EP2452051A2 - Kohlekraftwerk mit zugeordneter co2-wäsche und wärmerückgewinnung - Google Patents

Kohlekraftwerk mit zugeordneter co2-wäsche und wärmerückgewinnung

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EP2452051A2
EP2452051A2 EP10728683A EP10728683A EP2452051A2 EP 2452051 A2 EP2452051 A2 EP 2452051A2 EP 10728683 A EP10728683 A EP 10728683A EP 10728683 A EP10728683 A EP 10728683A EP 2452051 A2 EP2452051 A2 EP 2452051A2
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EP
European Patent Office
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heat
heat exchanger
power plant
compression
flue gas
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10728683A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Brian Stoever
Dieter König
Christian Bergins
Martin SCHÖNWÄLDER
Torsten Buddenberg
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Hitachi Power Europe GmbH
Original Assignee
Hitachi Power Europe GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • the invention is directed to a method for heat recovery by connecting a plurality of heat flows of a fossil-fired, especially coal-fired, power plant with downstream CO 2 scrubbing of the flue gas by means of chemical absorption and / or desorption and associated C0 2 compression. Furthermore, the invention is directed to a power plant, in particular fossil-fueled and preferably coal-fired power plant, with a combustion downstream of the CO 2 scrubbing of the flue gas by means of chemical absorption and / or desorption and associated CC> 2 compression.
  • the principle of pre-combustion is based on conversion of the fossil fuel to a synthesis gas consisting of carbon monoxide and hydrogen, in a further step the carbon monoxide is oxidised to carbon dioxide (CO 2 ) and then removed from the process.
  • the integrated separation is realized in the so-called oxy-fuel process.
  • a highly concentrated carbon dioxide (CO 2 ) -Abgasstrom produced by the combustion of fossil fuel, especially coal, with pure oxygen instead of air, which can be disposed of directly after condensation of the water vapor without additional washing.
  • the post-combustion which is used in particular in conventional power plants, the carbon dioxide (CO2) is separated by means of a wash.
  • CO2 carbon dioxide
  • the flue gas at the end of the flue gas purification line by means of a CO 2 scrubbing by chemical absorption from the flue gas is largely removed, so that a C0 2 -armes exhaust gas leaves the power plant.
  • This C0 2 scrubbing takes place in an absorber, wherein the chemical absorption by means of a detergent, in particular monoethanolamine (MEA), but also diethanolamine (DEA) or methyldiethanolamine (MDEA), takes place.
  • MEA monoethanolamine
  • DEA diethanolamine
  • MDEA methyldiethanolamine
  • the desorber or regenerator exits a high CO 2 -containing exhaust gas, which is liquefied in a subsequent C0 2 compression and then removed from the area of the power plant for final storage or reuse.
  • the big advantage of this method is that existing conventional power plants can be retrofitted.
  • the disadvantage of this method results from the high energy consumption necessary for the CO 2 deposition.
  • a high energy requirement is required for the regeneration of the detergent used, which is usually covered in the form of steam drawn from the water-steam circuit of the associated power plant. With this tapped steam is a reboiler or evaporator of the Desorber or regenerator fed, by means of which the recirculated detergent is heated to the necessary for the expulsion of CO 2 temperature.
  • the invention has for its object to provide a solution that allows a thermally favorable integration of a CO 2 scrubbing of the flue gas with associated CO 2 compression in the total heat flow and / or the total heat energy balance of a fossil-fired, especially coal-fired, preferably conventional power plant.
  • this object is achieved in that decoupled from the heat flow of the CO 2 scrubbing with associated C0 2 compression thermal energy in the form of at least a partial heat flow and in a direct or indirect to the heat flow of the boiler or steam generator the power plant coupled heat flow is coupled again and / or that is coupled out of the flue gas heat flow thermal energy in the form of at least a partial heat flow and coupled into the heat flow of the CO 2 scrubbing with associated C0 2 compression again.
  • this can be realized in that in the CO 2 scrubbing with associated CO 2 - compression existing thermal energy by means of at least a usable as a heat source plant component as part of the heat flow from the heat flow of CO 2 scrubbing with associated C0 2 compression ent or decoupled and / or in the range of a flue gas line existing thermal energy by means of at least one usable there as a heat source system component from the heat flow of the flue gas is decoupled and decoupled and each recovered by the decoupling or decoupling in the form of at least one partial heat flow thermal energy in the area of the power plant outside the respective decoupling or decoupling by means of at least one usable there for the thermal energy recovered as a heat sink further plant component again in the heat flow. of the power plant is coupled.
  • the above object is achieved in a power plant of the type described in more detail by the fact that in the area of C0 2 laundry with associated C0 2 compression at least one used as a heat source and the decoupling or decoupling of thermal energy from the heat flow of the CO 2 ⁇ Laundry arranged with associated CO 2 compression causing system component and / or is formed and / or at least one used as a heat source and the decoupling or decoupling of thermal energy from the flue gas stream in the range of a flue gas line and / or an air preheater bypassing flue gas line arranging plant component is arranged and / or trained and in the area of the power plant at least one heat energy with this component component connected and used as a heat sink and the re-coupling of the decoupled or decoupled thermal energy in the heat flow of the power plant outside the respective n decoupling or decoupling causing, preferably further, plant component arranged and / or trained.
  • the method is further characterized by the fact that, in the CO 2
  • the invention provides that thermal energy present in the flue gas is decoupled or decoupled in the area of the flue-gas line and / or in the region of a bypass flue-gas line which bypasses an air preheater.
  • the 2 scrubbing with associated CO 2 in the CO - corresponds compression or decoupled thermal energy outside the area of CO 2 scrubbing with associated CO 2 - compression, in particular in the water-steam cycle and / or a district heating circuit and / or in a coal-carrying coal line and / or a fresh air line, in particular with associated flue gas bypass line, in particular LuVo-bypass, for heat coupling in WT14, WT17 and / or WT13, is coupled back into the heat flow of the power plant.
  • the invention ensures that the CO 2 scrubbing of the flue gas by means of chemical absorption and / or desorption and associated C0 2 compression thermally beneficial and optimized in the total heat flow and thus the total heat energy balance of a fossil-fueled, especially coal-fired, preferably conventional power plant involved is and / or can be integrated.
  • the term heat source means the possibility of decoupling and decoupling thermal energy in the form of at least one partial heat stream from the respective waste heat stream, ie a thermal energy in the form of measurable heat medium, and thereafter heat energy line one elsewhere in the power plant outside the area to supply the CO 2 scrubbing of the flue gas with associated CO 2 compression arranged heat sink.
  • the smoke gas side in the flue gas flow direction before the CO 2 scrubbing is decoupled or decoupled from the heat energy contained in the flue gas thermal energy in the form of a partial heat flow and in the CO 2 Laundry, especially in the area of the reboiler or evaporator, is coupled into the heat flow of CO 2 - laundry again.
  • This embodiment can also be realized independently of the above-described decoupling and decoupling of thermal energy from the region of the CO 2 scrubbing with associated CO 2 compression.
  • This use or sudeinkoppelung flue gas side or a disengaged thermal energy is preferably used in combination with corresponding in the area of CO 2 scrubbing with associated CO 2 compression, or a disengaged and in the area outside of the CO 2 - washing with associated CO 2 - Kompression again in provided the heat flow of the power plant coupled thermal energy.
  • the boiler or steam generator of the power plant supplied fresh air is heated by a heat exchanger, the decoupled from the field of CO 2 scrubbing with associated C0 2 compression or decoupled thermal energy for delivery to the incoming fresh air mass flow is supplied.
  • the power plant solar thermal or geothermal energy production plants are assigned, the energy gained therein is supplied to the heat flow of the power plant in the form of thermal energy or made available.
  • the flow direction is located behind the C0 2 ⁇ compression - particularly advantageous when the unlocking or decoupling the C0 2 scrubbing-Desorber- or Regeneratorkopf and in CO 2.
  • Advantageous locations for the formation of heat sources or heat sinks for the decoupling or decoupling of thermal energy continue to exist in the field of CO 2 laundry absorber intercooling and in the area of CO 2 compression intermediate cooling.
  • particularly advantageous locations are the range of low pressure preheating and the area in the flow direction behind a arranged behind a condenser condensate pump, the above areas are all formed in the water-steam cycle of the power plant.
  • the inventive method is further characterized in that the decoupling or decoupling of the thermal energy by means of one or more on C0 2 ⁇ laundry desorber or regenerator head and / or in C ⁇ 2 -streaming direction behind the C0 2 compression and / or in
  • a further advantageous embodiment of the invention is that the decoupling or decoupling of the thermal energy by means of one or more formed in the flue gas line and / or in the bypass flue gas line heat source (s) and the re-coupling of the thermal energy in the water-steam Circulation in the field of low pressure preheating and / or high-pressure preheating and / or in the district heating circuit and / or in the field of CO 2 scrubbing, in particular in the reboiler, preferably a heat exchanger of the reboiler is performed.
  • the decoupled in the CO 2 scrubbing with associated CO 2 compression or decoupled thermal energy is coupled by means arranged in a Rankine cycle heat exchanger back into the heat flow of the power plant.
  • the method it is particularly expedient according to the invention if the method is carried out in a power plant according to one of claims 11 to 29.
  • the power plant embodiment of the invention therefore is characterized in that the C0 2 scrubbing-Desorber- or Regeneratorkopf and / or CO 2 in -Strömungsraum behind the CO 2 compression was / or in the CO 2 absorber -Wäsche- intercooling and / or in the field of CO 2 - compression intercooling one or more used for heat transfer as a heat source (s) plant component (s) is arranged and / or formed, each leading into a heat transfer medium heat energy with one or more in the field the low-pressure preheating and / or arranged in the condensate flow direction before the low-pressure preheating and / or in a district heating circuit and / or in the fresh air heating and / or in the coal drying and as a heat sink (s) heat transfer causing plant component (s) is / are connected.
  • a process engineering and plant technology to realize well-way to form heat sources and heat sinks is to use existing and / or designed as an additional heat exchanger system components.
  • the invention therefore also provides, with regard to the power plant in a further embodiment, in the area of the CO 2 scrubbing with associated CO 2 compression at least one system component, preferably a heat exchanger, which forms a heat source, in particular for a separate heat transfer medium, and in which heat energy line a medium, preferably the separate armeirtedium, leading manner with at least one arranged in the power plant further, a heat sink, in particular for the separate heat transfer medium, forming system component, preferably another heat exchanger is connected, wherein one or more of a heat exchanger on C0 2 scrubbing-Desorber- or Regeneratorkopf and / or a heat exchanger downstream of the CO 2 - compression and / or a heat exchanger of the CO 2 -Wäsche- ⁇ bsorber spakühlung and / or a heat exchanger of the CO 2
  • Plant component (s) each acting as a heat source heat exchanger and / or after a desorber high CO 2 - containing gas line leading used as a heat source system component and / or after the CO 2 compression liquid CO 2 leading line used as a heat source system component (n) and one or more of the plant component (s) selected from a heat exchanger of the low-pressure preheating and / or a heat exchanger before the low-pressure preheating and / or a heat exchanger in the district heating circuit and / or a heat exchanger of coal drying and / or a heat exchanger of the fresh air heating each form a functioning as a heat sink further heat exchanger.
  • One way to realize the decoupling of thermal energy and reincorporation of thermal energy is in particular that the heat source forming a heat exchanger on C0 2 scrubber desorber or Regeneratorkopf heat energy with a heat sink forming a heat exchanger of the low pressure preheating, in particular with an upstream side connected to the condensate flow direction condensate pump nearest heat exchanger.
  • a further possibility to realize advantageously the decoupling and re-coupling of thermal energy consists furthermore in that the heat exchanger forming a heat source behind the CO 2 - compression heat energy with a heat sink of the low pressure preheating forming a heat sink, in particular the heat exchanger closest to a feed water tank in condensate flow direction, and / or the heat sink forming a heat exchanger is connected before the low pressure preheating.
  • the heat exchanger before the low pressure preheating in a condensate line in the condensate flow direction behind a Kondensatpuiripe and / or the heat exchanger of the low pressure preheating is arranged in a branching off from the condensate line bypass line / are, which the invention also provides.
  • a heat-technically particularly favorable mutual coupling of the heat exchangers WT2 and WT5 can be achieved in that the return of the heat exchanger of the low-pressure preheating is connected by heat energy with the flow of the heat exchanger before the low-pressure preheating.
  • a further advantageous and expedient heat energy line connection between the individual heat sources and the individual heat sinks can be achieved, in particular, if a heat transfer medium is introduced between the heat sources and the heat sinks, in particular for the remaining material flow of the power plant, between them, which is preferably then Case is when the heat sources and heat sinks as a heat exchanger are formed.
  • the invention therefore provides in a further embodiment, therefore, that a heat transfer medium in one of the heat exchanger after the C0 2 compression, the condensate in the direction of flow of a feed water tank nearest heat exchanger and the heat exchanger before the low pressure preheating cycle formed and / or in a heat exchanger at C0 2 - Laundry desorber or regenerator head and the one formed in the upstream condensate flow direction located condensate pump nearest heat exchanger circuit is guided in each case by these heat exchangers.
  • a convenient way to form a heat recovery is also to re-couple the decoupled or decoupled thermal energy in the district heating circuit of a power plant, if such a district heating circuit is provided.
  • the invention therefore further provides in an embodiment that the heat exchanger on the C0 2 scrubber desorber or regenerator head and / or the heat exchanger behind the CO 2 compression is / are connected with one or more heat exchangers (n) arranged in the district heating circuit ,
  • a line connection and coupling between the arranged in the district heating circuit heat exchangers and the arranged in the water-steam circuit of the power plant heat exchangers be beneficial, which is why the invention is also characterized in that one or more arranged in the district heating circuit with heat exchanger one or more of the low pressure preheating upstream or upstream heat exchanger (s) is connected heat energy in accordance with / are.
  • the heat exchanger can be arranged before the low-pressure preheating in the return of the arranged in the district heating circuit heat exchanger and
  • thermo energy and “thermal energy” are used as synonyms herein.
  • An advantageous use according to the invention therefore further consists in that the heat exchanger on the CO 2 scrubber desorber or regenerator head and / or the heat exchanger behind the C0 2 compression with one or more arranged in a coal mill associated with a coal pipe of the power plant heat exchanger (n ) is connected by heat energy.
  • the invention also provides that the heat exchanger on the C0 2 scrubber desorber or regenerator head and / or the heat exchanger behind the CO 2 compression with one or more in a boiler of the power plant fresh air supplying fresh air supply arranged heat exchanger (s) heat energy line is connected / are.
  • the invention further provides that the at least one heat exchanger arranged in the bypass flue gas line is connected to the water-steam circuit of the power plant in the region of low-pressure preheating or high-pressure preheating.
  • a heat exchanger arranged in the bypass flue gas line is connected to the district heating circuit by means of heat energy.
  • a heat exchanger arranged in the bypass flue gas line is connected to the reboiler and / or a heat exchanger of the reboiler in terms of thermal energy.
  • a heat conduction connected to the district heating circuit heat exchanger and / or with the water-steam cycle of the power plant, preferably in the region of the low pressure preheating, thermally conductively connected heat exchanger is arranged in the reboiler return.
  • the invention also provides that the heat exchanger on the CO 2 scrubber desorber or regenerator head and / or the heat exchanger behind the C0 2 compression and / or the heat exchanger of CO 2 scrubber
  • Compression intermediate cooling is thermally conductively connected to a arranged in a Rankine cycle heat exchanger / are.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of power plant components of a coal-fired, in particular lignite-fired, power plant
  • FIG. 2 shows a schematic representation of power plant components of a coal-fired power plant with heat (re) coupling of thermal energy coupled out in the region of the CO 2 scrubbing with associated CO 2 compression into the water.
  • FIG. 3 in a schematic representation of the district heating circuit of Figure 2 with additionally integrated
  • Fig. 4 is a schematic representation of an alternative
  • FIG. 5 in a schematic representation of a
  • FIG. 6 in a schematic representation of a
  • 7 is a schematic representation of a heat (rear) coupling of decoupled in the region of CO 2 - laundry with associated CO 2 compression and in the area of a bypass
  • FIG. 8 in a schematic representation of a
  • 11 is a schematic representation of an auxulation of thermal energy in the region of a bypass
  • Fig. 13 is a schematic diagram of various components
  • FIG. 13 shows, in schematic schematic representation, a power plant designated as a whole by 1, comprising the steam generator or boiler 2, a turbine set 76 comprising, preferably high-pressure turbines 3, medium-pressure turbines 4 and low-pressure turbines 5, one CO 2 scrubbing 58 with associated CO 2 compression 27 comprehensive CO 2 -Abscheidung 77 and an associated, a district heating cycle 44 comprehensive district heating network 78.
