DE3024474A1 - Energy generating system from solid, fossil fuels - using fluidic bed reactor and pollutants scrubbing prior to application to steam and gas turbine combination - Google Patents

Energy generating system from solid, fossil fuels - using fluidic bed reactor and pollutants scrubbing prior to application to steam and gas turbine combination

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DE3024474A1
DE3024474A1 DE19803024474 DE3024474A DE3024474A1 DE 3024474 A1 DE3024474 A1 DE 3024474A1 DE 19803024474 DE19803024474 DE 19803024474 DE 3024474 A DE3024474 A DE 3024474A DE 3024474 A1 DE3024474 A1 DE 3024474A1
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Abstract

After fuel combustion in a pressurised fluidic bed reactor, the heat is used for driving a gas and a steam turbine for electric power generation. The flue gases from the fluidic bed combustion are scrubbed of pollutants prior to their supply to the gas turbine. After this scrubbing the flue gases are deeply cooled and then reheated to the gas turbine temperature, prior to intake to the same. Pref. the flue gases are cooled down to approximately 30 deg. K above the dew point temp. prior to scrubbing. Before intake to the gas turbine the flue gases may be heated to 900 deg. C, or below. The flue gas heating may take place in a gas heater as associated to the fluidic bed reactor. Part of the flue gas flow may be separated in front of the gas heater and gas turbine for regulating the fluidic bed and/or the flue gas temp.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein VerfahrenThe invention relates to a method

gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und auf eine Anlage gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 12.according to the preamble of claim 1 and to a system according to the preamble of claim 12.

Es ist bereits ein sogenannter Kombiblock mit Druckwirbelschichtfeuerung bekannt, bei dem das aus der Druckwirbelschichtfeuerung austretende heiße Rauchgas mit einer Temperatur kleiner als 9000C mit Asche beladen einer Zyklonanlage oder einem E-Filter zur Entstaubung zugeführt wird. Hierbei wird praktisch die gesamte Asche aus der Wirbelschichtfeuerung ausgetragen, so daß die nachgeschalteten Filter entsprechend belastet werden. Die Schwierigkeiten bei diesem Verfahren liegen insbesondere bei der Rauchgasentstaubung, die bei hoher Temperatur, hohem Druck und hoher Aschebelastung durchgeführt werden muß.It is already a so-called combination block with pressurized fluidized bed combustion known in which the hot flue gas emerging from the pressurized fluidized bed furnace with a temperature lower than 9000C loaded with ash in a cyclone system or is fed to an E-filter for dedusting. This is practically the entire Ash discharged from the fluidized bed, so that the downstream filter are charged accordingly. The difficulties with this method are particular in flue gas dedusting at high temperature, high pressure and high ash load must be carried out.

Es hat sich herausgestellt, daß bei diesem bekannten Verfahren mit der nachgeschalteten Zyklonanlage nicht die für einen Gasturbinenbetrieb erforderliche Reinheit des Rauchgases in Bezug auf Staubgehalt erzielbar ist und daß, bezogen auf den hohen Druckverlust bei möglichst hohem Entstaubungsgrad, eine solche Entsaubungsanlage für den thermischen Gesamtwirkungsgrad zu unwirtschaftlich ist. Ein nachgeschalteter E-Filter erfordert ein sehr großes Bauvolumen bei hoher Temperatur und hohem Druck, so daß dieser E-Filter für Großanlagen nicht geeignet ist. Auch kann mit einem E-Filter nicht die erforderliche Rauchgasreinheit in Bezug auf den Staubgehalt erreicht werden.It has been found that in this known method with the downstream cyclone system is not the one required for gas turbine operation Purity of the flue gas in terms of dust content is achievable and that, based on the high pressure loss with the highest possible degree of dedusting, such a dedusting system is too uneconomical for the overall thermal efficiency. A downstream E-filter requires a very large volume at high temperature and high pressure, so that this E-filter is not suitable for large systems. Can also use an e-filter the required flue gas purity with regard to the dust content cannot be achieved.

Schließlich ist ein Verfahren bekannt (VDI-Berichte Nr. 322, 1978), bei dem eine drucklose Wirbelschichtfeuerung mit einer Heißluftturbine und einem Dampfturbinenprozeß gekoppelt ist.Finally, a method is known (VDI reports No. 322, 1978), in which a pressureless fluidized bed furnace with a hot air turbine and a Steam turbine process is coupled.

