DE2740874A1

DE2740874A1 - Verfahren zur nutzung des im kuehlturm eines kraftwerkes anfallenden gasgemisches

Info

Publication number: DE2740874A1
Application number: DE19772740874
Authority: DE
Inventors: Willy Dipl Ing Meyer; Alexander Dipl Ing Uebbing
Original assignee: Saarbergwerke AG
Current assignee: Saarbergwerke AG
Priority date: 1977-09-10
Filing date: 1977-09-10
Publication date: 1979-03-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung des im Naßkühlturm eines Kraftwerks anfallenden «/armen Gasge misches aus Wasserdampf und Luft.

Bei den heutigen Kraftwerken zur Erzeugung elektrischer Energie erfolgt die Kondensation des in Turbi nen arbeitsleistend entspannten Arbeitsmittels meist im Wärmetausch mit Kühlwasser, welches sich bei diesem Wärmetau"5ch ervi/ärmt. Die Rückkühlung des Kühlwassers er folgt dann in sogenannten Kühltürmen im indirekten oder direkten Wärmetausch mit Luft, welche den Kühlturm von unten nach oben durchströmt und sich im Zuge des Wärmetauschs mit dem Kühlwasser erwärmt. Im Falle des direkten Wärmetausches zwischen Kühlwasser und Luft, hier handelt es sich um sogenannte Naßkühltürme, findet darüberhinaus eine weitgehende WasserdampfSättigung der Kühlluft statt. Aufgrund des Wasserdampfgehaltes bilden sich je nach Witterungslage am Kopf des Kühlturms oftmals Wasserdampffahnen, welche zu einer optischen Beeinträchtigung der Umgebung des Kraftwerks führen können.

Bei auf fossiler Basis betriebenen Kraftwerken,erfolgt die Verdampfung des unter hohem Druck stehenden Ar beitsmittels durch Verbrennung von Kohle, öl oder Gas. Hierbei fallen Abgase an, welche über einen investitionskostenträchtigen Kamin abgelassen werden müssen. Aufgrund gesetzlicher Bestimmungen müssen diese Abgase neuerdings noch Schadstoffen befreit, insbesondere entschwefelt werden. Bei den bekannten Naßentschwefelungsanlagen kühlen sich die Abgase dabei stark ab, mit der Folge, daß sie vor Einführung in den Kamin erneut aufgeheizt werden müssen, was zu erheblichen zusätzlichen Betriebskosten führt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, die beim Betreiben eines Kraftwerks entstehenden Umweltbelästigungen einzuschränken und das es darüberhinaus ermöglicht, die einem fossilen Kraftwerk zugrundeliegenden Investitions- und Betriebskosten zu verringern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein Teil des Gasgemisches zur Erzeugung einer günstigen Wachstumsatmosphäre für Pflanzen verwendet wird.

Die erfindungsgemäße Verfahrensweise führt zu einer Reihe von Vorteilen:

Das im Kühlturm strömende Gasgemisch eignet sich, da es erwärmt und wasserdampfgesättigt, also feucht-warm, ist, vorzüglich als Wachstumsatmosphäre für Pflanzen. Eine aus diesem Gasgemisch erzeugte Atmosphäre entspricht weitgehend den in normalen Treibhäusern vorliegenden Atmosphären, die dort jedoch nur durch erheblichen Wasserverbrauch und Heizungsaufwand erzeugt werden können.Somit führt der erfindungsgemäße Vorschlag zu einer erheblichen Kostensenkung beim Betrieb von Treibhäusern. Er zeigt im Grunde einen einfachen Weg, die im Kraftwerk anfallende Abwärme zumindest teilweise einer nützlichen Verwendung .zuzuführen. Darüberhinaus verringert sich, da nunmehr geringere Gasgemisch-Mengen den Kühlturm verlassen, die umweltunfreundliche Schwadenbildung am Kopf des Kühlturns.

Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn nach eine^ weiteren Merkmal der Erfindung, dem zur Erzeugung der Wachstunsatmosphäre dienenden erwärmten Gasgemisch aus Wasserdampf und Luft Teile oder die Gesamtmenge der bei fossilen Kraftwerken anfallenden gereinigten Abgase zugeführt werden. Als Verbrennungsabgase weisen diese Abgase einen hohen C0₂-Gehalt auf. Gerade CO₂ benötigen die Pflanzen aber für

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ihre Assimilation. Durch die Zumischung der Abgase wird somit das Assimilationsvermögen der Pflanzen gefördert, was insgesamt zu höher em.Pflanzenwachstumsgeschwindigkeiten führt. Es gelingt somit, an sich nutzlose Abgase einer nutzbringenden Verwendung zuzuführen. Aas der Sicht des Kraftwerkers kommt als weiterer Vorteil hinzu, daß nunmehr beim Bau neuer Kraft' erke auf den Abgaskamin unter Umständen ganz verzichtet oder dieser zumindest für geringere Gasmengen ausgelegt werden kann.Die hierdurch bedingten Einsparungen an Investitionskosten sind erheblich.

Falls beim Bau neuer Kraftwerke von vornherein vorgesehen sein sollte, die Abgase nicht durch einen gesonderten Kamin, sondern zusammen mit der Kühlluft durch den Kühlturm ins Freie abzuziehen, kann in Weiterbildung des Erfindungsgedankens nunmehr ein Teil des im Kühlturm strömenden Gasgemisches aus Abgas, Wasser dampf und Kühlluft zur Erzeugung der Wachstumsatmosphäre verwendet werden.

Nach einem weiteren Merkmal erweist es sich als vorteilhaft, die erfindungsgemäße Atmosphäre in Traglufthallen zu erzeugen. Solche Traglufthallen sind einfach zu installieren. Sie können in unmittelbarer Nähe des Kraftwerkes errichtet werden. Darüberhinaus sind sie beweglich zu handhaben, d.h., es ist je nach Wachstumsstufe der Pflanzen, beispielsweise schnell wachsender Bäume, ohne weiteres möglich, eine kleinere Traglufthalle durch eine größere zu ersetzen.

Zweckmäßigerweise ist innerhalb der Traglufthallen eine künstliche Beleuchtung für die Pflanzen vorgesehen.Da eine solche Beleuchtung insbesondere nachts von Inter-

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esse ist, kann sie auf einfache Weise mittels der in diesem Zeitraum vom Kraftwerk erzeugten Lüekenennrqie gespeist v/erden, so daO sich insgesamt eine gl Richmnfl ΐ<γτν Ausl a ntunq des Kraftwerkes ergibt.

Zudem kann der im Bodenbereich des Kühlturns anfallende nährsalzhaltige Schlamm als Dünger für die Pflanzen verwendet werden. Auch ist es möglich, die in einem Kohlekraftv/erk anfallende granulierte Kesselasche als Kultursubstrat für eine erdlose Aufzucht von Pflanzen vorzusehen und dos mit Salzen angereicherte Kühlwasser als Nährf1üssiqWeit zu verwenden.

Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.

Gemäß der Figur, die sich auf ein Dampfkraftwerk bezieht, wird hochgespannter Wasserdampf aus einem Kessel 1 abgezogen, in einer mit einem Generator 3 gekoppelten Turbine 2 arbeitsleistend entspannt und in einem Kondensator 4 im WiJrmetauech mit Kühlwasser kondensiert. Das im Kondensntor 4 anfallende Waseer wird mittels einer Pumpe 5 zunächst in einer Speisewasserbehälter 6 und dann mittels einer weiteren Pi.mpe 7 erneut in den Kessel 1 gefördert.

de-i Kondensator 4 anfallende Abwärme wird an Kühlwasser abgereheri, <velche3 über eine Leitung 8 mit einer Temperatur ve" '?' t»a 22 C dem Kondensator zugeführt und über eine Leit j .j '' mit einer Temperatur von etwa 30⁰C aus diesem abgezsg?·' wird. Die erneute Abkühlung des Kühlwassers auf etwa 22⁰C erfolgt in einem nur schematisch dargestellten Naßkühlturm 10 in direktem Wärmetausch mit Umgebungsluft, welche dem unteren Bereich des Kühlturms über öffnungen 11 zuströmt und diesen teilweise in Pfeil richtung 12 wieder ver-IaOt. Da9 Kühlwasser durchströmt den unteren Bereich des Kühlturma 10 von oben nach unten, kühlt sich hierbei ab und wird dann aus dem Sammelbecken weitgehend über die Leitung 8 erneut dem Kondensator 4 zugeleitet. Ein Teil den mit. SnI- ?pn angereicherten Kühlwassers wird über eine Pumpe 25 =1!" v^hrf lUssigkeit in dae KuI tur3ubst ra t eingeleitet.