  • a power plant designated as a whole by 1 comprising the steam generator or boiler 2
  • a turbine set 76 comprising, preferably high-pressure turbines 3, medium-pressure turbines 4 and low-pressure turbines 5, one CO 2 scrubbing 58 with associated CO 2 compression 27 comprehensive CO 2 -Abborgung 77 and an associated, a district heating cycle 44 comprehensive district heating network 78.
  • these plant components 2, 76, 77 and 78 via different partial heat flows with each other, these Sectionskyri ⁇ estr ⁇ me together form the total heat flow and the total heat energy balance of the power plant 1.
  • FIG. 1 shows, in
  • partial heat flows Q 8 to Qu are branched off and decoupled from the heat flow forming within the CO 2 separation 77 and, as indicated by the correspondingly marked arrows indicated by the solid line, returned to other partial heat flows and thus the total heat flow of the power plant 1.
  • the partial heat flows Q12 to Q 14 are branched off or decoupled from the flue-gas side partial heat flow Q 3 and likewise coupled back into the total heat flow of the power plant 1 (back) according to the arrow.
  • the partial heat flow Q 8 is decoupled from the CO 2 separation 77 and coupled into the run in the water-steam cycle of the power plant 1 partial heat flow Qi.
  • the partial heat flow Q 9 is decoupled from the CO 2 capture 77 and coupled into the district heating circuit 44 of the district heating network 78 and thus in principle the partial heat flow Q 2 .
  • the partial heat flow Q 10 is decoupled or decoupled from the CO 2 separation 77 and fed to the partial heat flow Q 4 of the fresh air supply and coupled into this again (back).
  • the partial heat flow Q 11 is likewise coupled out of the heat flow of the CO 2 precipitation 77 and then coupled back into the partial heat flow Q 5 guided in a coal line 55 leading to a coal mill 54 and / or the boiler 2.
  • the designated in Figure 1 in total with 1 power plant is in the upper part of the picture with its connected to the boiler 2 water-steam cycle and the lower part of the image with its flue gas side connected to the boiler 2 flue gas path with the successful completion of combustion in the boiler 2 CO 2 scrubbing of the flue gas by means of chemical absorption and associated CO 2 compression 27 shown schematically.
  • the power plant On the side of the water-steam cycle, the power plant comprises a high-pressure turbine 3, two medium-pressure turbines 4 and four low-pressure turbines 5, the number of turbines being merely exemplary.
  • a generator 6 is arranged at the end of the turbine section.
  • a condenser 7 is arranged in the water-steam circuit, which is connected as usual with a cooling tower 8.
  • a condensate pump 9 is arranged, which supplies the condensate to a five heat exchanger comprehensive Niedertownvor Suiter 10.
  • the low-pressure preheater 10 is adjoined by a feed water tank 11 with associated feed water pump 12, which feeds the feed water originating from the feed water tank 11 to a high-pressure preheater 13, after which it then enters the steam generator of the boiler 2. Furthermore, in the water-steam cycle of the respective turbines 3, 4, 5 outgoing steam lines are located.
  • this part of the power plant consists of components, as they are known from conventional coal-fired power plants.
  • the water-steam circuit of the power plant 1 also has three heat exchangers WTl, WT2 and WT5. Of these, the heat exchanger WT5 before the low-pressure preheating, in the condensate flow behind the condensate pump 9, but before the Niederbuchvor Sonr 10 in the leading to the feed water tank 11 condensate line 14 is involved.
  • the heat exchangers WT1 and WT2 are arranged in a bypass line 15 which branches off from the condensate line 14 in the direction of the condensate flow behind the heat exchanger WT5 and past the low-pressure preheater 10 but before the feedwater tank again into the condensate line 14.
  • the boiler is fired 2 as indicated by the arrow 16, with air and coal.
  • the flue gas leaving the boiler 2 via the flue gas duct 17 is fed to a flue-gas treatment 18 comprising at least the components denitrification unit, electrostatic filter and flue-gas desulphurisation plant and then passes into a decarbonization unit 19 comprising a CO 2 ⁇ wash 58 with associated CO 2 compression 27.
  • a flue-gas treatment 18 comprising at least the components denitrification unit, electrostatic filter and flue-gas desulphurisation plant and then passes into a decarbonization unit 19 comprising a CO 2 ⁇ wash 58 with associated CO 2 compression 27.
  • Dekarbonmaschinesstrom 19 is contained in the flue gas
  • a detergent is preferably MEA (monoethanolamine, H 2 N-CH 2 -CH 2 -OH) but also DEA
  • the actual washing of the smoke or exhaust gas takes place by means of the detergent in an absorber 20 or an absorption column, which / which flows through the flue gas in countercurrent to the detergent.
  • the flue gas leaves the absorber 20 at its head end as C ⁇ 2 -armed exhaust 21.
  • a desorber or regenerator 22 preferably in the form of a Desorption, followed by the C0 2 -rich washing or solvent is supplied after flowing through the absorber 20.
  • the first pressureless flue gas is isothermally compressed to a pressure of less than 10 bar, for example 2 bar, and then passed through the absorber 20, where it is the washing or solvent contrary flows.
  • the CO 2 -rich detergent or solvent is then introduced while flowing through a heat exchanger 25 in the desorber / regenerator 22.
  • the C0 2 -rich detergent is broken up by heating and regenerated, so that at the top of the desorber / regenerator 22, a nearly pure CO 2 -H 2 O mixture exits, which can be separated by a condensation process, so that then a circa 90% pure C0 2 stream is released, which is supplied via a line 26 in the embodiment of a ten-stage C0 2 compression system of CO 2 ⁇ compression 27, which compresses the C0 2 stream to about 100 bar and liquefied. Thereafter, the liquefied CO 2 is supplied by means of a line 28 for further use or storage.
  • the CO 2 -rich washing or solvent stream in the heat exchanger 25 is heated to about 95 ° C. This is done with the aid of also through the heat exchanger 25 isedem, in the desorber / regenerator 22 regenerated C0 2 -armem washing or cleaning agent 29 which is sufficiently heated in the evaporator / reboiler 23rd
  • the evaporator or reboiler 23 vaporizes some of the solvent, thereby desorbing the carbon dioxide from the scrubber or solvent to form a near-pure CO 2 -H 2 O mixture at the top of the condenser, into the condenser 31 at the top of the desorber / Regenerator 22, where the water condenses out, so that a nearly pure C0 2 -trom is discharged.
  • the regenerated, low-CO 2 scrubbing or solvent 29 is withdrawn at the bottom of the desorber / regenerator 22, passed through the heat exchanger 25, in which the countercurrent, loaded, CÜ 2 -rich washing or solvent stream 30 is heated. After passing through a pump brought to the necessary absorber pressure and cooled correspondingly, the low-CO 2 scrubbing or solvent 29 is fed back to the absorber 20. As results in losses of water and detergent throughout the process, they are added back to the system at a mixing point 32.
  • a system component used as a heat source in the form of a heat exchanger 33 is arranged in the line 26.
  • a condensate collecting vessel 34 is further arranged in the conduit 26 behind the heat exchanger 33, with which H due to the cooling associated with the heat exchanger 33 of the guided in the conduit 26 CO 2 H 2 0 stream H condensing 2 O can be caught.
  • the cooling of the liquefied C ⁇ 2 stream after the C0 2 compression 27 serving and also used as a heat source system component forming heat exchanger 35 is the CO 2 compression 27 arranged downstream in the line 28.
  • heat exchangers 36 Further system components used as heat sources in the form of heat exchangers 36 are provided as heat exchangers of the CO 2 scrubber-absorber intercooling, whereby a heat exchanger 36 arranged at the head of the absorber 20 is also considered to belong to the CO 2 scrubber absorber intercooling. Overall, four heat exchanger 36 are present in the embodiment. Furthermore, system components used as heat sources are also arranged in the form of heat exchangers 37 of the C0 2 compression intermediate cooling between the compressors 38 of the CO 2 compression 27. In the embodiment, six heat exchangers 37 are shown between the compressors 38, but it can be present in the ten existing compressors 38 up to nine heat exchanger 37 of the CO 2 compression intercooling.
  • heat exchanger WTl-WTIl which, as will be explained below, each form a used as a heat sink system component, with the help of each thermal energy can be transferred to a partial heat flow.
  • heat transfer medium heat exchanger 33, 35 to 37 thermal energy is decoupled from the heat flow of the decarburization 19 in the CÜ 2 laundry and the associated C0 2 compression 27 decarburization system 19 on the transferred in the heat exchangers 33, 35 to 37 flowing heat transfer medium and then coupled by discharge from this heat transfer medium with the help of forming for the heat transfer medium heat sinks heat exchangers WTl-WTlI elsewhere as thermal energy in the heat flow of the power plant system.
  • a decoupling or decoupling of thermal energy from the heat flow of the CO 2 scrubbing 58 with associated regenerator 22 and associated CO 2 compression 27 takes place by means of the heat exchangers 33 and 35.
  • the heat exchanger 33 functioning as a heat source is in the flow over the Line 39 and in the return via the line 40 with the heat sink acting as and used, arranged in the bypass line 15 heat exchanger WTl the low pressure preheating.
  • the lines 39, 40 circulates a heat transfer medium, which absorbs thermal energy in the heat exchanger 33 and this gives off in the heat exchanger WTl to the flowing in the bypass line 15 condensate and is coupled back into the actual heat flow of the power plant 1.
  • the heat exchanger 35 functioning as a heat source is connected via a line 41 to the heat exchanger WT2 which functions as a heat sink and is used in the bypass line 15.
  • the return of the heat exchanger WT2 the low-pressure preheating is connected via a line 42 with the disposed in the condensate line 14 and also forming a heat sink heat exchanger WT5.
  • On the return side of the return of the heat exchanger WT5 via a line 43 is in turn connected to the heat exchanger 35.
  • a heat transfer medium circulates in the lines 41, 42 and 43, a heat transfer medium.
  • a plant component in the present example, the unitized into a heat exchanger 35 and WT2 and the unit together contained heat exchanger 33 and WTl, present in the CO 2 scrubbing with assigned CO 2 Compression used both as a heat source and the decoupling or decoupling of thermal energy causes and which is used in the area of the power plant 1 as a heat sink and the coupling of in the range of CO 2 scrubbing with associated CO 2 compression out or decoupled thermal energy causes.
  • the heat exchanger 35 serves as a heat source for the conveyed in the lines 41, 42 and 43 heat transfer medium, the absorbed thermal energy to the condensate in the direction behind the condensate pump 9 circa 18 ° C cool condensate, which passes in an amount of about 2/3 of the total guided through the condensate line 14 condensate flow through the bypass line 15 to the low pressure preheater 10 and with Help the acting as a heat sink heat exchanger WT2 is heated so that the condensate before re-entry into the conduit 14 or the feedwater tank 11 has a temperature of about 120 0 C.
  • the leading back to the heat exchanger WT5 return of the heat exchanger WT2 then still has such a high temperature that the heat exchanger WT5 also as a heat source for the heat transfer back into the flowing in the line 14 Condensate can be used and according to embodiment also, wherein the heat exchanger WT5 in the context of the invention, however, forms a heat sink for the thermal energy obtained in the CO 2 scrubbing.
  • a further heat exchanger 24 is provided on the reboiler or evaporator 23 of the desorber / regenerator 22.
  • this heat exchanger 24 forms a heat sink, by means of which thermal energy is coupled into the heat flow of the CO 2 scrubbing with associated CO 2 compression.
  • the return Sl of the heat exchanger 24 opens in front of the feed water tank 11 in the condensate line 14 and there condensate with a temperature of approx 120 0 C in the condensate line 14 returns. This return point forms a heat source for the condensate flowing in the condensate line 14.
  • the temperature of the guided in the conduit 26 CO 2 -containing gas is so high that in the flow of the heat exchanger 33 through the line 26, a temperature of 95 ° C in the guided between the heat exchanger 33 and the heat exchanger WTl cycle is adjustable.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a power plant
  • thermo energy is coupled back into the district heating circuit, which also to the used as a heat source heat exchangers 33 and 35 of the CO 2 - laundry with associated CO 2 compression 27 by local decoupling or decoupling from the heat flow of C ⁇ 2 wash was won.
  • the heat exchangers WT4 and WT3 with the heat exchangers 33 and 35 connecting lines 39, 40 and 41, 43 can be seen from Figure 2.
  • the heat exchanger WT4 is arranged in a bypass line 48 bridging the entire preheating and heating section from a condensate pump 46 to a district heat removal point 47
  • the heat exchanger WT3 in a condensate pump 46 and district heating removal point 47 is only the first half of the preheating and heating section the district heating circuit 44 bridging bypass line 49 is arranged.
  • the interconnection or piping is such that the heat exchanger 35 is behind the CO2 compression 27 heat energy in its flow via the line 41 as known from the embodiment of Figure 1, connected to the heat exchanger WT2 whose return to the heat exchanger 35th recirculating line 43 is connected.
  • the return of the heat exchanger WT2 with the flow of the Heat exchanger WT5 connected the return of which in turn opens into the line 43.
  • the heat exchanger WTl is in turn arranged in the region of the low-pressure preheating and the low-pressure preheater 10 and is connected to the supply line 39 of the heat exchanger 33 on the C0 2 scrubber-desorber or regenerator head in terms of thermal energy.
  • the return of the heat exchanger WTL is connected to the return line 40 of the heat exchanger 33. From the flow line 39 branches off to the heat exchanger WT3 in the district heating circuit 44 leading line 52, wherein the return side of the heat exchanger WT3 is connected via a line 53 to the return line 40.
  • this heat energy-conducting guide it is possible by means of this heat energy-conducting guide to dissipate thermal energy, which is obtained by decoupling by means of the system components used as a heat source in the form of the heat exchangers 33 and 35 from the heat flow of the CO 2 scrubbing with associated CO 2 compression, into the heat flow of the power plant 1
  • the circuit can be designed differently.
  • a temperature of 46 0 C is reached at 13 bar behind the condensate pump 46 in the region of the diversion of the bypass lines 48, 49 and in the region of the junction of the bypass line 48 in the district heating circuit 44, a temperature of 136 ° C. set at about 14 bar. It is, of course, depending on the desired arrangement or use of one or more heat exchanger (s) WTl, WT2, WT3, WT4 and / or WT5 only provide the leads or circuits of lines that are required for the desired operation.
  • FIG. 3 shows a detail of a further alternative embodiment, which is essentially identical to the embodiment shown in FIG. 2, with the sole difference that the reboiler or evaporator 23 is no longer supplied with the steam DI from the water-steam cycle Return Sl of the condensate line 14 is supplied. Rather, the reboiler 23 is now integrated into the district heating circuit 44, so that the thermal energy necessary for the CO 2 expulsion from the district heating circuit 44 by means of the bleed steam lines 45a-45d and the therein arranged as in the embodiment of Figure 2 and interconnected heat exchanger WT3 and WT4 is provided.
  • the same or identical parts or elements to the embodiments of the preceding Figures 1 and 2 are again provided with the same reference numerals.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment in which the system components designed as heat sink in the form of heat exchangers WT6 and WT7 are the only system components arranged in the district heating circuit 44 for heating / heating the district heating circuit 44. It thus, there are no steam feeds 45a-45d, as they are present in the exemplary embodiment according to FIG. 3 and the exemplary embodiment according to FIG. Also, the other heat exchangers WT3 and WT4 present in the other exemplary embodiments are no longer present in the district heating circuit 44. In this embodiment, it is provided that the entire decoupled in the CO 2 scrubbing with associated C0 2 compression 27 thermal energy is completely and completely supplied to the district heating circuit 44.
  • the heat exchanger WT6 is connected to the heat exchanger 33 on the CO 2 scrubber-desorber or regenerator head, which is indicated by the lines 39 and 40.
  • the heat exchanger WT7 is connected to the heat exchanger 35 behind the CO 2 compression 27, which is indicated by the lines 41 and 43.
  • a separately present heat transfer medium is continuously guided recirculating in a circuit formed by the lines 41 and 43 between the heat exchangers 35 and WT7 and a circuit formed by the lines 39 and 40 between the heat exchangers 33 and WT6.
  • Analogously to the embodiment according to Figure 3 can also be arranged in the embodiment according to FIG 4 in the district heating circulation 44 of the heating circuit for the reboiler or evaporator 33 Ü 2 ⁇ and return S 2 ⁇ integrated with lead.