Gegenüber dem Kombiblock mit druckgefeuerter Wirbelschichtfeuerung besitzt dieses bekannte Verfahren den Nachteil, daß es insgesamt ein sehr großes Bauvolumen erfordert.tAuch!;ier erfolgt die Rauchgasreinigung am Ende der Anlage bei Abgastemperatur, so daß fast die gesamte Asche den Weg der Rauchgasabkühlung mitmachen muß. Dies führt sehr schnell zu erheblichen Verschmutzungen der für den Dampfprozeß erforderlichen Heizflächen und somit insgesamt zu einer Reduzierung des thermischen Wirkungsgrads der Anlage.Opposite the combination block with pressure-fired fluidized bed combustion this known method has the disadvantage that it is a very large one overall Construction volume required. Also!; Here the flue gas cleaning takes place at the end of the system at exhaust gas temperature, so that almost all of the ash has the way of flue gas cooling must participate. This very quickly leads to considerable contamination of the Steam process required heating surfaces and thus an overall reduction the thermal efficiency of the system.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art mit einem sehr hohen thermischen Wirkungsgrad zu schaffen, bei dem die bei der Gasreinigung anfallenden Schwierigkeiten vermieden sind.The object of the invention is to provide a method as described in the preamble of Claim 1 mentioned type with a very high thermal efficiency create where the gas cleaning any difficulties encountered are avoided.

Eine weitere Aufgabe besteht schließlich in der Schaffung einer Anlage, welche eine problemlose Gasreinigung bei möglichst kleinem Bauvolumen ermöglicht.Finally, another task is to create a system which enables problem-free gas cleaning with the smallest possible construction volume.

Für das Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen in den Patentansprüchen 2 bis 11 angegeben sind.For the method, this object is achieved according to the invention by the im Characteristic part of claim 1 specified features solved, with expedient Refinements in claims 2 to 11 are specified.

Für die Anlage wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 12 angegebenen Maßnahmen gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen der Anlage in den Patentansprüchen 13 bis 21 enthalten sind.For the plant, the task is according to the invention by the in the characterizing Part of claim 12 specified measures solved, with appropriate embodiments the system in claims 13 to 21 are included.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Gasreinigung bei entsprechend niedrigen Rauchgastemperaturen durchzuführen, so daß konventionelle Gasreinigungskomponenten verwendet werden können. Dies ermöglicht in Verbindung mit dem Druckbetrieb der Anlage die Verwendung von kleinvolumigen Bauelementen. Die bei der Abkühlung der Rauchgase frei werdende Wärme wird dem Dampfturbinenprozeß zugegeben, wobei ein Teil der Wärme zur Wiedererwärmung der Rauchgase auf Gasturbinentemperatur verwendet wird.The basic idea of the invention consists in the gas cleaning at carry out correspondingly low flue gas temperatures, so that conventional Gas cleaning components can be used. This enables in conjunction with the printing operation of the system, the use of small-volume components. The heat released during the cooling of the flue gases is used by the steam turbine process added, with part of the heat to reheat the flue gases to gas turbine temperature is used.

Durch die Kombination von Gasturbinenprozeß und Dampfturbinenprozeß wird ein relativ hoher thermischer Wirkungsgrad erzielt. Zweckmäßigerweise wird das Rauchgas vor Eintritt in die Gasreinigung bis auf ca. 30 K über Taupunkttemperatur abgekühlt, wobei bei dieser Temperatur nahezu alle konventionellen Gasreinigungsverfahren angewendet werden können, wie Gewebefilter, E-Filter, Naßwäsche u. dgl., ohne die bei den eingangs beschriebenen bekannten Verfahren beschriebenen Schwierigkeiten hinsichtlich der schlechten Staubabscheidung und dem relativ großen Bauvolumen.By combining the gas turbine process and the steam turbine process a relatively high thermal efficiency is achieved. Appropriately is the flue gas before entering the gas cleaning system up to approx. 30 K above the dew point temperature cooled, at this temperature almost all conventional gas cleaning processes Can be used, such as fabric filters, E-filters, wet laundry and the like. Without the difficulties described in the known methods described at the outset with regard to the poor dust separation and the relatively large construction volume.

