W.
Das gereinigte Rauchgas wird der sich anschließenden Verwertungsstufe zugeführt. Diese besteht im Wesentlichen aus einer Wasserelektrolyse
Der zur Wasserelektrolyse
In der Wasserelektrolyse
Der Wasserstoff H2 gelangt über eine Wasserstoffleitung H2 aus der Wasserelektrolyse
Methan CH4 und Sauerstoff O2 können nun kurzfristig gespeichert werden. In Zeiten höheren Stromverbrauchs kann aus dem erzeugten Methan mit dem in der Wasserelektrolyse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Wärmetauscher heat exchangers
- 10 10
- Stromerzeuger power generator
- 13 13
- Sonnenkollektor solar panel
- 2 2
- Gasbehandlungsreaktor Gas treatment reactor
- 3 3
- Gasbehandlungsreaktor Gas treatment reactor
- 4 4
- Gasbehandlungsreaktor Gas treatment reactor
- 5 5
- Gasbehandlungsreaktor Gas treatment reactor
- 6 6
- Aufbereitung processing
- 7 7
- Düngeraufbereitung manure treatment
- 8 8th
- Wasserelektrolyse water electrolysis
- 9 9
- Methanreaktor methane reactor
- AS AS
- Abfallschlamm waste sludge
- BHKW CHP
- Blockheizkraftwerk CHP
- D D
- Düngemittelaustrag Düngemittelaustrag
- H H
- Halogensalzlösungen Halogen salt solutions
- H2 H 2
- Wasserstoff hydrogen
- H2O H2O
- Wasser water
- KDHPKDHP
- Kaliumdihydrogenphosphat potassium
- N N
- Nitratsalz nitrate salt
- N2 + CO2 N 2 + CO 2
- Rauchgas flue gas
- O2 O 2
- Sauerstoff oxygen
- RG RG
- Rauchgas flue gas
- S S
- Sulfatsalz sulfate salt
- ST ST
- Strom electricity
- W W
- Wasserableitung water drainage
- Zs1 Z s1
- Zuführung feed
- Zs1 Z s1
- Diamoniumglykolsalz Diamoniumglykolsalz
- Zs2 Z s2
- Harnstoff urea
- Zs3 Zs3
- Harnstoff urea
- Zs4 Zs4
- Harnstoff urea
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 102008061258 A1 [0006] DE 102008061258 A1 [0006]
- DE 102010016004 A1 [0007] DE 102010016004 A1 [0007]
- WO 2007/073881 A1 [0008] WO 2007/073881 A1 [0008]
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Legal Events
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|
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWALTSKANZLEI GERALD HASCHICK, DE |
|
R071 | Expiry of right |