  • each have a heat exchanger WT5 after the condensate pump and before the low-pressure preheating 10 is arranged and formed it is also possible to dispense with such and exclusively via at least one or more of the heat exchanger WTl and / or WT2 and / or WT3 and / or WT4 perform the re-integration of the recovered thermal energy.
  • the feed from the district heating circuit 44 forms the supply or the evaporator heating D 2 ⁇ and the return S 2 1 the return of the evaporator 23 in the district heating circuit 44.
  • FIG. 5 shows a coal feed line 55 leading to the coal mill 54, in the course of which two heat exchangers WT8 and WT9 designed as heat sinks are arranged, wherein the heat exchanger WT8 with at least one of the heat exchangers 36 and / or 37 and the heat exchanger WT9 with at least one of the heat exchangers 33 and / or 35 is connected, in particular, in turn, through the lines 39, 40 and / or 41, 43, a heat transfer medium is circulated.
  • the supplied coal may be in particular lignite.
  • the heat exchangers WT8 and WT9 are preferably in the form of drum dryers, in which the Coal flow and the lines 39 and 40 respectively supplied heat transfer medium flow are guided separately from each other in countercurrent. As indicated by the dotted line to the heat exchanger WT, but also more (or less) than the two heat exchangers WT8 and WT9 can be arranged in the line 55 but.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment in which heat exchangers WTlQ and WTIl are arranged as heat sinks in a fresh air supply line 56 in front of the air preheater 57.
  • the heat exchanger WTlO via lines 39, 40 to the heat exchanger 33 and the heat exchanger WTIl via lines 41, 43 connected to the heat exchanger 35, wherein in the lines 39/40 and 41/43 in turn a separate heat transfer medium is circulated.
  • further or fewer heat exchangers WT can be arranged in the line 56.
  • the heat exchangers 33 and 35 are designed in the embodiments such that at the heat exchanger WTl and on
  • Heat exchanger WT3 a flow temperature of the supplied
  • the temperature control on the heat exchanger 35 is designed so that there sets a outgoing as a preliminary heat transfer medium flow a temperature of 185 0 C.
  • each heat sink forming a heat exchanger WTl - WTIl and / or any heat source forming a heat exchanger 33 on CO 2 scrubber desorber or regenerator head and / or heat exchanger 35 behind the CO 2 compression and / or line 26 and / or line 28 in any combination both with each other and with each other to connect such that a thermal decoupling takes place at the heat sources and a re-coupling of thermal energy to the heat sinks or is feasible.
  • FIG. 7 A supplemented with further recovered energy streams, not exclusively from the field of CO 2 scrubbing recovered energy flows, which are then returned to the water-steam cycle, equipped power plant is shown in FIG. 7.
  • a heat exchanger WT12 is provided, which is flowed through by the outgoing from the reboiler 23 and the arranged there heat exchanger 24 return Si, the return Si then opens into the condensate line 14 in the direction of condensate flow in front of the feedwater tank 11.
  • the heat exchanger WT12 is flowed through by condensate diverted from the condensate line 14 in countercurrent to Reboiler return Si, which condensate is fed to a arranged in a bypass flue gas line 59 of the air preheater 57 further heat exchanger WT13. From the heat exchanger WT 13, the condensate heated there by hot flue gas flows back into the condensate line 14 in the condensate flow direction upstream of the last heat exchanger of the low-pressure preheater 10 in the condensate flow direction.
  • a further heat exchanger 14 is arranged, which in countercurrent to that in the
  • Condensate is flowed through, in the direction of condensate behind the feedwater tank 11 and before the
  • the condensate guided through the heat exchanger WT14 can also open into the condensate line 14 behind the first heat exchanger of the high-pressure preheater 13 in the flow direction of the condensate.
  • a heat exchanger WT16 Parallel to the heat exchanger WT15, a heat exchanger WT16, also through which the return flow Si of the reboiler 23 flows, is arranged.
  • fluid conducted through the heat exchanger WT16 in the district heating circuit 44 is passed through the heat exchanger WTI 6.
  • the heat exchanger WT17 is connected to the district heating circuit 44.
  • a reboiler removal with flow D ⁇ 2 and return S ⁇ 2 with branching from and return to the district heating circuit 44 may be provided, as shown in Fig. 3.
  • the inlet D 1 to the reboiler 23 and the return Si from the reboiler 23 with the heat exchangers WT15 and WT16 integrated therein, as they are still contained in the exemplary embodiment according to FIG. 8, are then eliminated.
  • the arrangement of a heat exchanger WT13 and / or WT14 and / or WT17 in the flue gas flowed through by the flue gas line 59 has the advantage that no additional blower is necessary to maintain the flue gas flow, since the bypass flue gas line 59 is flowed through in the direction of the general flue gas flow direction ,
  • this has the disadvantage that the respective heat exchanger WT13, WT14, WT17 comes into contact with dirty flue gas, which is why the respective heat exchanger must be made of high-grade steel.
  • the risk of formation of ammonium bisulfate which is reflected on the heat exchanger surfaces.
  • FIG. 6 shows, it is also possible to provide a return line 62 on the air side, in which a further heat exchanger WT18 is arranged, which is then in line connection with the condensate line 14 in the region of the low-pressure preheater 10 or the high-pressure preheater 13 ,
  • the return line 62 branches off in the flow direction of the fresh air behind the air preheater 57 from the air supply line 56 and flows in the air flow direction before the heat transfer system 63 back into the fresh air line 56.
  • the bypass flue gas line 59 on the flue gas side branches in the flue gas flow direction in front of the air preheater 57 of the flue gas duct 17th and flows back into the flue gas duct 17 in the flue gas flow direction behind the air preheater 57 and before the heat displacement system 63.
  • a fan 64 is arranged to the recirculated fresh air against the to be able to move the general flow direction of the fresh air in the line 56.
  • heat exchangers 66, 67 and 68 are arranged in the heat transfer medium 65, which are heated with supplied steam, for example live steam to the heat exchanger 66, medium pressure steam to the heat exchanger 67 and low pressure steam to the heat exchanger 68, wherein the steam according to the name Di is taken from the water-steam cycle of a power plant 1.
  • This indirect (warm water) heating of the reboiler 23 by means of the heat transfer medium circuit 65 reduces the risk that the feed water will be contaminated by possible leaks in the reboiler heat exchanger 24 with the chemical absorbent 29.
  • the arrangement of the heat exchangers in the flow direction of the heat transfer medium water guided in the heat transfer medium circuit 65 in the order heat exchanger 68, heat exchanger 67 and then heat exchanger 66 a stepped heating provided with low-temperature heat from the C0 2 scrubbing / C0 2 compression 58/27 can also be supplied to a Rankine cycle, such as 10, two heat exchangers WT19 and WT20 are arranged in a Rankine cycle 69, in particular in an Organic Rankine cycle Solvent or preferably ammonia (NH 3 ) operated a circuit in which Niedertemperaturabisserr ⁇ e from the CO 2 scrubbing 58 / C0 2 ⁇ compression 27 is used.
  • a Rankine cycle such as 10
  • two heat exchangers WT19 and WT20 are arranged in a Rankine cycle 69, in particular in an Organic Rankine cycle Solvent or preferably ammonia (NH 3 ) operated a circuit in which Niedertemperaturabisserr ⁇ e from the
  • the heat exchanger WT19 is arranged in the "cold stage" of the Rankine cycle 69 and is supplied to it in waste heat from the absorber intermediate cooling 36 or the CQ 2 compression intermediate cooling 37.
  • the heat exchanger WT20 which in the "hot Stage "of the Rankine cycle 69 is disposed in the CO2 ⁇ scrubbing waste heat from the Desorberkopf, ie, obtained via the heat exchanger 33 thermal energy, or from the CO 2 ⁇ compression, ie via the heat exchanger 35 recovered thermal energy, the Rankine cycle 69 fed.
  • the customer 75 associated with the turbine stage of the Rankine cycle 69 may be a generator for power generation, but also a mechanical drive of a feed pump or a CO 2 compressor.
  • both a heat exchanger WT19 and a heat exchanger WT20 are provided in the exemplary embodiment according to FIG. 10, it is also possible to provide only one of the two heat exchangers WT19 or WT20, depending on the design of the power plant.
  • the heat exchanger WT21 indicates the absorbed heat the heat exchanger 24 of the Reboilers 23 leading flow D 3 , wherein the heat transfer medium from the heat exchanger 24 via the reboiler return S 3 to the heat exchanger WT21 is recycled.
  • the heat exchanger WT21 is designed as a flue-gas-fed and used as a heat source system component and the reboiler 23 associated heat exchanger 24 is then used as a heat sink system component.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 12 differs from the exemplary embodiment according to FIG.
  • FIG. 11 shows a flue gas duct 17, which leads in the flow direction of the flue gas to a denitrification plant 70 to the air preheater 57 and then to an electrostatic precipitator 71.
  • the denitrification 70 and the electrostatic filter 71 bypasses the branching off of the flue gas line 17 and back into this opening bypass flue gas line 59 the air preheater 57, but flows back into the flue gas duct 17 before the electrostatic filter 71.
  • a heat displacement system 63 Downstream of the electrostatic filter 71, a heat displacement system 63 is arranged in the flue gas line 17, in which two heat exchangers 73 and 74 connected to each other via a circulating heat transfer medium are arranged, from which the heat exchanger 73 removes thermal energy from the flue gas flow conducted in the line 17 and to the in the heat transfer system 63 in circulation guided heat transfer medium. Downstream of the heat transfer system 63 is still a Flue gas desulfurization system 72, which then follows the absorber 20 with associated desorber 22 comprehensive CO 2 scrubbing 58 for CO 2 separation, before then the C0 2 -arm gas 21 leaves the plant.
  • the fresh air line 56 is provided, which is first performed in the fresh air flow direction in front of the air preheater 57 through the heat transfer system 63 and there in the heat exchanger 74 receives the heat energy from the flue gas via the heat exchanger 74 to the circulated in the heat transfer system 63 heat transfer medium thermal energy.
  • the low-temperature heat present in front of the flue-gas desulphurisation plant 72 in the fresh-air flow direction in front of the air preheater 57 is transferred into the fresh-air flow in the heat-displacement system 63.
  • the preheated fresh air stream required in the air preheater 57 then only a lower heat energy supply to have the provided in the flow direction behind the air preheater 57 temperature.
  • This is used to perform the flue gas in the existing but in the air preheater 57 for heating the fresh air now no longer required amount of heat through the bypass flue gas line 59 and there in the heat exchanger WT18 to the therein and as a flow D 3 to the heat exchanger 24 of Reboilers 23 guided heat transfer medium ZM transferred.
  • this heat transfer medium can be provided so much energy to the reboiler 23 that the heat transfer medium has a temperature of about 120 0 C to a maximum of 360 0 C.
  • the heat exchanger 33, the line 26, the heat exchanger 35, the line 28, the heat exchanger 36 and the heat exchanger 37 are thus formed as used as a heat source system components and arranged in a power plant, these heat sources from in the CO 2 - laundry 58 are supplied with associated C0 2 compression 27 existing or incurred there thermal energy.
  • System components used as heat sinks, which depart from the above-mentioned heat sources, ie from the area of the CO2 scrubbing 58 with associated CO 2 compression 27, are the heat exchangers WT1-WT12 and the heat exchangers WT15 and WTl ⁇ .
  • the heat exchangers WT1, WT2, WT5, WT12 and WT15 feed the thermal energy obtained from the CO 2 scrubbing 58 with associated CO 2 compression 27 into the steam-water circuit of the power plant 1.
  • the heat exchangers WT3, WT4, WT6, WT7 and WT16 feed the obtained thermal energy into the district heating circuit 44.
  • the heat exchangers WT8 and WT9 feed the received or received thermal energy into the coal mill 55 leading to the coal mill 54.
  • the heat exchangers WTlO and WTlI feed the obtained or absorbed thermal energy in the fresh air line 56 a.
  • the heat exchangers WT19 and WT20 which are likewise supplied with thermal energy by the CO 2 scrubbing 58 with associated CO 2 compression 27, release the absorbed thermal energy in its function as a heat sink to the Rankine cycle 69.
  • flue gas heat energy system components with the function of a heat source continue to represent the heat exchanger WT13, WT14, WT17 and WT21, the heat exchanger WT13 and WT14 the absorbed thermal energy in the extent a heat sink feed the forming system component of the water-steam cycle of the power plant 1 and the heat exchanger WT17 outputs the absorbed thermal energy in the district heating circuit 44 as the associated heat sink forming system component.
  • the heat exchanger WT21 is the heat absorbed to the flow D 3 to the heat exchanger 24 of the reboiler 23, so that the heat exchanger 24 also forms the function of a thermal energy to the CO 2 leaching donating system component function as a heat sink.
  • the heat exchanger WT18 forms a directly from the thermal energy of the air preheater 57 leaving fresh air, but thus indirectly by a thermal energy from the range of CO 2 scrubbing 58 and / or C0 2 compression 27 fed heat source, as from the field of CO 2 ⁇ scrubbing 58 and / or CO 2 compression 27 extracted heat in the air flow direction in front of the return line 62 via the heat exchanger WTlO and / or WTlI is coupled into the fresh air or fed.
  • the heat source WT18 outputs the heat absorbed to the condensate line 14 functioning as a heat sink in the region of the low pressure and / or the High-pressure preheating 10 and / or 13 to the water-steam cycle of the power plant 1 from.
  • the present invention relates to a process for "optimally" incorporating heat streams into a conventional power plant process
  • the conventional power plant process may be any known fossil fuel fired power plant process, in particular a coal fired power plant process in the net power range of 500 to 1000 MW e i in the embodiment, is it is a coal-fired power plant process with a net capacity of about 850 MWe.
  • the to be integrated heat flows can be used in a temperature range between 50 and 400 0 C. are particular to be integrated heating in a temperature range between 50 and 200 "C.
  • the source of heat flows may be solar thermal or geothermal energy plants, or it may be plants directly related to the conventional power plant process.
  • the plants that are directly related to the conventional power plant process can be waste heat streams from a fuel drying plant.
  • the waste heat streams can originate from a chemical CO 2 scrubbing downstream of the power plant process with an absorber and desorber system and a subsequent compression of the separated carbon dioxide.
  • the preheat section of the water / steam cycle should consist of five low-pressure preheaters 10 and three high-pressure preheaters 13.
  • the temperatures of the fuel, the fresh air and the cooling water are assumed to be 15 ° C.
  • a heat flow of at least 510 MW th at a temperature level between 120 and 170 ° C needed is assumed to be 15 ° C.
  • the assumption here is that the specific total energy demand for CO 2 scrubbing in an absorber and desorber system is 3600 kJ (kg CO 2 ).
  • the required process heat for the chemical CO 2 scrubbing is taken from the power plant process in a suitable manner D 1 via a collector system between the various turbine stages 3, 4, 5.
  • D 1 a collector system between the various turbine stages 3, 4, 5.
  • the aim of the present invention is to minimize the efficiency loss of the overall process, which is caused by the high demand for thermal energy in the chemical CO 2 scrubbing.
  • the Co 2 washing is an absorber 20 and desorber 22 system in which the CO 2 is separated from the flue gas stream by means of chemical absorption. Due to the chemical reaction, the chemical absorption releases heat, which is dissipated by intermediate cooling 26 in order to achieve a better conversion.
  • the loaded detergent then passes into the desorption column 22 in which via a reboiler 23, the energy is supplied, which is required for breaking the chemical bond between the detergent and the CO 2 .
  • the water loading of the released CO 2 at the desorber head is higher than that of the treated in the absorber 20 flue gas due to the higher temperature, so this also energy must be supplied. Total demand 3600 kJ / (kg CO 2 ) for MEA / water ratio of 30/70.
  • the temperature which is necessary in the desorption column 22 for the breaking of the chemical bond is in the system described at about 120 ° C. This results in the desorber head a completely water-saturated C0 2 stream having a temperature of about 115 0 C.
  • a C0 2 compression can take place.
  • the CO 2 is compressed in a nine-stage compression to 200 bar.
  • an intermediate cooling 37 is interposed in each case due to an energy-efficient compression between the first seven stages.
  • the intermediate cooling takes place at a temperature level of about 65 to 30 0 C.
  • the last compression stages are lined up without intercooling.
  • the compressed CO 2 - stream has a temperature of about 190 ° C. This temperature is too high for further processing of the CO 2 , so that a further cooling 35 is necessary. Afterwards, the CO2 is present at approx. 25 ° C / 200 bar and in liquid state.