Der erfindungsgemäß für die Gasrenigung vorgesehene Druckwäscher ermöglicht das Auswaschen vieler Schadstoffe und zwar insbesondere von Chlor und Fluor sowie deren Wasserstoffe, Alkalimetalle, Schwermetalle u.dgl.The pressure washer provided according to the invention for gas cleaning enables washing out many pollutants, especially chlorine and fluorine as well their hydrogens, alkali metals, heavy metals and the like.

Nachfolgend wird ein Ausührungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur beschrieben, die eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anlage zur Brennstoffumwandlung zeigt. Im einzelnen weist die Anlage eine Mischeinrichtung 1 auf, die dem Druckwirbelschichtreaktor 2 vorgeschaltet ist. Dem Druckwirbelschichtreaktor 2 sind Einrichtungen zur Schadstoffbeseitigung nachgeschaltet, nämlich ein Zyklonabscheider 11 zur Staubabscheidung, ein Druckwäscher 12 und ein Sprühabscheider 13. Das im Druckwirbelschichtreaktor durch Verbrennung der Brennstoffe erzeugte Rauchgas wird nach Durch leitung durch die Schadstoffbeseitigungseinrichtungen durch einen Druckerhöhungsverdichter 14 geführt, bevor es letztlich der Gasturbine 25 15hintgreiner im nachfolT genden näher beschriebenen Wiederaufwärmung zugeführt wird.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the figure described, which is a schematic representation of the plant according to the invention for Shows fuel conversion. In detail, the system has a mixing device 1, which is connected upstream of the pressure fluidized bed reactor 2. The pressure fluidized bed reactor 2 devices for the removal of pollutants are connected downstream, namely a cyclone separator 11 for dust separation, a pressure washer 12 and a spray separator 13. That produced in the pressurized fluidized bed reactor by burning the fuels Flue gas is passed through the pollutant removal facilities a booster compressor 14 before it ultimately the gas turbine 25 15hintgreiner is supplied to the reheating described in more detail below will.

Für die Wiedererwärmung des gereinigten Gases sind am Druckwirbelschichtreaktor zwei Gaserhitzer vorgesehen, nämlich ein Vorerhitzer 8, welcher außerhalb des Wirbelbetts in einem mäßigen Temperaturbereich von etwa 400 bis 7500C der Rauchgase im Druckwirbelschichtreaktor angeordnet Ist, und einen im Wirbelbett angeordneten Enderhitzer 5. Zwischen der Rauchgaszuleitung zum Enderhitzer und der Rauchgasableitung des Enderhitzers zur Gasturbine ist eine Bypassleitung 6 mit einer oder mehrere Regelklappen vorgesehen.The pressure fluidized bed reactor is used to reheat the purified gas two gas heaters provided, namely a preheater 8, which is outside the fluidized bed in a moderate temperature range of about 400 to 7500C of the flue gases in the pressure fluidized bed reactor Is arranged, and arranged in the fluidized bed end heater 5. Between the Flue gas feed line to the end heater and the flue gas discharge from the end heater to Gas turbine, a bypass line 6 with one or more control flaps is provided.

Zum Betrieb der Dampfturbine ist im unteren Bereich des Wirbelbetts ein Überhitzer 4 vorgesehen, von dem eine Leitung zur Dampfturbine 19 führt. Außerhalb des Wirbelbetts sind im Bereich des Druckwirbelschichtreaktors zwei weitere dampferzeugende Heizflächen vorgesehen, welche in den Dampfturbinenprozeß eingegliedert sind. Im einzelnen handelt es sich hierbei um einen zwischen dem Vorerhitzer 8 und dem Enderhitzer 5 für die Rauchgase geschalteten Zwischenüberhitzer 7 und einem Hochdruck-Eco 9 und einen Niederdruck-Eco 10. Diese letzteren dampferzeugenden Heizflächen dienen der weiteren Abkühlung des umgewandelten Rauchgases, wie im nachfolgenden noch näher beschrieben.To operate the steam turbine is in the lower area of the fluidized bed a superheater 4 is provided, from which a line leads to the steam turbine 19. Outside of of the fluidized bed are two further steam generating units in the area of the pressure fluidized bed reactor Heating surfaces are provided, which are incorporated into the steam turbine process are. In detail, this is one between the preheater 8 and the End heater 5 for the flue gases switched reheater 7 and a high-pressure eco 9 and a low-pressure Eco 10. These latter are used for steam-generating heating surfaces the further cooling of the converted flue gas, as explained in more detail below described.