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Die Dampferzeugung im Kessel 1 erfolgt durch Verbrennung von Kohle, welche über eine Leitung 14 in den Feuerraum des Kessels gefördert wird. Die bei der Verbrennung anfallenden Abgase,die mit Schadstoffen, wie Staub, RuQ, Schwefeloxiden, Fluorverbindungen und Stickoxiden verunreinigt sind, werden über eine Leitung 15 aus dem Kessel 1 abgezogen und einem Wärmetauscher 16 gegen Verbrennungsluft zunächst auf 165°C abgekühlt. Dann werden sie in einer Entschv/efelungsanlage 17 gereinigt und anschließend über Leitungen 18 und 19 in den Naßkühlturm 10 eingeführt.

Während ein Teil des nunmehr im Kühlturm strömenden Gasgemisches aus Wasserdampf, Abgas tifiri luft diesen in Pfeilrichtung 12 verläßt, wird der Rest über eine Leitung 20 einer mit Pflanzen- und/oder Baumkulturen bewachsenen Traglufthalle 21 zugeführt. Der zum Aufblasen und Stabilisieren der Traglufthalle erforderliche Überdruck wird mittels eines Gebläses 22 erzeugt. Die in der Traglufthalle 21 anfallende Abluft wird über eine Leitung 23 abgezogen.

Die in der Traglufthalle erzeugte Atmosphäre aus Wasserdampf, Abgas und Luft eignet sich in vorteilhafter Weise zur Beschleunigung des Pflanzenwachstums:

Der Wasserdampf sorgt für eine günstige Luftfeuchte, während der hohe CO^-Gehalt des Abgases die Assimilation der Pflanzen fördert. Hinzu kommt, daß aufgrund der erhöhten Temperatur des im Kühlturm strömenden Gasgemisches eine zusätzliche Beheizung der Traglufthalle nicht erforderlich ist. Zweckmäßigerweise wird die Traglufthalle nachts mittels Leuchtkörper, welche mit billigem Nachtstrom aus dem Kraftwerk versorgt werden können, beleuchtet, wodurch auch bei Nacht die Assimilation der Pflanzen gewährleistet ist.

Der im Sammelbecken 13 sich ablagernde, nährsalzhaltige Schlamm kann als Dünger für die in der Traglufthalle wachsenden Pflanzen verwendet werden.

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Auch ist es möglich, die im Kessel 1 anfallende granulierte Asche als Kultursubstrat für die Pflanzen zu verwenden.

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Claims

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Verfahren zur Nutzung des im Kühlturm eines Kraftwerkes anfallenden Gasgemisches

Patentansprüche

Verfahren zur Nutzung des im Naßkühlturm eines Kraftwerkes anfallenden warmen Gasgemisches aus Wasserdampf und Luft, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Gasgemisches zur Erzeugung einer günstigen Wachstumsatmosphäre für Pflanzen verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle fossiler Kraftwerke das Gasgemisch zusätzlich noch mit gereinigtem Abgas aus den Feuerungsanlagen dieser Kraftwerke vermischt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Kraftwerk, bei dem das gereinigte Abgas über den Naßkühlturm abgezogen wird, zumindest ein Teil des nunmehr vorliegenden Gasgemisches aus Abgas, Wasserdampf und Luft zur Erzeugung der Wachstumsatmosphäre verwendet wird,
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch in ein Treibhaus geblasen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch in eine als Treibhaus vorge sehene leicht montierbare Traglufthalle geblasen wird, die von dem unter leichtem Überdruck befindlichen Gasgemisch getragen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Salzen angereicherte Kühlwasser (Abschlämmwasser) und/oder der im Bodenbereich des Kühlturms anfallende Schlamm als Düngemittel für die im Treibhaus befindlichen Pflanzen verwendet wird.

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Falle eines Kohlekraftwerks anfallende granulierte Kesselasche als Kultusubstrat für eine erdlose Aufzucht von Pflanzen verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daO die Pflanzen künstlich belichtet werden.

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