  • heat source usable plant components are:
  • the CO2 exiting the top of the desorber 22 is completely saturated with water and has a temperature of about 115 ° C at a pressure of about 2 bar.
  • a mass flow of about 250 kg / s about 40% water is contained.
  • a water mass flow of about 1050 kg / s can be heated to about 105 0 C.
  • the heat exchanger 33 is the plant component which can be used as a "heat source.”
  • the water mass flow can also be used as heat sink WTl and / or WT3 and / or WT6 and / or WTlO and / or WT9.
  • the C0 2 mass flow is about 150 kg / s. With this C0 2 mass flow, the system components used as "heat sink" can be used
  • Heat exchanger WT2 or alternatively WT4 or WT7 and WT5 or WT9 are operated.
  • heat source used system components are in this case the heat exchanger 35 and / or the line 28th
  • the mass flow of warm water is approx. 220 kg / s. This allows the heat exchangers WT12 and / or WT15 and / or WT16 to be operated.
  • the heat exchanger 24 in this case (FIGS. 7 and 8) represents a system component used as a "heat source”.
  • heat sinks in the embodiment of a coal-fired 850 MW power plant unit serve ei:
  • the LP preheating section 10 with a temperature range of 20 to 120 ° C.
  • the heat exchangers WTl, WT2, WT5, WT12 and WT15 are added.
  • the HD preheating section 13 with a temperature range of 160 to 290 0 C.
  • the heat exchanger WT14 is added. This is a special case, since it is not heated directly from CO 2 scrubbing / compression, but from a windward bypass 59, which is made possible by WTlO.
  • Heat exchangers WT3, WT4 and WT16 added.
  • the fresh air preheating whereby the fresh air is present depending on the season with a temperature between -10 and 30 0 C.
  • the heat exchanger WTlO is added.
  • Input temperature of 15 0 C is present.
  • the heat exchanger WT9 is added.
  • the recoverable amounts of heat from the CO 2 scrubbing / compression become smaller, so that waste heat from the absorber intermediate cooling 37 of the intermediate compression cooling 36 are to be used in the heat exchanger WT8.
  • the WT 1 transfers heat from a substream 33 of the Desorberkopf Vietnamese to the ND preheat section 10.
  • This is about 50% (100% with 200 MW district heating decoupling) of the incoming condensate of 20 (29 ° C with 200 MW district heat extraction) to 100 0 C. heated.
  • About 32 MW (about 60 MW with 200 MW district heat extraction) are transferred to the water-steam cycle.
  • the efficiency increase through this heat exchanger WTl is 0.38 percentage points (0.79 percentage points for 200 MW district heat extraction).
  • the WT2 25 transfers heat from the last stage of the CO 2 - compression on the ND preheating section 10. Here, approximately 50% of the incoming condensate is heated from 20 to 120 0 C. About 49 MW will be transferred to the water-steam cycle.
  • the increase in efficiency through this heat exchanger WT2 is 1.19 percentage points.
  • This heat exchanger is used as an alternative to the WT4, which is only used when district heating 44 is decoupled.
  • the WT3 transfers heat 33 from a partial flow of Desorberkopfizi on the district heating circuit 44.
  • about 60% of the district heating return from 46 0 C to 100 0 C is heated.
  • about 80 MW are transferred to the district heating circuit 44.
  • the increase in efficiency of this heat exchanger WT3 is 1.70 percentage points.
  • the WT4 transfers heat 35 from the last stage of the CO 2 compression 27 to the district heating circuit 44.
  • the increase in efficiency through this Heat exchanger WT4 is 1.36 percentage points.
  • This heat exchanger is used as an alternative to the WT2, which is only used if no district heating is decoupled.
  • the WT5 transfers heat 35 from the last stage of CO 2 compression 27 to the LP preheat section 10. However, the WT 5 heat exchanger is not fed directly from the CO 2 compression but preferably from the return from WT 4.
  • the heat exchanger WT5 is therefore preferably used only when the heat exchanger WT4 works, ie when district heating is coupled out.
  • the reason is that the return of WT4 with about 5O 0 C is significantly higher than that of WT 2 with 25 ° C and thus still being suitable for both further cool as the compressed C0 2 stream and 100% of the condensate from 20 to 3O 0 C to warm up.
  • About 10 MW are transferred to the condensate before the LP preheaters.
  • the increase in efficiency through this heat exchanger is 0.36 percentage points.
  • the WT6 transfers heat 33 from a partial stream of Desorberkopfizi on the district heating circuit 44.
  • a district heat generation is considered, which is fed exclusively with waste heat from the CO2 scrubbing / compression 58/27. In this case, about 30 MW are transferred to the district heating circuit 44.
  • the WT7 transfers heat 35 from the last stage of the CO 2 compression 27 to the district heating circuit 44.
  • FIG. 4 is considered a district heat generation powered solely by waste heat from CO 2 scrubbing / compression 58/27. About 20 MW will be transferred to the district heating circuit.
  • the WTlO transfers heat 33 from a partial flow of Desorberkopfizi on the fresh air 50. This will be about 57 MW transfer heat to the fresh air entering at a mass flow of about 640 kg / s at 15 0 C and exits at 100 0 C.
  • the increase in efficiency through this heat exchanger is 1.22 percentage points (1.16 percentage points for 200 MW district heat extraction).
  • the heat exchanger WTlI can be operated in two ways: a) by waste heat (36 ⁇ from the absorber intermediate cooling or b) by the compression intermediate cooling 37. In both ways, the WTIl with a flow temperature of about 60 ° C is used.
  • This heat exchanger WTIII can be used if only a small partial flow of the flue gas in the CO 2 scrubber / compression 58/27 is treated. Thus, the traceable amount of heat from the CO 2 scrubbing / compression 58/27 is lower, so that waste heat from the absorber intercooler 36 or the compression intercooler 37 are to be used in WTIl.
  • the WT14 is operated by a Luvo bypass 59.
  • This heat exchanger can be used as the fresh air enters through the WTlO by about 85 0 C warmer in the air heater 57th
  • the Luvoaustrittemperatur of the fresh air is, however, limited to 34O 0 C, so here must be removed by the Luvo- bypass 59 heat at a higher temperature level.
  • this heat exchanger WT14 about 150 kg / s flue gas from 380 0 C to 170 0 C are cooled.
  • this amount of heat about 200 kg / s of water from 160 0 C to 205 0 C are heated. This water mass flow is used to bridge the first HD preheater of the high pressure heating 13. With this heat exchanger WT14 approx. 40 MW are transferred.
  • the increase in efficiency of this heat exchanger WT14 is 1.3 percentage points (also for 200 MW district heating, too).
  • the heat exchanger WT16 transfers heat 35 from the reboiler return Sl on the district heating circuit 44. Here, the entire district heat mass flow of 95 0 C to 105 0 C is heated.
  • the reboiler return Sl is cooled from about 120 0 C to 100 0 C. In this case, about 20 MW of heat are transferred.
  • the heat exchanger is used between the third and fourth heat exchanger in the embodiment of Figures 2, 3, 7 and 8 each have four heat exchanger having district heating circuit 44 and reduces the need for KZÜ steam considerably.
  • the efficiency increase through the heat exchanger WT16 is 0.90 percentage points.
  • the heat exchangers WT12 and WT15 transfer heat from the reboiler return Sl to the LP preheat line.
  • the entire mass heated to 100 0 C in the WTl is heated to 116 ° C.
  • the reboiler reflux is cooled from about 120 0 C to HO 0 C.
  • These heat exchangers WT12 and WTl5 are used both between the fourth and fifth heat exchanger of the ND preheating section of the low-pressure preheating 10 having five heat exchangers each in the exemplary embodiments of FIGS. 1, 2, 7 and 8 and reduce the need for MD steam.
  • the increase in efficiency through this heat exchanger is O, 4% -points.
  • the WT9 transfers heat: a) a partial stream of the desorber head heat 33 and b) the last stage of the CO 2 compression 35 to the fuel to preheat it from 15 0 C.
  • the WT8 heat exchanger can be operated in two ways: a) by waste heat from the absorber intercooler 36 or b) by the compression intercooler 37. In both ways the WT8 with a flow temperature of approx. 6O 0 C used. If one assumes a power plant 1 with a 200 MW thermal Fernmérmauskoppelung without the waste heat utilization according to the invention, one can assume a total electrical gross efficiency of 31.4% and a net efficiency of 25.91% with an internal electrical demand of 94 MW.
  • the total gross efficiency of the power plant block including the complete CO 2 scrubbing / C0 2 compression by the heat input is 43.13% a net efficiency of 37.42% and an electrical consumption of about 93 MW.
  • the inventive method and / or the power plant 1 according to the invention can also be designed such that heat from solar thermal and / or geothermal heat sources WTl, WT2, WT5 for low-pressure preheating, for heating the power plant 1 associated district heating circuit WT3, WT4 and / or Fresh air preheating WTlO, WTIl with associated LuVo bypass 59 to a heat transfer in a heat flow in the water-steam cycle of the power plant 1, especially in the low-pressure and / or high-pressure preheating, and / or a power plant 1 associated district heating circuit, preferably in combination with a CO2 wash 58, is used or usable.

Abstract

Bei einem Verfahren zur Wärmerückgewinnung mittels Verbindung mehrerer Wärmeströme eines fossil befeuerten, insbesondere kohlebefeuerten, Kraftwerks (1) mit der Verbrennung nachgeschalteter CO2-Wäsche (58) des Rauchgases mittels chemischer Absorption und/oder Desorption und zugeordneter C02-Kompression (27), soll eine Lösung geschaffen werden, die eine wärmetechnisch günstige Einbindung einer CO2-Wäsche des Rauchgases mit zugeordneter C02-Kompression in den Gesamtenergiewärmestrom und/oder die Gesamtwärmeenergiebilanz eines fossil befeuerten, insbesondere kohlebefeuerten, vorzugsweise konventionellen, Kraftwerks ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, dass aus dem Wärmestrom der CO2-Wäsche (58) mit zugeordneter CO2-Kompression (27) thermische Energie in Form mindestens eines Teilwärmestroms (Q8, Q9, Q10, Q11) ausgekoppelt und in ein unmittelbar oder mittelbar an den Wärmestrom des Kessels (2) oder Dampferzeugers des Kraftwerks (1) gekoppelten Wärmestrom wieder eingekoppelt wird und/oder dass aus dem Rauchgaswärmestrom (Q3) thermische Energie in Form mindestens eines Teilwärmestroms (Q12, Q13, Q14) ausgekoppelt und in den Wärmestrom der CO2-Wäsche (58) mit zugeordneter CO2-Kompression (27) wieder eingekoppelt wird.

Description

Kohlekraftwerk mit zugeordneter CC>2-Wäsche und
Wärmerückgewinnung
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung mittels Verbindung mehrerer Wärmeströme eines fossil befeuerten, insbesondere kohlebefeuerten, Kraftwerks mit nachgeschalteter CO2-Wäsche des Rauchgases mittels chemischer Absorption und/oder Desorption und zugeordneter C02-Kompression . Weiterhin richtet sich die Erfindung auf ein Kraftwerk, insbesondere fossil befeuertes und vorzugsweise kohlebefeuertes Kraftwerk, mit einer der Verbrennung nachgeschalteten Cθ2-Wäsche des Rauchgases mittels chemischer Absorption und/oder Desorption und zugeordneter CC>2-Kompression.
Seit geraumer Zeit, spätestens seit Unterzeichnung des Kyoto- Protokolls, werden intensive Anstrengungen unternommen, um die Emission des bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehenden Gases CO2 in die Atmosphäre zu vermindern, um dieses für die Klimaerwärmung verantwortliche Treibhausgas in der Atmosphäre zu reduzieren. Bei fossil befeuerten, insbesondere kohlebefeuerten, Kraftwerken stehen hierfür drei grundsätzliche Verfahrensrouten zur Verfügung: Die Abscheidung vor der Verbrennung, die integrierte Abscheidung und die Abscheidung nach der Verbrennung.
Das Prinzip der Abscheidung vor der Verbrennung (pre- combustion} basiert auf der Umsetzung des fossilen Brennstoffes zu einem aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehenden Synthesegas, wobei in einem weiteren Schritt das Kohlenmonooxid zu Kohlendioxid (CO2) aufoxidiert und dann aus dem Prozess entfernt wird. Die integrierte Abscheidung wird beim so genannten Oxy-Fuel- Prozess realisiert. Hierbei wird ein hochkonzentrierter Kohlendioxid (CO2) -Abgasstrom durch die Verbrennung des fossilen Brennstoffes, insbesondere Kohle, mit reinem Sauerstoff anstelle von Luft erzeugt, der nach Kondensation des Wasserdampfanteils ohne zusätzliche Wäsche direkt entsorgt werden kann.
Bei dem dritten Verfahren, der Abscheidung nach der Verbrennung (post-combustion) , das insbesondere bei konventionellen Kraftwerken Anwendung findet, wird das Kohlendioxid (CO2) mittels einer Wäsche abgetrennt. Hierbei wird das Rauchgas am Ende des Rauchgasreinigungsstranges mittels einer CO2-Wäsche mittels chemischer Absorption aus dem Rauchgas größtenteils entfernt, so dass ein C02-armes Abgas das Kraftwerk verlässt. Diese C02-Wäsche findet in einem Absorber statt, wobei die chemische Absorption mittels eines Waschmittels, insbesondere Monoethanolamin (MEA) , aber auch Diethanolamin (DEA) oder Methyldiethanolamin (MDEA) , erfolgt. Das mit CO2 beladene Waschmittel wird in einem Desorber oder Regenerator von dem CO2 befreit und aufbereitet und anschließend im Kreislauf zum Absorber zurückgeführt. Den Desorber oder Regenerator verlässt ein höchst CO2-haltiges Abgas, das in einer anschließenden C02-Kompression verflüssigt und danach zur endgültigen Lagerung oder Weiterverwendung aus dem Bereich des Kraftwerks entfernt wird. Der große Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass damit bestehende konventionelle Kraftwerksanlagen nachrüstbar sind. Der Nachteil dieses Verfahrens ergibt sich aus dem für die Cθ2~Abscheidung notwendigen hohen Energieaufwand. Zum einen ist für die Regeneration des eingesetzten Waschmittels ein hoher Energiebedarf erforderlich, der üblicherweise in Form von aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des zugeordneten Kraftwerkes abgezapftem Dampf gedeckt wird. Mit diesem abgezapften Dampf wird ein Reboiler oder Verdampfer des Desorbers oder Regenerators gespeist, mittels welchem das im Kreislauf geführte Waschmittel auf die für die Austreibung von CO2 notwendige Temperatur erhitzt wird. Weiterer energetischer Aufwand wird für die anschließende CO2- Kompression zur Verflüssigung des Kohlendioxids benötigt. Aufgrund dieses relativ hohen Energieaufwandes für die CO2- Wäsche mit zugeordneter COa-Kompression wird der Wirkungsgrad des zugeordneten Kraftwerkes - im Vergleich zu einem solchen ohne C02-Wäsche - vermindert. Auch hat die Maßnahme des Abführens von Anzapfdampf aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerkes Einfluss auf diesen Kreislauf und die Energieströme, insbesondere die Wärmeenergieströrne des Kraftwerks . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lösung zu schaffen, die eine wärmetechnisch günstige Einbindung einer Cθ2-Wäsche des Rauchgases mit zugeordneter Cθ2-Kompression in den Gesamtwärmestrom und/oder die Gesamtwärmeenergiebilanz eines fossil befeuerten, insbesondere kohlebefeuerten, vorzugsweise konventionellen, Kraftwerks ermöglicht.
Bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass aus dem Wärmestrom der Cθ2-Wäsche mit zugeordneter C02-Kompression thermische Energie in Form mindestens eines Teilwärmestroms ausgekoppelt und in einen unmittelbar oder mittelbar an den Wärmestrom des Kessels oder Dampferzeugers des Kraftwerks gekoppelten Wärmestrom wieder eingekoppelt wird und/oder dass aus dem Rauchgaswärmestrom thermische Energie in Form mindestens eines Teilwärmestrom ausgekoppelt und in den Wärmestrorn der Cθ2-Wäsche mit zugeordneter C02-Kompression wieder eingekoppelt wird.