Schließlich ist in der Anlage noch ein Verdichter 16 vorgesehen, durch den Luft aus der Umgebung verdichtet und als Verbrennungsluft der Druckwirbelschichtfeuerung zugeführt wird.Finally, a compressor 16 is also provided in the system the air from the environment is compressed and used as combustion air in the pressurized fluidized bed furnace is fed.

Für den Betrieb der Anlage werden in der Mischeinrichtung 1 ballasthaltiger Brennstoff, insbesondere Kohle und Kalk gemischt und aufbereitet, wie es die Schwefelabscheidung im Druckwirbelschichtreaktor erfordert. Der derartig gemischte Brennstoff wird einer nicht näher dargestellten Schleusenanlage zugeführt und schließlich mittels einer pneumatischen Förderleitung in den Druckwirbelschichtreaktor 2 eingeblasen.For the operation of the system, the mixing device 1 contains more ballast Fuel, especially coal and lime, mixed and processed as it is the sulfur deposition Requires in the pressure fluidized bed reactor. The fuel thus mixed becomes one not shown in detail lock system supplied and finally by means of a pneumatic conveying line is blown into the pressure fluidized bed reactor 2.

Der Druckwirbelschichtreaktor 2 besitzt einen äußeren Druckmantel und einen inneren Mantel aus wassergekühlten Flossenrohrwänden 3, welche Teil des Verdampfersystems des Dampfprozesses sind.The pressure fluidized bed reactor 2 has an outer pressure jacket and an inner jacket of water-cooled fin tube walls 3, which are part of the Are the evaporation system of the steam process.

Zwischen den Wandungen strömt in etwa über 80 % der verdichteten und über den Verdichter zugeführten Verbrennungsluft, welche eine Temperatur 0 von etwa 350 C aufweist.About 80% of the compacted and flows between the walls Combustion air supplied via the compressor, which has a temperature of about 0 350 C.

Das in das Wirbelbett eingeblasene Brennstoffgemisch wird bei einer Temperatur knapp unterhab 9000C und einem Druck von etwa 10 bar verbrannt, wobei die hierfür erforderliche Verbrennungsluft über den Verdichter unterhalb der Wirbelschicht durch den Düsenboden eingeblasen wird.The fuel mixture blown into the fluidized bed is at a Burned temperature just below 9000C and a pressure of about 10 bar, whereby the combustion air required for this via the compressor below the fluidized bed is blown in through the nozzle base.

Durch die Beimischung des Kalkes zum Brennstoff wird der aus der Kohle freiweEhnde Schwefel an den Kalkstein gebunden, so daß innerhalb der Druckwirbelschichtfeuerung eine Entschwefelung stattfindet.By adding the lime to the fuel, the coal becomes that Free-flowing sulfur bound to the limestone, so that within the pressurized fluidized bed combustion a desulfurization takes place.

Die bei der Verbrennung freiwerdende Wärme wird über den Überhitzer 4 dem Dampfturbinenprozeß zugeführt und über den Enderhitzer 5 zur Aufwärmung des Rauchgases auf Gasturbinentemperatur verwendet. Die weitere Abkühlung des Rauchgases innerhalb des Druckwirbelschichtreaktors erfolgt dann über den Zwischenüberhitzer 7, den Hochdruck -Eco 9 und den Niederdruck-Eco 10 sowie über den Vorerhitzer 8 für die Rauchgase. Außerdem nehmen die wassergekühlten Umfassungswände 3 der Wirbelschicht und des nachfolgenden Wärmetauschers Wärme auf. Dabei werden die Rauchgase bis ca. 30 K über Taupunkttemperatur abgekühlt, so daß die aus dem Druckwirbelschichtreaktor austretenden Rauchgase eine Temperatur von etwa 1300 C (10 bar) besitzen.The heat released during combustion is transferred to the superheater 4 fed to the steam turbine process and via the final heater 5 to warm up the Flue gas used at gas turbine temperature. The further cooling of the flue gas then takes place within the pressure fluidized bed reactor via the reheater 7, the high pressure -Eco 9 and the low-pressure Eco 10 as well as via the Preheater 8 for the flue gases. Also take the water-cooled enclosing walls 3 of the fluidized bed and the subsequent heat exchanger on heat. Be there the flue gases are cooled to about 30 K above the dew point temperature, so that the from the Flue gases exiting the pressure fluidized bed reactor have a temperature of about 1300 C. (10 bar).

Die abgekühlten Rauchgase werden dann einem Zyklon-Staubabscheider 11 zur Grobabscheidung zugeführt und dann im Druckwäscher 12 einer Naßwäsche unterzogen. Hierbei kühlt sich das Gas bei gleichzeitiger Auf sättigung bis auf ca.The cooled flue gases are then passed through a cyclone dust collector 11 fed to the coarse separation and then subjected to a wet wash in the pressure washer 12. The gas cools down to approx.

1000 C ab. Zur besseren Schadstoffbeseitlgung, wie Chlor, Fluor und deren Wasserstoffverbindungen, kann das Waschwasser mit einer alkalischen Lösung geimpft werden. Infolge der unter Druck ausgeführten Naßwäsche kann die Anlage wesentlich kleiner gehalten werden und ist auch ein besserer Reaktionsablauf während der Wäsche gegeben. Schließlich wird das von Staub und Schadstoffen gereinigte Rauchgas einem gleichzeitig als Restsprühabscheider dienenden Sprühabscheider 13 zugeführt und anschließend einem Druckverdichter 14. Nach Durchlaufen des Sprühabscheiders 13 werden die Rauchgase im Druckerhöhungsverdichter 14 einer Nachverdichtung unterzogen und schließlich dem Vorerhitzer 8 zugeführt. Durch die Zwischenschaltung eines Zwischenüberhitzers 7 zwischen dem Vorerhitzer 8 und dem Enderhitzer 5, werden Rißbildungen in den Heizflächen des Vorerhitzers infolge von Temperaturschocks durch mitgerissene Wassertröpfen vermieden. Das im Vorerhitzer 8 auf eine Temperatur von etwa 400 bis 450 OC erwärmte Rauchqas wird dann dem Enderhitzer 5 zugeführt, dessen Heizflächen vollständig im Wirbelbett eingebettet sind. Hierdurch erfolgt eine intensive Wärmeübertragung an das zu erwärmende Reinqas, welche durch die Wirbelbettfeuerunq unter Druck noch verstärkt wird. Im Enderhitzer werden die Rauchgase auf eine für den Gasturbinenprozeß geeignete Temperatur erwärmt, nämlich eine Temperatur geringfügig unterhalb 900 °C oder gleich 900 OC.1000 C from. For better removal of pollutants such as chlorine, fluorine and their hydrogen compounds, the washing water can be mixed with an alkaline solution be vaccinated. As a result of the wet washing carried out under pressure, the system can significantly can be kept smaller and is also a better reaction process during the wash given. Finally, the flue gas, cleaned of dust and pollutants, becomes one at the same time serving as a residual spray separator 13 supplied and then a pressure compressor 14. After passing through the spray separator 13 the flue gases are subjected to post-compression in the pressure booster compressor 14 and finally fed to the preheater 8. Through the interposition of a Reheater 7 between the preheater 8 and the final heater 5, cracks are formed in the heating surfaces of the preheater as a result of temperature shocks from entrained water droplets avoided. The heated in the preheater 8 to a temperature of about 400 to 450 OC Rauchqas is then fed to the final heater 5, the heating surfaces of which are completely in Fluid bed are embedded. This results in an intensive heat transfer to the Reinqas to be heated, which is still under pressure due to the fluidized bed fire is reinforced. In the final heater, the flue gases are sent to one for the gas turbine process heated suitable temperature, namely a temperature slightly below 900 ° C or equal to 900 OC.