In Ausgestaltung der Erfindung kann dies dadurch realisiert sein, dass im Bereich der CO2-Wäsche mit zugeordneter CO2- Kompression vorhandene thermische Energie mittels mindestens einer dort als Wärmequelle nutzbaren Anlagenkomponente als Teilwärmestrom aus dem Wärmestrom der CO2-Wäsche mit zugeordneter C02-Kompression ent~ oder ausgekoppelt wird und/oder im Bereich einer Rauchgasleitung vorhandene thermische Energie mittels mindestens einer dort als Wärmequelle nutzbaren Anlagenkomponente aus dem Wärmestrom des Rauchgases ent- oder ausgekoppelt wird und die jeweils durch die Ent- oder Auskoppelung in Form des mindestens einen Teilwärmestromes gewonnene thermische Energie im Bereich des Kraftwerks außerhalb des jeweiligen Ent- oder Auskoppelungsbereiches mittels mindestens einer dort für die gewonnene thermische Energie jeweils als Wärmesenke nutzbaren weiteren Anlagenkomponente wieder in den Wärmestrom. des Kraftwerks eingekoppelt wird.
Ebenso wird die vorstehende Aufgabe bei einem Kraftwerk der eingangs näher bezeichneten Art dadurch gelöst, dass im Bereich der C02-Wäsche mit zugeordneter C02-Kompression mindestens eine als Wärmequelle genutzte und die Ent- oder Auskoppelung von thermischer Energie aus dem Wärmestrom der Cθ2~Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression bewirkende Anlagenkomponente angeordnet und/oder ausgebildet ist und/oder im Bereich einer Rauchgasleitung und/oder einer einen Luftvorwärmer umgehenden Bypass-Rauchgasleitung mindestens eine als Wärmequelle genutzte und die Ent- oder Auskoppelung von thermischer Energie aus dem Rauchgasstrom bewirkende Anlagenkomponente angeordnet und/oder ausgebildet ist und im Bereich des Kraftwerks mindestens eine mit dieser Anlagenkomponente wärmeenergieleitungsmäßig verbundene sowie als Wärmesenke genutzte und die Wiedereinkoppelung der entkoppelten oder ausgekoppelten thermischen Energie in den Wärmestrom des Kraftwerks außerhalb des jeweiligen Ent- oder Auskoppelungsbereichs bewirkende, vorzugsweise weitere, Anlagenkomponente angeordnet und/oder ausgebildet ist. Hierbei zeichnet sich das Verfahren weiterhin dadurch aus, dass, im Bereich der CO2-Wäsche mit zugeordneter CO2- Kompression in einem CO2-reichen Gasstrom und/oder im verwendeten Absorptionsmittel vorhandene thermische Energie ent- oder ausgekoppelt wird.
Weiterhin sieht die Erfindung in Ausgestaltung des Verfahrens vor, dass im Bereich der Rauchgasleitung und/oder im Bereich einer einen Luftvorwärmer umgehenden Bypass-Rauchgasleitung im Rauchgas vorhandene thermische Energie ent- oder ausgekoppelt wird.
Bei einer Energieauskoppelung im Bereich der CO2-Wäsche mit zugeordneter C02-Kompression ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die im Bereich der CO2-Wäsche mit zugeordneter CO2- Kompression ent- oder ausgekoppelte thermische Energie außerhalb des Bereiches der CO2-Wäsche mit zugeordneter CO2- Kompression, insbesondere in den Wasser-Dampf-Kreislauf und/oder einen Fernwärmekreislauf und/oder in eine kohleführende Kohleleitung und/oder eine Frischluftleitung, insbesondere mit zugeordneter Rauchgas-Bypassleitung, insbesondere LuVo-Bypass, zur Wärmeeinkopplung in WT14, WT17 und/oder WT13, wieder in den Wärmestrom des Kraftwerks eingekoppelt wird.
Bei einer Wärmeauskoppelung im Bereich der Rauchgasleitung und/oder der Bypass-Rauchgasleitung ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die im Bereich der Rauchgasleitung und/oder der Bypass-Rauchgasleitung ent- oder ausgekoppelte thermische Energie außerhalb des Bereiches der Rauchgasleitung und/oder der Bypass-Rauchgasleitung in den Wasser-Dampf-Kreislauf und/oder den Fernwärmekreislauf und/oder den Bereich der CO2- Wäsche mit zugeordneter Cθ2~Kompression, insbesondere einen Wärmetauscher eines Reboilers, wieder eingekoppelt wird. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen sowohl des erfindungsgemäßen Verfahrens als auch des erfindungsgemäßen Kraftwerks sind Gegenstand der jeweiligen (weiteren) Unteransprüche.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass die Cθ2-Wäsche des Rauchgases mittels chemischer Absorption und/oder Desorption und zugeordneter C02-Kompression wärmetechnisch günstig und optimiert in den Gesamtwärmestrom und damit die Gesamtwärmeenergiebilanz eines fossil befeuerten, insbesondere kohlebefeuerten, vorzugsweise konventionellen, Kraftwerks eingebunden ist und/oder eingebunden werden kann.
Zum einen ist vorgesehen, dass im Bereich der CO2-Wäsche und im Bereich der C02-Kompression entstehende Abwärmeströme als Wärmequelle (n) genutzt werden. Hierbei wird unter Wärmequelle die Möglichkeit verstanden, aus dem jeweiligen Abwärmestrom, d.h. einem thermische Energie in Form von messbarer Wärme führenden Medium, nicht benötigte thermische Energie in Form mindestens eines Teilwärmestromes ent- und auszukoppeln und danach wärmeenergieleitungsmäßig einer an anderer Stelle des Kraftwerks außerhalb des Bereiches der Cθ2~Wäsche des Rauchgases mit zugeordneter Cθ2-Kompression angeordneten Wärmesenke zuzuführen. Unter Wärmesenke wird hierbei verstanden, dass die wärmeleitungsrnäßig zugeführte, im Bereich der CO2-Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression aus- oder entkoppelte thermische Energie in den Wärmestrom des Kraftwerkes wieder eingekoppelt, d.h. auf ein dort fließendes oder strömendes Medium mit einem niedrigeren Wärmeenergieniveau, d.h. einer niedrigeren Temperatur, übertragen, und somit aus dem Bereich der CO2-Wäsche mit zugeordneter C02~Kompression entnommene Wärme rückgeführt und rückgewonnen wird. Die ansonsten mit dem gereinigten Rauchgasstrom oder mit dem verflüssigten Kohlendioxidstrom den Bereich der Cθ2-Wäsche des Rauchgases mit zugeordneter C02-KompressIon ungenutzt verlassende thermische Energie wird erfindungsgemäß somit zumindest teilweise genutzt und im Wege der Wärmerückgewinnung in den Wärmestrom des Kraftwerkes zurückgeführt .
Zum anderen ist zur Verbesserung und Optimierung des Gesamtwärmestromes und der Gesamtwärmeenergiebilanz des Kraftwerkes vorgesehen, dass rauchgasseitig in Rauchgasströmungsrichtung vor der CO2-Wäsche thermische Energie in Form eines Teilwärmestromes aus der im Rauchgas enthaltenen thermischen Energie ent- oder ausgekoppelt wird und im Bereich der CO2-Wäsche, insbesondere dort im Bereich des Reboilers oder Verdampfers, in den Wärmestrom der CO2- Wäsche wieder eingekoppelt wird. Diese Ausführungsform lässt sich auch unabhängig von der vorstehend beschriebenen Ent- und Auskoppelung von thermischer Energie aus dem Bereich der Cθ2~Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression realisieren.
Weitere Möglichkeiten der Verwendung und Wiedereinkoppelung von im Bereich der Rauchgasleitung oder einer den Luftvorwärmer umgehenden Bypass-Rauchgasleitung aus dem Rauchgas ent™ oder ausgekoppelter thermischer Energie in den Gesamtwärmestrom des Kraftwerks bestehen erfindungsgemäß darin, die entkoppelte oder ausgekoppelte thermische Energie in den Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerks, und hier vorzugsweise im Bereich der Niederdruckvorwärmung und/oder der Hochdruckvorwärmung, und/oder in einen zugeordneten Fernwärmekreislauf wieder einzukoppeln. Diese Verwendung oder Rückeinkoppelung rauchgasseitig ent- oder ausgekoppelter thermischer Energie wird vorzugsweise in Kombination mit aus dem Bereich der Cθ2-Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression ent- oder ausgekoppelter und im Bereich außerhalb der CO2- Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression wieder in den Wärmestrom des Kraftwerkes eingekoppelter thermischer Energie vorgesehen. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang zweckmäßig, wenn dann die dem Kessel oder Dampferzeuger des Kraftwerks zugeführte Frischluft mittels eines Wärmetauschers erwärmt wird, dem aus dem Bereich der Cθ2-Wäsche mit zugeordneter C02-Kompression ent- oder ausgekoppelte thermische Energie zur Abgabe an den zuströmenden Frischluftmassestrom zugeführt wird.
Ergänzend kann in nicht dargestellter Weise zudem vorgesehen sein, dass dem Kraftwerk solarthermische oder geothermische Energieerzeugungsanlagen zugeordnet sind, deren darin gewonnene Energie dem Wärmestrom des Kraftwerkes in Form von thermischer Energie zugeführt oder zur Verfügung gestellt wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ent- oder Auskoppelung am C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf sowie in CO2- Strömungsrichtung hinter der C02~Kompression erfolgt. Vorteilhafte Orte für die Ausbildung von Wärmequellen oder Wärmesenken für die Ent- oder Auskoppelung von thermischer Energie bestehen weiterhin im Bereich der CO≥-Wäsche- Absorberzwischenkühlung und im Bereich der Cθ2~Kompression- Zwischenkühlung. Für die Wiedereinkoppelung der ausgekoppelten thermischen Energie besonders vorteilhafte Orte sind der Bereich der Niederdruckvorwärmung sowie der Bereich in Strömungsrichtung hinter einer hinter einem Kondensator angeordneten Kondensatpumpe, wobei die vorstehenden Bereiche alle im Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerks ausgebildet sind. Weitere vorteilhafte Orte für die Ausbildung von Wärmequellen oder Wärmesenken zur Wiedereinkoppelung der im Bereich der CO2-Wäsche mit zugeordneter C02-Kompression ausgekoppelten thermischen Energie sind der dem Kraftwerk zugeordnete Fernwärmekreislauf, die Frischlufterwärmung der den Brennern des Kraftwerks zuzuführenden Frischluft oder die Kohletrocknung der einer Kohlemühle zuzuführenden Kohle als fossilem Brennstoff. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung von Braunkohle, wobei das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Kraftwerk aber sowohl bei Steinkohle- als auch bei Braunkohle-Verfeuerung anwendbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass die Ent- oder Auskoppelung der thermischen Energie mittels einer oder mehrerer am C02~Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder in Cθ2-Strömungsrichtung hinter der C02-Kompression und/oder im Bereich der CO2-Wäsche- Absorberzwischenkühlung und/oder im Bereich der CO2- Kompression-Zwischenkühlung ausgebildeter Wärmeguelle (n) und die Wiedereinkoppelung der thermischen Energie mittels einer oder mehrerer im Bereich der Niederdruckvorwärmung und/oder in Kondensatströmungsrichtung vor der Niederdruckvorwärmung und/oder in einem Fernwärmekreislauf und/oder in einer Frischlufterwärmung und/oder in einer Kohletrocknung ausgebildeten/ausgebildeter und wärmeenergieleitungsmäßig mit der/den Wärmequelle (n) verbundene (n) Wärmesenke (n) durchgeführt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Ent- oder Auskoppelung der thermischen Energie mittels einer oder mehrerer in der Rauchgasleitung und/oder in der Bypass-Rauchgasleitung ausgebildeter Wärmequelle (n) und die Wiedereinkoppelung der thermischen Energie in den Wasser-Dampf-Kreislauf im Bereich der Niederdruckvorwärmung und/oder der Hochdruckvorwärmung und/oder in den Fernwärmekreislauf und/oder in den Bereich der CO2-Wäsche, insbesondere in den Reboiler, vorzugsweise einen Wärmetauscher des Reboilers, durchgeführt wird.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn die im Bereich der CO2-Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression ent- oder ausgekoppelte thermische Energie mittels in einem Rankine-Kreislauf angeordneter Wärmetauscher wieder in den Wärmestrom des Kraftwerks eingekoppelt wird. Für die Durchführung des Verfahrens ist es erfindungsgemäß besonders zweckmäßig, wenn das Verfahren in einem Kraftwerk nach einem der Ansprüche 11 bis 29 durchgeführt wird.
Ebenso zeichnet sich das Kraftwerk in Ausgestaltung der Erfindung daher dadurch aus, dass am C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder in CO2-Strömungsrichtung hinter der CO2-Kompression und/oder im Bereich der CO2-Wäsche- Absorberzwischenkühlung und/oder im Bereich der CO2- Kompression-Zwischenkühlung eine oder mehrere zur Wärmeübertragung als Wärmequelle (n) genutzte Anlagenkomponente (n) angeordnet und/oder ausgebildet ist/sind, die jeweils in ein Wärmeträgermedium führender Weise wärmeenergieleitungsmäßig mit einer oder mehreren im Bereich der Niederdruckvorwärmung und/oder in Kondensatströmungsrichtung vor der Niederdruckvorwärmung und/oder in einem Fernwärmekreislauf und/oder in der Frischlufterwärmung und/oder in der Kohletrocknung angeordneten und als Wärmesenke (n) eine Wärmeübertragung bewirkenden Anlagenkomponente (n) verbunden ist/sind.
Eine verfahrenstechnisch und anlagentechnisch gut zu realisierende Möglichkeit Wärmequellen und Wärmesenken auszubilden, besteht darin, hierfür vorhandene und/oder als zusätzliche Wärmetauscher ausgebildete Anlagenkomponenten zu verwenden. Die Erfindung sieht daher bezüglich des Kraftwerkes in weiterer Ausgestaltung auch vor, dass im Bereich der Cθ2~Wäsche mit zugeordneter C02-Kompression mindestens eine, eine Wärmequelle, insbesondere für ein separates Wärmeträgermedium, ausbildende Anlagenkomponente, vorzugsweise ein Wärmetauscher, ausgebildet und in der wärmeenergieleitungsmäßig ein Medium, vorzugsweise das separate Wärmeträgerirtedium, führenden Weise mit mindestens einer im Bereich des Kraftwerks angeordneten weiteren, eine Wärmesenke, insbesondere für das separate Wärmeträgermedium, ausbildenden Anlagenkomponente, vorzugsweise ein weiterer Wärmetauscher, verbunden ist, wobei eine oder mehrere der aus einem Wärmetauscher am C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder einem Wärmetauscher hinter der CO2- Kompression und/oder einem Wärmetauscher der CO2-Wäsche- Äbsorberzwischenkühlung und/oder einem Wärmetauscher der CO2- Kompression-Zwischenkühlung ausgewählte (n)
Anlagenkomponente (n) je einen als Wärmequelle fungierenden Wärmetauscher und/oder eine nach einem Desorber hoch CO2- haltiges Gas führende Leitung eine als Wärmequelle genutzte Anlagenkomponente und/oder eine nach der Cθ2-Kompression flüssiges CO2 führende Leitung eine als Wärmequelle genutzte Anlagenkomponente (n) sowie eine oder mehrere der aus einem Wärmetauscher der Niederdruckvorwärmung und/oder einem Wärmetauscher vor der Niederdruckvorwärmung und/oder einem Wärmetauscher im Fernwärmekreislauf und/oder einem Wärmetauscher der Kohletrocknung und/oder einem Wärmetauscher der Frischlufterwärmung ausgewählte (n) Anlagenkomponente (n) je einen als Wärmesenke fungierenden weiteren Wärmetauscher ausbilden.
Eine Möglichkeit, die Entkoppelung von thermischer Energie und Wiedereinkoppelung von thermischer Energie zu realisieren besteht insbesondere darin, dass der eine Wärmequelle ausbildende Wärmetauscher am C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf wärmeenergieleitungsmäßig mit einem eine Wärmesenke ausbildenden Wärmetauscher der Niederdruckvorwärmung, insbesondere mit dem einer stromaufwärtsseitig zur Kondensatströmungsrichtung gelegenen Kondensatpumpe nächstgelegenen Wärmetauscher, verbunden ist. Eine weitere Möglichkeit, in vorteilhafterweise die Auskoppelung und Wiedereinkoppelung von thermischer Energie zu realisieren besteht weiterhin darin, dass der eine Wärmequelle ausbildende Wärmetauscher hinter der CO2- Kompression wärmeenergieleitungsmäßig mit einem eine Wärmesenke ausbildenden Wärmetauscher der Niederdruckvorwärmung, insbesondere dem in Kondensatströmungsrichtung einem Speisewasserbehälter nächstgelegenen Wärmetauscher, und/oder dem eine Wärmesenke ausbildenden Wärmetauscher vor der Niederdruckvorwärmung verbunden ist.