Ein Teil des Rauchqases kann über die Bypaß-Leitung 6 am Enderhitzer 5 vorbeigeführt werden. Hierdurch kann zweckmäßigerweise die Temperatur des in die Gasturbine einqeführten Rauchqases (MascLinenqas) geregelt werden. Auch eine Beeinflussung der Erhitzerflächen in der Wirbelschicht ist hierüber möglich. Aufgrund der Bypaß-Leitunq ist auch eine Einflußnahme auf die Temperaturverhältnisse innerhalb des Wirbelbetts möqlich, je nach dem im Bypaß geführten Teilbetrag an Rauchgasen. Es läßt sich also eine Wärmeverlagerung vom Dampfturbinenprozeß auf den Gasturbinenprozeß und umqekehrt vornehmen.A part of the smoke gas can via the bypass line 6 at the end heater 5 can be passed by. This can expediently the temperature of the in the Gas turbine introduced Rauchqases (MascLinenqas) are regulated. Also an influence the heater surfaces in the fluidized bed is possible through this. Due to the bypass line is also an influence on the temperature conditions within the fluidized bed possible, depending on the partial amount of flue gases carried in the bypass. So it can be a heat transfer from the steam turbine process to the gas turbine process and vice versa make.

Das auf Gasturbinentemperatur erwärmte Rauchgas wird in einer Doppelrohrkonstruktion der Gasturbine 15 zugeführt, wobei im Gegenstromverfahren Verbrennungsluft durch den Verdichter 16 in den Druckwirbelschichtreaktor gefördert wird.The flue gas, heated to gas turbine temperature, is in a double pipe construction the gas turbine 15 is supplied, with combustion air passing through in the countercurrent process the compressor 16 is conveyed into the pressure fluidized bed reactor.

Zweckmäßigerweise ist der über den Verdichter 16 bewirkte Druck der im Außenrohr des Doppelmantelrohrs zum Reaktor geführten Luft etwas größer als der Druck der über den Verdichters 14 nachverdichteten Rauchgase, was aus Fertigkeitsgründen für die im Innenrohr mit den heißen Rauchgasen beaufschlagten Doppelrohrkonstruktion vorteilhaft ist. Aufgrund der Doppelrohrkonstruktion wird auch verhindert, daß bei einem defekten Innenrohr Heißgas in die Umgebung austreten kann, vielmehr strömt die Druckluft in das Innenrohr hinein. Infolge des gasseitigen Druckbetriebs sind mechanische Druckbeanspruchungen auf seiten der Gaserhitzer 5 und 8 ebenfalls weitgehend ausgeschlossen. Die Heizflächen der Gaserhitzer werden somit lediqlich auf Temperatur beansprucht.Appropriately, the pressure caused by the compressor 16 is the in the outer tube of the jacketed tube to the reactor is slightly larger than the air Pressure of the flue gases post-compressed via the compressor 14, which is due to skill reasons for the double pipe construction exposed to the hot flue gases in the inner pipe is advantageous. Due to the double tube construction it is also prevented that at a defective inner tube hot gas can escape into the environment, rather flows the compressed air into the inner tube. As a result of the gas-side pressure operation mechanical pressure loads on the part of the gas heaters 5 and 8 also largely locked out. The heating surfaces of the gas heater are thus only at temperature claimed.

Das in die Gasturbine geleitete Rauchgas wird entspannt und kühlt hierbei auf ca. 450 OC ab. Die Gastrubine 15 treibt den Luftverdichter 16, welcher die für die Verbrennung nötige Luft liefert, und einen Generator 17 an, welcher die elektrische Energie erzeugt. Das in der Gasturbine abgekühlte Rauchgas gelangt schließlich in einen Abhitzekessel 18, wo es zur Speisewassererwärmung für den Dampfprozeß herangezogen wird und dabei auf etwa 110 OC abkühlt.The flue gas fed into the gas turbine is expanded and cooled in this case to approx. 450 OC. The gas turbine 15 drives the air compressor 16, which supplies the air necessary for combustion, and a generator 17, which which generates electrical energy. The flue gas cooled in the gas turbine arrives finally in a waste heat boiler 18, where it is used to heat the feed water for the steam process is used and thereby cools to about 110 OC.

Abhitzekessel 18, Verdampfer 3, Überhitzer 4, Zwischenüberhitzer 7, Hochdruck-Eco 9 und Niederdruck-Eco 10 bilden somit die Wärmeübertragungsaggreqate für den Dampfprozeß.Waste heat boiler 18, evaporator 3, superheater 4, reheater 7, High-pressure Eco 9 and low-pressure Eco 10 thus form the heat transfer units for the steam process.

Die Dampfturbine 19 treibt zur Erzeugung von elektrischer Enerqie einen Generator 20 an.The steam turbine 19 drives to generate electrical energy a generator 20 on.