Hierbei ist es dann besonders zweckmäßig, wenn der Wärmetauscher vor der Niederdruckvorwärmung in einer Kondensatleitung in Kondensatströmungsrichtung hinter einer Kondensatpuiripe und/oder die Wärmetauscher der Niederdruckvorwärmung in einer von der Kondensatleitung abzweigenden Bypass-Leitung angeordnet ist/sind, was die Erfindung ebenfalls vorsieht.
Gemäß weiterer Ausgestaltung lässt sich eine wärmetechnisch besonders günstige Aneinanderkopplung der Wärmetauscher WT2 und WT5 dadurch erreichen, dass der Rücklauf des Wärmetauschers der Niederdruckvorwärmung wärmeenergieleitungsmäßig mit dem Vorlauf des Wärmetauschers vor der Niederdruckvorwärmung verbunden ist.
Eine weitere vorteilhafte und zweckmäßige wärmeenergieleitungsmäßige Verbindung zwischen den einzelnen Wärmequellen und den einzelnen Wärmesenken lässt sich insbesondere dann erreichen, wenn zwischen den Wärmequellen und den Wärmesenken ein, insbesondere zum übrigen Stofffluss des Kraftwerks separates, Wärmeträgermedium zwischen diesen im Kreislauf geführt wird, was vorzugsweise dann der Fall ist, wenn die Wärmequellen und Wärmesenken als Wärmetauscher ausgebildet sind. Die Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung daher auch vor, dass ein Wärmeträgermedium in einem vom Wärmetauscher hinter der C02-Kompression, dem in Kondensatströmungsrichtung einem Speisewasserbehälter nächstgelegenen Wärmetauscher und dem Wärmetauscher vor der Niederdruckvorwärmung gebildeten Kreislauf und/oder in einem vom Wärmetauscher am C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und dem einer in stromaufwärtsseitiger Kondensatströmungsrichtung gelegenen Kondensatpumpe nächstgelegenen Wärmetauscher gebildeten Kreislauf jeweils durch diese Wärmetauscher geführt ist.
Eine zweckmäßige Möglichkeit zur Ausbildung einer Wärmerückgewinnung besteht auch darin, die ent- oder ausgekoppelte thermische Energie in den Fernwärmekreislauf eines Kraftwerkes wiedereinzukoppeln, falls ein solcher Fernwärmekreislauf vorgesehen ist. Die Erfindung sieht in Ausgestaltung daher weiterhin auch vor, dass der Wärmetauscher am C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder der Wärmetauscher hinter der Cθ2-Kompression mit einem oder mehreren in dem Fernwärmekreislauf angeordneten Wärmetauscher (n) wärmeenergieleitungsmäßig verbunden ist/sind. Hierbei kann eine leitungsmäßige Verbindung und Ankoppelung zwischen den im Fernwärmekreislauf angeordneten Wärmetauschern und den im Bereich des Wasser-Dampf- Kreislaufes des Kraftwerkes angeordneten Wärmetauschern von Vorteil sein, weshalb sich die Erfindung auch dadurch auszeichnet, dass einer oder mehrere der in dem Fernwärmekreislauf angeordneten Wärmetauscher mit einem oder mehreren der der Niederdruckvorwärmung zu- oder vorgeordneten Wärmetauscher (n) wärmeenergieleitungsmäßig verbunden ist/sind. Hierbei kann wiederum der Wärmetauscher vor der Niederdruckvorwärmung im Rücklauf des in dem Fernwärmekreislauf angeordneten Wärmetauschers und/oder im Rücklauf des der Niederdruckvorwärmung zugeordneten Wärmetauschers angeordnet sein.
Aufgrund der Möglichkeit, durch die Äuskoppelung von thermischer Energie im Bereich der CO2-Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompresεion eine ausreichend hohe Wärmeenergiemenge oder ausreichend hohe Menge an thermischer Energie für eine Wiedereinkoppelung zur Verfügung zu stellen, besteht eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kraftwerks auch darin, dass die Wärmeenergiezufuhr für den Reboiler oder Verdampfer in den Fernwärmekreislauf integriert ausgebildet ist (Die Begriffe „Wärmeenergie" und „thermische Energie" werden im vorliegenden Text als Synonyme verwendet) .
Eine weitere Möglichkeit zur Nutzung der durch Auskoppelung wieder rückgewonnenen thermischen Energie besteht darin, diese zur Kohletrocknung und/oder zur Frischlufterwärmung zu verwenden. Eine vorteilhafte Nutzung besteht erfindungsgemäß daher weiterhin darin, dass der Wärmetauscher am CO2-Wäsche- Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder der Wärmetauscher hinter der C02-Kompression mit einem oder mehreren in einer mit einer Kohlemühle verbundenen Kohleleitung des Kraftwerks angeordneten Wärmetauscher (n) wärmeenergieleitungsmäßig verbunden ist/sind.
Ebenso sieht die Erfindung noch vor, dass der Wärmetauscher am C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder der Wärmetauscher hinter der Cθ2-Kompression mit einem oder mehreren in einer dem Kessel des Kraftwerks Frischluft zuführenden Frischluftzuleitung angeordneten Wärmetauscher (n) wärmeenergieleitungsmäßig verbunden ist/sind. In vorteilhafter Ausgestaltung sieht die Erfindung weiterhin vor, dass das mindestens ein in der Bypass-Rauchgasleitung angeordneter Wärmetauscher mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerks im Bereich der Niederdruckvorwärmung oder der Hochdruckvorwärmung wärmerenergieleitungsmäßig verbunden ist.
In Weiterbildung ist darüber hinaus vorgesehen, dass ein in der Bypass-Rauchgasleitung angeordneter Wärmetauscher wärmeenergieleitungsmäßig mit dem Fernwärmekreislauf verbunden ist.
Von Vorteil ist es gemäß Weiterbildung der Erfindung darüber hinaus, dass ein in der Bypass-Rauchgasleitung angeordneter Wärmetauscher wärmeenergieleitungsmäßig mit dem Reboiler und /oder einem Wärmetauscher des Reboilers verbunden ist.
Es ist dann weiterhin von Vorteil, wenn im Reboilerrücklauf ein wärmeleitungsmäßig mit dem Fernwärmekreislauf verbundener Wärmetauscher und/oder ein mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerks, vorzugsweise im Bereich der Niederdruckvorwärmung, wärmeleitungsmäßig verbundener Wärmetauscher angeordnet ist.
Schließlich sieht die Erfindung auch noch vor, dass der Wärmetauscher am Cθ2-Wäsche-Desorber oder -Regeneratorkopf und/oder der Wärmetauscher hinter der C02-Kompression und/oder der Wärmetauscher der CO2-Wäsche-
Äbsorberzwischenkühlung und/oder der Wärmetauscher der CO2-
Kompression-Zwischenkühlung wärmeleitungsmäßig mit einem in einem Rankine-Kreislauf angeordneten Wärmetauscher verbunden ist/sind.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1 in schematischer Darstellung Kraftwerkskomponenten eines kohlebefeuerten, insbesondere braunkohlebefeuerten, Kraftwerks ,
Fig. 2 in schematischer Darstellung Kraftwerkskomponenten eines kohlebefeuerten Kraftwerks mit Wärme (rück) einkoppelung von im Bereich der CO2- Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression ausgekoppelter thermischer Energie in den Wasser-
Dampf-Kreislauf und in einen dem Kraftwerk zugeordneten Fernwärmekreislauf,
Fig. 3 in schematischer Darstellung den Fernwärmekreislauf nach Figur 2 mit zusätzlich integrierter
Verdampfererwärmung,
Fig. 4 in schematischer Darstellung eine alternative
Ausführungsform einer Wärme (rück) einkopplung in einen Fernwärmekreislauf,
Fig. 5 in schematischer Darstellung eine
Wärme (rück) einkopplung in eine Kohleförderung und/oder Kohletrocknung einer einem Kraftwerk zugeordneten Kohlemühle,
Fig. 6 in schematischer Darstellung eine
Wärme (rück) einkopplung in die Frischlufterwärmung einer Brennern eines Kessels des Kraftwerks Frischluft zuführenden Frischluftleitung, Fig. 7 in schematischer Darstellung eine Wärme (rück) einkopplung von im Bereich der CO2- Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression ausgekoppelter und von im Bereich einer Bypass-
Rauchgasleitung ausgekoppelter thermischer Energie in den Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerks,
Fig. 8 in schematischer Darstellung eine
Wärme (rück) einkopplung entsprechend der Fig. 7 mit zusätzlicher Wärme (rück) einkopplung in einen zugeordneten Fernwärmekreislauf,
Fig. 9 in schematischer Darstellung eine indirekte
Dampfbeheizung eines Wasserkreislaufes einer indirekten Beheizung eines Reboilers,
Fig. 10 in schematischer Darstellung eine
Wärme (rück) einkopplung in einen Rankine-Kreislauf,
Fig. 11 in schematischer Darstellung eine Äuskoppelung von thermischer Energie im Bereich einer Bypass-
Rauchgasleitung und Einkoppelung der thermischen
Energie im Bereich des Verdampfers/Reboilers des Desorbers der Cθ2~Wäsche,
Fig. 12 in schematischer Darstellung eine
Wärme (rück) einkopplung gemäß Fig. 11 ergänzt um eine Frischluftvorwärmung und in
Fig. 13 eine schematische Prinzipdarstellung verschiedener
Teilwärmeströme eines Kraftwerkes mit mehreren zur Wärmerückgewinnung Wärmeströme des Kraftwerks verbindenden Teilwärmeströmen. Die Figur 13 zeigt in schematischer Prinzipdarstellung ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Kraftwerk, das den Dampferzeuger oder Kessel 2, einen, vorzugsweise Hochdruckturbinen 3, Mitteldruckturbinen 4 und Niederdruckturbinen 5, umfassenden Turbinensatz 76, eine eine CO2-Wäsche 58 mit zugeordneter C02-Kompression 27 umfassende CO2-Abscheidung 77 und ein zugeordnetes, einen Fernwärmekreislauf 44 umfassendes Fernwärmenetz 78. Untereinander stehen diese Anlagenkomponenten 2, 76, 77 und 78 über verschiedene Teilwärmeströme miteinander in Verbindung, wobei diese TeilwäriπestrÖme zusammen den Gesamtwärmestrom und die Gesamtwärmeenergiebilanz des Kraftwerks 1 ausbilden. Von diesen Teilwärmeströmen sind in der Fig. 13 der Wasser-Dampf- Kreislauf Qi, die Fernwärmeeinbindung Q2, die rauchgasseitige Wärmestromanbindung der CO2-Abscheidung 77 an den Kessel 2 als Q3, der dem Kessel mit der Luft zugeführte Wärmestrom als Qi, der dem Kessel 2 mittels der Kohle zugeführte Wärmestrom als Q5, der die CO2-Abscheidung verlassende CO2-arme Abgaswärmestrom als Q6 und der die CO2-Abscheidung 77 verlassende Teilwärmestrom des hoch CO2-haltigen Mediums als Q7 bezeichnet, wobei alle Teilströme Qi bis Q7 gestrichelt gezeichnet sind. Erfindungsgemäß werden nun aus dem innerhalb der CO2~Abscheidung 77 sich ausbildenden Wärmestrom Teilwärmeströme Q8 bis Qu abgezweigt und entkoppelt und, wie durch die entsprechend gekennzeichneten und mit durchgezogener Linie dargestellten Pfeilen angedeutet, in andere Teilwärmeströme und damit den Gesamtwärmestrom des Kraftwerks 1 rückgeführt. Ebenso werden aus dem rauchgasseitigen Teilwärmestrom Q3 die Teilwärmeströme Q12 bis Q14 abgezweigt bzw. entkoppelt und entsprechend der Pfeildarstellung ebenfalls wieder in den Gesamtwärmestrom des Kraftwerks 1 (rück) eingekoppelt . Hierbei wird der Teilwärmestrom Q8 aus der Cθ2-Abscheidung 77 ausgekoppelt und in den im Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerks 1 geführten Teilwärmestrom Qi eingekoppelt. Der Teilwärmestrom Q9 wird aus der CO2-Abscheidung 77 ausgekoppelt und in den Fernwärmekreislauf 44 des Fernwärmenetzes 78 und damit im Prinzip dem Teilwärmestrom Q2 eingekoppelt. Der Teilwärmestrom Q10 wird aus der CO2-Abscheidung 77 aus- oder entkoppelt und dem Teilwärmestrom Q4 der Frischluftzuführung zugeführt und in diesen wieder (rück) eingekoppelt . Der Teilwärmestrom Q11 wird ebenfalls aus dem Wärmestrom der CO2- Abscheidung 77 ausgekoppelt und dann in den in einer zu einer Kohlenmühle 54 und/oder dem Kessel 2 führenden Kohleleitung 55 geführten Teilwärmestrom Q5 wieder (rück) eingekoppelt .
Ebenso wird aus dem rauchgasseitigen Teilwärmestrom Q3 ein
Teilwärmestrom Qi2 ausgekoppelt, der in den in der CO2-
Abscheidung 77 geführten Teilwärmestrom wieder
(rück) eingekoppelt wird. Weiterhin werden aus dem Teilwärmestrom Q3 die Teilwärmeströme Q13 und Q14 ausgekoppelt, wovon der Teilwärmestrom Q13 in den Teilwärmestrom Qi des Wasser-Dampf-Kreislaufs des Kraftwerks 1 und der Teilwärmestrom Q14 in den Fernwärmekreislauf 44 des Fernwärmenetzes 78 wieder (rück) eingekoppelt wird.
Das in Figur 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Kraftwerk ist im oberen Teilbild mit seinem an den Kessel 2 angeschlossenen Wasser-Dampf-Kreislauf und im unteren Teilbild mit seinem rauchgasseitig an den Kessel 2 angeschlossenen Rauchgasweg mit der im Kessel 2 erfolgenden Verbrennung nachgeschalteter Cθ2-Wäsche des Rauchgases mittels chemischer Absorption und zugeordneter Cθ2-Kompression 27 schematisch dargestellt. Auf der Seite des Wasser-Dampf-Kreislaufes umfasst das Kraftwerk eine Hochdruckturbine 3, zwei Mitteldruckturbinen 4 und vier Niederdruckturbinen 5, wobei die Anzahl der Turbinen lediglich beispielhaft ist. Am Ende der Turbinenstrecke ist ein Generator 6 angeordnet. Nachfolgend zu der letzten Niederdruckturbine 5 ist im Wasser-Dampf-Kreislauf ein Kondensator 7 angeordnet, der wie üblich mit einem Kühlturm 8 verbunden ist. In Strömungsrichtung des Kondensats ist nachfolgend zum Kondensator 7 im Wasser-Dampf-Kreislauf eine Kondensatpumpe 9 angeordnet, die das Kondensat einem fünf Wärmetauscher umfassenden Niederdruckvorwärmer 10 zuführt. An den Niederdruckvorwärmer 10 schließt sich ein Ξpeisewasserbehälter 11 mit zugeordneter Speisewasserpumpe 12 an, die das aus dem Speisewasserbehälter 11 stammende Speisewasser einem Hochdruckvorwärmer 13 zuführt, wonach es dann in den Dampferzeuger des Kessels 2 gelangt. Weiterhin sind in dem Wasser-Dampf-Kreislauf von den jeweiligen Turbinen 3, 4, 5 ausgehende Dampfleitungen eingezeichnet. Insofern besteht dieser Teil des Kraftwerkes aus Komponenten, wie sie von konventionellen kohlebefeuerten Kraftwerken bekannt sind. Zusätzlich weist der Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerks 1 darüber hinaus drei Wärmetauscher WTl, WT2 und WT5 auf. Hiervon ist der Wärmetauscher WT5 vor der Niederdruckvorwärmung, und zwar in Kondensatströmungsrichtung hinter der Kondensatpumpe 9, aber vor dem Niederdruckvorwärmer 10 in die zum Speisewasserbehälter 11 führende Kondensatleitung 14 eingebunden. Die Wärmetauscher WTl und WT2 sind in einer in Kondensatströmungsrichtung hinter dem Wärmetauscher WT5 von der Kondensatleitung 14 abzweigenden und hinter dem Niederdruckvorwärmer 10, aber vor dem Speisewasserbehälter wieder in die Kondensatleitung 14 einmündenden Bypass-Leitung 15 angeordnet.