Claims (21)

Verfahren und Anlage zur Energiegewinnung aus festen fossilen, ballasthaltigen Brennstoffen Patentansprtiche 1. Verfahren zur Energiegewinnung aus festen fossilen, ballasthaltigen Brennstoffen durch Umwandlung dieser Brennstoffe in Gase, bei dem der Brennstoff in einen Druckwirbelschichtreaktor eingegeben und verbrannt wird, die beim Verbrennungsprozeß frei werdende Wärme in einer Gasturbine und Dampfturbine zur Erzeugung von elektrischer Energie umgesetzt wird, und die bei der Druckwirbelschichtfeuerung entstehenden Rauchgase vor Einleitunq in die Gas turbine von Schadstoffen gereinigt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Rauchgase vor der nach der Druckwirbelschichtfeuerung erfolgenden Schadstoffbeseitigung stark abgekühlt und nach der Schadstoffbeseitigung vor Einleitung in die Gasturbine auf Gasturbinentemperatur erwärmt werden. Process and system for generating energy from solid fossil, ballast-containing Fuels Patent claims 1. Process for generating energy from solid fossil, ballast-containing fuels by converting these fuels into gases, in which the fuel is fed into a pressurized fluidized bed reactor and burned, the heat released during the combustion process in a gas turbine and steam turbine to generate electrical energy is implemented, and that in the pressure fluidized bed combustion The resulting flue gases are cleaned of pollutants before being introduced into the gas turbine will be, d u r g e k e n n n n e i c h n e t that the smoke gases before the pollutant removal that takes place after the pressurized fluidized bed combustion cooled and after the pollutant removal before introduction into the gas turbine Gas turbine temperature are heated. 2. Gefahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase vor der Schadstoffbeseitigung bis ca. 30 K über Taupunkttemperatur abgekühlt werden.2. Hazards according to claim 1, characterized in that the smoke gases cooled down to approx. 30 K above the dew point temperature before the pollutants are removed. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase vor Einleitung in die Gasturbine auf eine Temperatur etwas un-0 terhalb oder gleich 900 c erwärmt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Flue gases to a temperature slightly below 0 before they are introduced into the gas turbine or equal to 900 c. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Rauchgase in einem dem Wirbelschichtreaktor zugeschalteten Gaserhitzer erfolgt.4. The method according to claim 3, characterized in that the heating the flue gases takes place in a gas heater connected to the fluidized bed reactor. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Rauchgases zur Regulierung der Wirbelschichtteeeeratur und/oder der Rauchgastemperatur vor der Gasturbine vor dem Caserhitzer abqezweictt wird.5. The method according to claim 3, characterized in that a part of the flue gas to regulate the fluidized bed tea temperature and / or the flue gas temperature is diverted in front of the gas turbine in front of the Caserhitzer. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Schadstoffbeseitigung unter Druck ausgeführt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the entire removal of pollutants is carried out under pressure. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase einer Druckwäsche unterzogen werden. 7. The method according to claim 6, characterized in that the flue gases be subjected to a pressure wash. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vorverdichtete Rauchgas nach Abkühlung und Reinigung nachverdichtet wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that the pre-compressed flue gas is compressed after cooling and cleaning. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß den zur Gasturbine geleiteten Rauchgasen im Gegenstromverfahren Verbrennungsluft für den Druckwirbelschichtreaktor vorbeigeführt wird. 9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that the flue gases led to the gas turbine in the countercurrent process combustion air for the pressure fluidized bed reactor is passed. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffe im Druckwirbelschichtreaktor durch Zugabe von Kalk entschwefelt werden.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in, that the fuels are desulfurized in the pressure fluidized bed reactor by adding lime will. 11.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase außerhalb der Wirbelschicht durch in den Dampfprozeß und/oder den Gasprozeß qeschaltete Heizflächen obqekühlt werden. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that that the gases outside the fluidized bed through into the steam process and / or the gas process q switched heating surfaces are cooled. 12. Anlage zur Energiegewinnung aus festen fossilen, ballasthaltigen Brennstoffen durch Umwandlung dieser Brennstoffe in Gase, mit einem Druckwirbelschichtreaktor zur Brennstoffumwandlung, an welchem im Bereich der Wirbelschicht Überhitzer zur Heißdampferzeugung vorgesehen sind, mit dem Druckwirbelschichtreaktor nachgeschalteten Gasreinigungseinrichtungen, insbesondere Entstaubungseinrichtung und Naßwascheinrichtung, mit einer durch die bei der Brennstoffumwandlung entstehenden Gase gespeisten Gasturbine und einer durch die Überhitzer gespeisten Dampfturbine, dadurch gekennzeichnet, daß am Druckwirbelschichtreaktor (2) wenigstens ein Gaserhitzer zur Erwärmung der nach Verlassen des Druckwirbelschichtreaktors (2) gereinigten Gase auf Gasturbinentemperatur vorgesehen ist.12. Plant for generating energy from solid fossil, ballast-containing Fuels by converting these fuels into gases using a pressurized fluidized bed reactor for fuel conversion, at which in the area of the fluidized bed Superheaters for generating superheated steam are provided with the pressurized fluidized bed reactor downstream gas cleaning devices, in particular dedusting devices and wet scrubber, with one produced by the fuel conversion Gas-fed gas turbine and a steam turbine fed by the superheater, characterized in that at least one gas heater on the pressure fluidized bed reactor (2) for heating the cleaned after leaving the pressure fluidized bed reactor (2) Gases is provided at gas turbine temperature. 13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasvorerhitzer (8) außerhalb des Bereichs des Wirbelbetts im Rauchgasstrom der Druckfeuerung angeordnet ist, dem ein Gasenderhitzer (5) im Bereich des Wirbelbetts nachgeschaltet ist.13. Plant according to claim 12, characterized in that a gas preheater (8) arranged outside the area of the fluidized bed in the flue gas stream of the pressurized furnace is, which is followed by a gas end heater (5) in the area of the fluidized bed. 14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vorerhitzer (8) und Enderhitzer (5) eine dampferzeugende Heizfläche (7) geschaltet ist.14. Plant according to claim 13, characterized in that between Preheater (8) and end heater (5) connected to a steam-generating heating surface (7) is. 15. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizflächen des Enderhitzers (5) in das Wirbelbett eingebettet sind.15. Plant according to claim 12, characterized in that the heating surfaces of the end heater (5) are embedded in the fluidized bed. 16. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß am wirbelbettseitigen Erhitzer (5) eine Bypassleitung (6) mit einer oder mehreren Regelklappen vorgesehen ist, über welche ein regelbarer Teil der Rauchgase am Endüberhitzer (5) vorbeigeführt werden kann.16. Plant according to claim 12 or 13, characterized in that on fluidized bed side heater (5) a bypass line (6) with one or more control valves is provided, via which a controllable part of the flue gases at the end superheater (5) can be passed. 17. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckwirbelschichtreaktor (2) ein Druckwäscher (12) nachgeschaltet ist.17. Plant according to one of claims 12 to 16, characterized in that that the pressure fluidized bed reactor (2) is followed by a pressure washer (12). 18. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckwirbelschichtreaktor (2) ein Druckerhöhungsverdichter (14) nachgeschaltet ist.18. Plant according to one of claims 12 to 17, characterized in that that the pressure fluidized bed reactor (2) is followed by a booster compressor (14) is. 19. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Wirbelbetts Heizflächen für den Dampfturbinenprozeß zur weiteren Abkühlung der Rauchgase angeordnet sind.19. Plant according to one of claims 12 to 18, characterized in that that outside of the fluidized bed heating surfaces for the steam turbine process for further Cooling of the flue gases are arranged. 20. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckwirbelschichtreaktor (2) eine Mischeinrichtung (1) vorgeschaltet ist, in welcher dem Brennstoff Kalk zugesetzt wird.20. Plant according to one of claims 12 to 19, characterized in that that the pressure fluidized bed reactor (2) is preceded by a mixing device (1), in which lime is added to the fuel. 21. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Gasenderhitzer (5) zur Gasturbine (15) führende Gasleitung eine Doppelrohrleitung ist, in welcher Verbrennungsluft im Gegenstrom zu den zur Gasturbine geleiteten Gasen dem Druckwirbelschichtreaktor (2) zugeführt wird.21. Plant according to one of claims 12 to 20, characterized in that that the gas line leading from the gas boiler (5) to the gas turbine (15) is a double pipe is in which combustion air countercurrent to that directed to the gas turbine Gases is fed to the pressure fluidized bed reactor (2).
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