Befeuert wird der Kessel 2 wie durch den Pfeil 16 angedeutet ist, mit Luft und Kohle. Das den Kessel 2 über die Rauchgasleitung 17 verlassende Rauchgas wird einer zumindest die Komponenten Entstickungsanlage, Elektrofilter und Rauchgasentschwefelungsanlage umfassenden Rauchgasbehandlung 18 zugeführt und gelangt dann in eine eine Cθ2~Wäsche 58 mit zugeordneter C02-Kompression 27 umfassende Dekarbonisierungsanlage 19. Bei dieser der Verbrennung nachgeschalteten
Dekarbonisierungsanlage 19 wird das im Rauchgas enthaltene
CO2 mittels chemischer Absorption mit einem Waschmittel entfernt. Als Waschmittel wird vorzugsweise MEA (Monoethanolamin, H2N-CH2-CH2-OH) , aber auch DEA
(Diethanolamin, HO-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-OH) oder MDEA
(Methyldiethanolamin, HO-CH2-CH2-NCH3-CH2-CH2-OH), verwendet.
Hierbei findet die eigentliche Wäsche des Rauch- oder Abgases mittels des Waschmittels in einem Absorber 20 oder einer Absorptionskolonne statt, welchen/welche das Rauchgas im Gegenstrom zu dem Waschmittel durchströmt. Das Rauchgas verlässt den Absorber 20 an dessen Kopfende als Cθ2-armes Abgas 21. Um das im Absorber 20 beladene Wasch- oder Lösungsmittel wieder aufzubereiten und für einen dauerhaften Einsatz zu regenerieren ist dem Absorber 20 ein Desorber oder Regenerator 22, vorzugsweise in Form einer Desorptionskolonne, nachgeschaltet, dem das C02-reiche Waschoder Lösungsmittel nach dem Durchströmen des Absorbers 20 zugeführt wird. Für die Regeneration des Waschmittels und das Austreiben des CO2 aus dem Waschmittel ist ein hoher Energiebedarf notwendig, der in Form von dem Wasser-Dampf- Kreislauf abgezapftem Dampf dem Verdampfer oder Reboiler 23 des Desorbers/Regenerators 22 zugeführt wird, wie dies im oberen Teilbild der Figur 1 durch die gestrichelte Linie und die Buchstaben Di in diesem Bereich sowie am Reboiler 23 angedeutet ist. Der Rücklauf Sl des im oder am Verdampfer 23 angeordneten Wärmetauschers 24 mündet in Kondensatströmungsrichtung hinter dem Niederdruckvorwärmer 10 und vor dem Speisewasserbehälter 11 in die Kondensatleitung 14 des Wasser-Dampf-Kreislaufs ein.
Vor dem Eintritt in den Absorber 20 wird das zunächst drucklose Rauchgas isotherm auf einen Druck von unter 10 bar, beispielsweise 2 bar, verdichtet und dann durch den Absorber 20 geführt, wobei ihm das Wasch- oder Lösungsmittel entgegenströmt. Das CO2-reiche Waschmittel oder Lösungsmittel wird danach unter Durchströmen eines Wärmetauschers 25 in den Desorber/Regenerator 22 eingeleitet. Im Desorber/Regenerator 22 wird das C02-reiche Waschmittel durch Erhitzung aufgebrochen und regeneriert, so dass am Kopfende des Desorbers/Regenerators 22 ein nahezu reines CO2-H2O-Gemisch austritt, das durch einen Kondensationsprozess getrennt werden kann, so dass dann ein ca. 90% reiner C02-Strom freigesetzt wird, der über eine Leitung 26 einer im Ausführungsbeispiel zehnstufigen C02-Kompressionsanlage der Cθ2~Kompression 27 zugeführt wird, die den C02-Strom auf ca. 100 bar verdichtet und verflüssigt. Danach wird das verflüssigte CO2, mittels einer Leitung 28 einer weiteren Verwendung oder einer Lagerung zugeführt.
Da für die Desorption/Regeneration des Waschmittels im Desorber/Regenerator 22 hohe Temperaturen erforderlich sind, wird der CO2-reiche Wasch- oder Lösungsmittelstrom im Wärmetauscher 25 auf ca. 95°C erhitzt. Dies geschieht mit Hilfe von ebenfalls durch den Wärmetauscher 25 geleitetem, im Desorber/Regenerator 22 regeneriertem C02-armem Wasch- oder Reinigungsmittel 29, das im Verdampfer/Reboiler 23 ausreichend temperiert wird. Der Verdampfer oder Reboiler 23 verdampft einen Teil des Lösungsmittels, wodurch das Kohlendioxid von dem Wasch- oder Lösungsmittel desorbiert wird, so dass sich am Kopfende ein nahezu reines CO2-H2O- Gemisch bildet, das in den Kondensator 31 am Kopf des Desorbers/Regenerators 22 gelangt, wo das Wasser auskondensiert, so dass ein nahezu reiner C02-Ξtrom abgeführt wird. Das regenerierte, CO2-arme Wasch- oder Lösungsmittel 29 wird am Sumpf des Desorbers/Regenerators 22 abgezogen, über den Wärmetauscher 25 geführt, in welchen der entgegenströmende, beladene, CÜ2-reiche Wasch- oder Lösungsmittelstrom 30 erwärmt wird. Nach Durchlaufen einer Pumpe auf den notwendigen Absorberdruck gebracht und entsprechend abgekühlt, wird das CO2~arme Wasch- oder Lösungsmittel 29 wieder dem Absorber 20 zugeführt. Da sich während des ganzen Vorganges Verluste an Wasser und Waschmittel ergeben, werden diese an einer Mischstelle 32 wieder dem System zugegeben.
An dem C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf des Desorbers/Regenerators 22 ist in der Leitung 26 ein eine als Wärmequelle genutzte Anlagenkomponente in Form eines Wärmetauschers 33 angeordnet. In Strömungsrichtung des CO2- H2θ-reichen Gasstromes ist in der Leitung 26 hinter dem Wärmetauscher 33 ferner ein Kondensatauffangbehälter 34 angeordnet, mit welchem aufgrund der mit dem Wärmetauscher 33 einhergehenden Kühlung des in der Leitung 26 geführten CO2 H20-Stromes auskondensierendes H2O aufgefangen werden kann. Ein weiterer, der Kühlung des verflüssigten Cθ2-Stromes nach der C02-Kompression 27 dienender und ebenfalls eine als Wärmequelle genutzte Anlagenkomponente ausbildender Wärmetauscher 35 ist der Cθ2-Kompression 27 nachgeschaltet in der Leitung 28 angeordnet. Weitere als Wärmequellen in Form von Wärmetauschern 36 genutzte Anlagenkomponenten sind als Wärmetauscher der Cθ2-Wäsche-Absorberzwischenkühlung vorgesehen, wobei auch ein am Kopf des Absorbers 20 angeordneter Wärmetauscher 36 als zur Cθ2-Wäsche- Absorberzwischenkühlung gehörig angesehen wird. Insgesamt sind im Ausführungsbeispiel vier Wärmetauscher 36 vorhanden. Weiterhin sind als Wärmequellen genutzte Anlagenkomponenten auch noch in Form von Wärmetauscher 37 der C02-Kompression- Zwischenkühlung zwischen den Kompressoren 38 der CO2- Kompression 27 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind sechs Wärmetauscher 37 zwischen den Kompressoren 38 dargestellt, es können aber bei den zehn vorhandenen Kompressoren 38 bis zu neun Wärmetauscher 37 der Cθ2-Kompression-Zwischenkühlung vorhanden sein. Da alle diese Wärmetauscher 33, 35, 36 und 37 der Kühlung dienen, bilden sie gleichzeitig eine Wärmequelle für das in den Wärmetauschern 33, 35 bis 37 jeweils ansonsten noch geführte Wärmeträgermedium aus. Diese Funktion der Wärmetauscher 33, 35 bis 37 als Wärmequelle wird erfindungsgemäß nun dazu genutzt, einen Teil der über die angezapfte Dampfleitung Dl dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerks 1 entnommenen Energie wieder zurückzugewinnen und dem Kraftwerk 1 wieder zuzuführen, insbesondere dem Wasser- Dampf-Kreislauf oder aber anderen Bereichen oder Anlagenteilen, die mit dem Kraftwerk 1 in Verbindung stehen, wieder zuzuführen. Hierzu dienen an den entsprechenden Stellen positionierte Wärmetauscher WTl-WTIl, die, wie nachstehend noch erläutert wird, jeweils eine als Wärmesenke genutzte Anlagenkomponente ausbilden, mit deren Hilfe sich jeweils thermische Energie auf einen Teilwärmestrom übertragen lässt. Mit Hilfe der als Wärmequelle für ein in ihnen geführtes Wärmeträgermedium wirkenden Wärmetauscher 33, 35 bis 37 wird im Bereich der CÜ2-Wäsche und der die zugeordnete C02-Kompression 27 umfassenden Dekarbonisierungsanlage 19 thermische Energie aus dem Wärmestrom der Dekarbonisierungsanlage 19 entkoppelt, auf das in den Wärmetauschern 33, 35 bis 37 strömende Wärmeträgermedium übertragen und danach durch Abgabe aus diesem Wärmeträgermedium mit Hilfe der für das Wärmetragermedium Wärmesenken ausbildenden Wärmetauschern WTl-WTlI an anderer Stelle wieder als thermische Energie in den Wärmestrom des Kraftwerkssystem eingekoppelt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 1 erfolgt eine Ent- oder Auskoppelung von thermischer Energie aus dem Wärmestrom der CO2-Wäsche 58 mit zugeordnetem Regenerator 22 und zugeordneter Cθ2-Kompression 27 mittels der Wärmetauscher 33 und 35.
Im Ausführungsbeispiel nach der Figur 1 ist der als Wärmequelle fungierende Wärmetauscher 33 im Vorlauf über die Leitung 39 und im Rücklauf über die Leitung 40 mit dem als Wärmesenke fungierenden und genutzten, in der Bypass-Leitung 15 angeordneten Wärmetauscher WTl der Niederdruckvorwärmung verbunden. In den Leitungen 39, 40 zirkuliert ein Wärmeträgermedium, das im Wärmetauscher 33 thermische Energie aufnimmt und diese im Wärmetauscher WTl an das in der Bypass-Leitung 15 fließende Kondensat abgibt und so wieder in den eigentlichen Wärmestrom des Kraftwerks 1 eingekoppelt wird. Ebenso ist der als Wärmequelle fungierende Wärmetauscher 35 über eine Leitung 41 mit dem als Wärmesenke fungierenden und genutzten, in der Bypass-Leitung 15 angeordneten Wärmetauscher WT2 verbunden. Der Rücklauf des Wärmetauschers WT2 der Niederdruckvorwärmung ist über eine Leitung 42 mit dem in der Kondensatleitung 14 angeordneten und ebenfalls eine Wärmesenke ausbildenden Wärmetauscher WT5 verbunden. Rücklaufseitig ist der Rücklauf des Wärmetauschers WT5 über eine Leitung 43 wiederum mit dem Wärmetauscher 35 verbunden. Auch hier zirkuliert in den Leitungen 41, 42 und 43 ein Wärmeträgermedium. Hier wird demnach thermische Energie aus dem Wärmestrorα der CO2-Wäsche 58 mit zugeordnetem Desorber 22 und zugeordneter Cθ2~Komρression 21 entkoppelt und an zwei Stellen, nämlich den als Wärmesenken genutzten Anlagenkomponenten in Form der Wärmetauscher WT2 und WT5, wieder in den eigentlichen Wärmestrom des Kraftwerks 1 eingekoppelt. In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich, auf die Wärmetauscher 33 und 35 zu verzichten und stattdessen die Leitung 26 mit dem Wärmetauscher WTl und die Leitung 28 mit den Wärmetauschern WT2 und WT5 zu verbinden, so dass das in der Leitung 26 transportierte CO2-reiche Gas sowie das in der Leitung 28 transportierte oder geförderte flüssige CO2 unmittelbar als Wärmeträgermedium fungiert, aus welchem thermische Energie entkoppelt und über die Wärmetauscher WTl, WT2 und WT5 in den Wasser-Dampf-Kreislauf wieder eingekoppelt wird. In diesem Falle ist dann im Bereich der Cθ2~Wäsche mit zugeordneter C02-Kompression und im Bereich des Kraftwerkes jeweils eine Anlagenkomponente, im vorliegenden Beispiel die zu einer Einheit zusammengefassten Wärmetauscher 35 und WT2 und die zu einer Einheit zusamrnengefassten Wärmetauscher 33 und WTl, vorhanden, die im Bereich der CO2-Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression sowohl als Wärmequelle genutzt und die Ent- oder Auskoppelung von thermischer Energie bewirkt und die im Bereich des Kraftwerks 1 als Wärmesenke genutzt wird und die Einkoppelung der im Bereich der Cθ2-Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression aus- oder entkoppelten thermischen Energie bewirkt .
Im Ausführungsbeispiel allerdings ist jeweils ein Kreislauf eines separaten Wärmeträgermediums, wie durch die Leitungen 39, 40 und 41 bis 43 angedeutet, vorgesehen, in welchem Wasser als separates Wärmeträgermedium zirkuliert.
Im Bereich des Wärmetauschers 35 befindet sich der in der Leitung 28 geförderte flüssige Cθ2-Strom auf einer Temperatur von ca. 1850C, wobei der Wärmetauscher 35 als Wärmequelle für das in den Leitungen 41, 42 und 43 geförderte Wärmeträgermedium dient, das die aufgenommene thermische Energie an das in Kondensatströmungsrichtung hinter der Kondensatpumpe 9 circa 18°C kühle Kondensat abgibt, das in einer Menge von ca. 2/3 des gesamten durch die Kondensatleitung 14 geführten Kondensatstromes über die Bypass-Leitung 15 an dem Niederdruckvorwärmer 10 vorbeigeführt und mit Hilfe des als Wärmesenke wirkenden Wärmetauschers WT2 erwärmt wird, so dass das Kondensat vor Wiedereinlauf in die Leitung 14 oder den Speisewasserbehälter 11 eine Temperatur von ca. 1200C aufweist. Der zum Wärmetauscher WT5 führende Rücklauf des Wärmetauschers WT2 weist dann immer noch eine so hohe Temperatur auf, dass der Wärmetauscher WT5 ebenfalls als Wärmequelle für die Wärmerückübertragung in das in der Leitung 14 fließenden Kondensat genutzt werden kann und gemäß Ausführungsbeispiel auch wird, wobei der Wärmetauscher WT5 im Sinne der Erfindung allerdings eine Wärmesenke für die im Bereich der CO2-Wäsche gewonnenen thermischen Energie ausbildet.
Neben den eine Wärmequelle zur Ent- oder Auskoppelung von thermischer Energie aus dem Wärmestrom der CO2-Wäsche mit zugeordneter C02-Kompression 27 ausbildenden Anlagenkomponenten Wärmetauscher 33 am Cθ2-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und Wärmetauscher 35 hinter der CO2- Kompression 27 ist am Reboiler oder Verdampfer 23 des Desorbers/Regenerators 22 ein weiterer Wärmetauscher 24 vorgesehen. Dieser Wärmetauscher 24 bildet aber im Sinne der hier verwendeten Terminologie eine Wärmesenke aus, mittels welcher thermische Energie in den Wärmestrom der Cθ2~Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression eingekoppelt wird. Hier wird aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf entnommener Anzapfdampf Dl zur Aufheizung des Cθ2-armen Wasch- oder Lösungsmittels 29 verwendet, wobei der Rücklauf Sl des Wärmetauschers 24 vor dem Speisewasserbehälter 11 in die Kondensatleitung 14 einmündet und dort Kondensat mit einer Temperatur von ca. 1200C in die Kondensatleitung 14 rückführt. Diese Rückführstelle bildet eine Wärmequelle für das in der Kondensatleitung 14 strömende Kondensat aus.
Im Bereich des Wärmetauschers 33 ist die Temperatur des in der Leitung 26 geführten CO2-haltigen Gases so hoch, dass im Vorlauf des Wärmetauschers 33 durch die Leitung 26 eine Temperatur von 95°C in dem zwischen dem Wärmetauscher 33 und dem Wärmetauscher WTl geführten Kreislauf einstellbar ist.
Die Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung ein Kraftwerk
1, das ebenfalls mit einer in der Figur 2 nicht dargestellten
CO2-Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression wie beim Ausführungsbeispiel nach der Figur 1 ausgebildet ist. Insofern finden in der Figur 2 für identische und gleiche Teile, Elemente und Komponenten dieselben Bezugszeichen Verwendung. Der wesentliche Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach der Figur 1 besteht darin, dass dem Kraftwerk 1 nun zusätzlich ein Fernwärmekreislauf 44 zugeordnet ist, dessen Wärmebedarf im Wesentlichen durch die Dampfleitungen 45a - 45d aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerks 1 gespeist wird. Zusätzlich sind in dem Fernwärmekreislauf 44 als Wärmesenken genutzte weitere Anlagenkomponenten in Form von Wärmetauschern WT3 und Wt4 vorgesehen. Mittels der Wärmetauscher WT3 und WT4 wird in den Fernwärmekreislauf 44 thermische Energie wieder eingekoppelt, die ebenfalls an den als Wärmequelle genutzten Wärmetauschern 33 und 35 der CO2- Wäsche mit zugeordneter Cθ2-Kompression 27 durch dortige Ent- oder Auskoppelung aus dem Wärmestrom der Cθ2-Wäsche gewonnen wurde. Die die Wärmetauscher WT4 und WT3 mit den Wärmetauschern 33 und 35 verbindenden Leitungen 39, 40 und 41, 43 sind aus der Figur 2 ersichtlich. Während der Wärmetauscher WT4 in einer die gesamte Vorwärm- und Aufheizstrecke von einer Kondensatpumpe 46 bis zu einer Fernwärmeentnahmestelle 47 überbrückenden Bypass-Ieitung 48 angeordnet ist, ist der Wärmetauscher WT3 in einer zwischen Kondensatpumpe 46 und Fernwärmeentnahmestelle 47 lediglich die erste Hälfte der Vorwärm- und Aufheizstrecke des Fernwärmekreislaufes 44 überbrückenden Bypassleitung 49 angeordnet. Hierbei ist die Verschaltung beziehungsweise Verrohrung derart, dass der Wärmetauscher 35 hinter der CO2- Kompression 27 wärmeenergieleitungsmäßig in seinem Vorlauf über die Leitung 41 wie aus dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 1 bekannt, mit dem Wärmetauscher WT2 verbunden ist, dessen Rücklauf mit der zum Wärmetauscher 35 zurückführenden Leitung 43 verbunden ist. Über die Leitung 42 ist der Rücklauf des Wärmetauschers WT2 mit dem Vorlauf des Wärmetauschers WT5 verbunden, dessen Rücklauf wiederum in die Leitung 43 einmündet. Weiterhin zweigt von Leitung 41 die den Vorlauf zum Wärmetauscher WT4 im Fernwärmekreislauf 44 bildende Leitung 50 ab, während eine mit dem Rücklauf des Wärmetauschers WT4 verbundende Leitung 51 in die zum Rücklauf des Wärmetauschers 35 führende Leitung 43 einmündet. Ebenso ist im Bereich der Niederdruckvorwärmung und des Niederdruckvorwärmers 10 wiederum der Wärmetauscher WTl angeordnet und mit der VorlaufLeitung 39 des Wärmetauschers 33 am C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf wärmeenergieleitungsmäßig verbunden. Ebenso ist der Rücklauf des Wärmetauschers WTl an die Rücklaufleitung 40 des Wärmetauschers 33 angebunden. Von der Vorlaufleitung 39 zweigt eine zum Wärmetauscher WT3 im Fernwärmekreislauf 44 führende Leitung 52 ab, wobei rücklaufseitig der Wärmetauscher WT3 über eine Leitung 53 an die Rücklaufleitung 40 angebunden ist. Durch diese wärmeenergieleitungsiuäßige Führung ist es möglich, thermische Energie, die durch Entkoppelung mittels der als Wärmequelle genutzten Anlagenkoitiponenten in Form der Wärmetauscher 33 und 35 aus dem Wärmestrom der Cθ2-Wäsche mit zugeordneter CO2- Kompression gewonnen wird, sowohl in den Wärmestrom des Kraftwerks 1 beim Bereich des Niederdruckvorwärmers 10 über die Wärmetauscher WTl, WT2 und WT5, als auch im Bereich des Fernwärmekreislaufs 44 mittels der dort als Wärmesenken in Form von Wärmetauschern WT3 und WT4 ausgebildeten Anlagenkomponenten vorzunehmen. Hierbei kann die Schaltung verschiedenartig ausgeführt sein. So ist es möglich, alternativ entweder den Wärmetauscher WT2 oder den Wärmetauscher WT4 über den Wärmetauscher 35 und/oder alternativ den Wärmetauscher WTl oder den Wärmetauscher WT3 über den Wärmetauscher 33 zu speisen. Es ist aber auch möglich kombiniert jeweils die beiden zugeordneten Wärmetauscher WT2 und WT4 und/oder WTl und WT3 über die entsprechenden Zuleitungen 41 und 39 zu speisen. Ebenso ist es möglich, den Wärmetauscher WT5 sowohl aus dem Rücklauf vom Wärmetauscher WT2 als auch aus dem Rücklauf vom Wärmetauscher WT4 zu speisen. Im Fernwärmekreislauf 44 wird dabei hinter der Kondensatpumpe 46 im Bereich der Abzweigung der Bypass- Leitungen 48, 49 eine Temperatur von 460C bei 13 bar erreicht und im Bereich der Einmündung der Bypass-Leitung 48 in den Fernwärmekreislauf 44 eine Temperatur von 136°C bei ca. 14 bar eingestellt. Es ist natürlich je nach gewünschter Anordnung oder Nutzung einer oder mehrerer Wärmetauscher (s) WTl, WT2, WT3, WT4 und/oder WT5 jeweils nur die Zuleitungen oder Schaltungen von Leitungen vorzusehen, die für den gewünschten Betrieb erforderlich sind.
Die Figur 3 zeigt ausschnittsweise eine weitere alternative Ausführungsform, die im Wesentlichen identisch zu der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform mit dem alleinigen Unterschied ist, dass der Reboiler oder Verdampfer 23 nun nicht mehr mit dem Dampf Dl aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf gespeist und sein Rücklauf Sl der Kondensatleitung 14 zugeführt wird. Vielmehr ist der Reboiler 23 nun in den Fernwärmekreislauf 44 integriert, so dass die für die CO2- Austreibung notwendige thermische Energie aus dem Fernwärmekreislauf 44 mittels der Anzapfdampfleitungen 45a - 45d sowie der darin wie beim Ausführungsbeispiel nach der Figur 2 angeordneten und verschalteten Wärmetauscher WT3 und WT4 bereitgestellt wird. Zu den Ausführungsbeispielen der vorhergehenden Figuren 1 und 2 gleiche oder identische Teile oder Elemente sind wiederum mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in welchem die als Wärmesenke in Form von Wärmetauschern WT6 und WT7 ausgebildeten Anlagenkomponenten die einzigen in dem Fernwärmekreislauf 44 angeordneten Anlagenkomponenten zur Erwärmung/Aufheizung des Fernwärmekreislaufes 44 sind. Es sind also keine DampfZuführungen 45a - 45d vorhanden, wie sie im Ausführungsbeispiel nach der Figur 3 und dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 2 vorhanden sind. Auch sind die weiteren in den anderen Ausführungsbeispielen vorhandenen Wärmetauscher WT3 und WT4 im Fernwärmekreislauf 44 nicht mehr vorhanden. In diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die gesamte im Bereich der CO2-Wäsche mit zugeordneter C02-Kompression 27 entkoppelte thermische Energie komplett und vollständig dem Fernwärmekreislauf 44 zugeführt wird. Hierbei ist der Wärmetauscher WT6 mit dem Wärmetauscher 33 am Cθ2-Wäsche-Desorber-oder Regeneratorkopf verbunden, was durch die Leitungen 39 und 40 angedeutet ist. Der Wärmetauscher WT7 ist an den Wärmetauscher 35 hinter der Cθ2~Kompression 27 angeschlossen, was durch die Leitungen 41 und 43 angedeutet ist. In diesem Falle ist jeweils ein separat vorhandenes Wärmeträgermedium kontinuierlich in einem durch die Leitungen 41 und 43 gebildeten Kreislauf zwischen den Wärmetauschern 35 und WT7 sowie einem mittels der Leitungen 39 und 40 zwischen den Wärmetauschern 33 und WT6 ausgebildeten Kreislaufs rezirkulierend geführt. Analog zu der Ausführungsform gemäß Figur 3 kann auch bei der Ausführungsform nach der Figur 4 in den Fernwärmekreislauf 44 der Erwärmungskreislauf für den Reboiler oder Verdampfer 33 mit Vorlauf Ü2 Λ und Rücklauf S2 ^ integriert angeordnet sein.
Auch wenn in den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 3 jeweils ein Wärmetauscher WT5 nach der Kondensatpumpe und vor der Niederdruckvorwärmung 10 angeordnet und ausgebildet ist, besteht auch die Möglichkeit, auf einen solchen zu verzichten und ausschließlich über mindestens einen oder mehrere der Wärmetauscher WTl und/oder WT2 und/oder WT3 und/oder WT4 die Wiedereinkoppelung der rückgewonnenen thermischen Energie durchzuführen . In nicht dargestellter Art und Weise können auch die weiteren Wärmetauscher 36 der C02-Wäsche-Äbsorberzwischenkühlung und/oder die Wärmetauscher 37 der C02-Kompression- Zwischenkühlung als Wärmequelle in Form von Wärmetauschern zur Wärmeübertragung genutzte Anlagenkomponenten ausbilden, die dann mit einer der als Wärmesenke ausgebildeten Anlagenkomponenten WT1-WT7 sowie der nachfolgend erläuterten Anlagenkomponenten in Form von Wärmetauschern WT8-WT11 zusammenwirkend genutzt werden.
Bei der Anordnung des Reboilers oder Verdampfers 23 integriert in den Fernwärmekreislauf 44 bildet der Zulauf aus dem Fernwärmekreislauf 44 den Vorlauf oder die Verdampfererwärmung D2 Λ und der Rücklauf S2 1 den Rücklauf des Verdampfers 23 in den Fernwärmekreislauf 44 aus.
An Stelle zur Aufheizung des Fernwärmekreislaufes 44 kann die aus den Wärmetauschern 33 und 35 ausgekoppelte thermische Energie auch in die Luftvorwärmung oder Frischlufterwärmung der Frischluftzufuhr zum Kessel 2 des Kraftwerks 1 oder zur Kohletrocknung in dem einer Mühle 54 zugeführten Kohlestrom genutzt werden, wie dies die weiteren Ausführungsbeispiele gemäß Figur 5 und Figur 6 schematisch darstellen. Die Figur 5 zeigt eine zur Kohlemühle 54 führende Kohlezuführleitung 55, in deren Verlauf zwei als Wärmesenken ausgebildete Wärmetauscher WT8 und WT9 angeordnet sind, wobei der Wärmetauscher WT8 mit mindestens einem der Wärmetauscher 36 und/oder 37 und der Wärmetauscher WT9 mit mindestens einem der Wärmetauscher 33 und/oder 35 verbunden ist, wobei insbesondere wiederum durch die Leitungen 39, 40 und/oder 41, 43 ein Wärmeträgermedium im Kreislauf geführt wird. Bei der zugeführten Kohle kann es sich insbesondere um Braunkohle handeln. Die Wärmetauscher WT8 und WT9 sind vorzugsweise in Form von Trommeltrocknern ausgebildet, in denen der Kohlestrom und der durch die Leitungen 39 und 40 jeweils zugeführte Wärmeträgermediumstrom getrennt voneinander im Gegenstrom geführt sind. Wie durch die punktierte Linie bis zum Wärmetauscher WT angedeutet, können in der Leitung 55 aber auch noch mehr (oder aber auch weniger) als die beiden Wärmetauscher WT8 und WT9 angeordnet sein.
Der Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel zu entnehmen, bei welchem Wärmetauscher WTlQ und WTIl als Wärmesenken in einer Frischluftzu (führungs) leitung 56 vor dem Luftvorwärmer 57 angeordnet sind. Hierbei ist wiederum der Wärmetauscher WTlO über Leitungen 39, 40 mit dem Wärmetauscher 33 und der Wärmetauscher WTIl über Leitungen 41, 43 mit dem Wärmetauscher 35 verbunden, wobei in den Leitungen 39/40 und 41/43 wiederum ein separates Wärmeträgermedium im Kreislauf geführt wird. Auch hier können weitere oder weniger Wärmetauscher WT in der Leitung 56 angeordnet sein.
Die Wärmetauscher 33 und 35 sind in den Ausführungsbeispielen derart ausgelegt, dass sich am Wärmetauscher WTl und am
Wärmetauscher WT3 eine Vorlauftemperatur des zugeführten
Wärmeträgermediums von 950C und eine Rücklauftemperatur des rückgeführten Wärmeträgermediums von ca. 50-600C einstellt.
Dasselbe Temperaturniveau von Vorlauf und Rücklauf stellt sich bei den Wärmeträgern WT6, WT8 und WTlO ein.
Die Temperaturführung am Wärmetauscher 35 ist so ausgelegt, dass sich dort ein als Vorlauf abgehenden Wärmeträgermediumstrom eine Temperatur von 1850C einstellt.
Auch wenn dies im Einzelnen nicht dargestellt ist, so liegt es auch im Rahmen der Erfindung, jeden eine Wärmesenke ausbildenden Wärmetauscher WTl - WTIl und/oder jeden eine Wärmequelle ausbildenden Wärmetauscher 33 am CO2-Wäsche- Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder Wärmetauscher 35 hinter der Cθ2-Kompression und/oder Leitung 26 und/oder Leitung 28 in jeder beliebigen Kombination sowohl miteinander als auch untereinander derart zu verbinden, dass eine Wärmeauskoppelung an den Wärmequellen und eine Wiedereinkoppelung von thermischer Energie an den Wärmesenken erfolgt oder realisierbar ist.
Eine ergänzend mit weiteren rückgewonnenen Energieströmen, die nicht ausschließlich aus dem Bereich der CO2-Wäsche rückgewonnene Energieströme umfassen, die dann in den Wasser- Dampf-Kreislauf rückgeführt werden, ausgestattete Kraftwerksanlage ist aus der Fig. 7 ersichtlich. Hier ist zunächst ein Wärmetauscher WT12 vorgesehen, der von dem vom Reboiler 23 bzw. dem dort angeordneten Wärmetauscher 24 ausgehenden Rücklauf Si durchströmt wird, wobei der Rücklauf Si dann in die Kondensatleitung 14 in Kondensatströmungsrichtung vor dem Speisewasserbehälter 11 einmündet. Ebenso wird der Wärmetauscher WT12 von aus der Kondensatleitung 14 abgezweigtem Kondensat im Gegenstrom zum Reboilerrücklauf Si durchströmt, welches Kondensat einem in einer Bypass-Rauchgasleitung 59 des Luftvorwärmers 57 angeordneten weiteren Wärmetauschers WT13 zugeführt wird. Vom Wärmetauscher WT 13 aus strömt das dort von heißem Rauchgas erwärmte Kondensat wieder in die Kondensatleitung 14 in KondensatStrömungsrichtung stromaufwärts des in Kondensatströmungsrichtung letzten Wärmetauschers des Niederdruckvorwärmers 10 zurück.
In der Bypass-Rauchgasleitung 59 ist ein weiterer Wärmetauscher 14 angeordnet, der im Gegenstrom zu dem in der
Bypass-Rauchgasleitung 59 geführten Rauchgas ebenfalls von
Kondensat durchströmt wird, das in Kondensatströmungsrichtung hinter dem Speisewasserbehälter 11 und vor dem
Hochdruckerwärmer 13 aus der Kondensatleitung 14 abgezweigt wird. Nach Durchströmen des Wärmetauschers 14 wird das Kondensat in Kondensatströmungsrichtung hinter dem letzten Wärmetauscher des Hochdruckvorwärmers 13 wieder in die Kondensatleitung 14 rückgeführt. Außerdem ist in der Fig. 7 noch der in der Frischluftleitung 56 angeordnete Wärmetauscher WTlO, der dem Luftvorwärmer 57 vorgeschaltet ist, dargestellt.
Das durch den Wärmetauscher WT14 geführte Kondensat kann auch in Strömungsrichtung des Kondensats hinter dem ersten Wärmetauscher des Hochdruckvorwärmers 13 in die Kondensatleitung 14 einmünden.
Eine ähnliche Ausführungsform im Zusammenhang mit einer Wärmeeinkoppelung in einen zugeordneten Fernwärmekreislauf 44 in Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 2 zeigt die Fig. 8. Zusätzlich zu den schon im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 vorhandenen Elementen ist hier zunächst wiederum ein vom Rücklauf S* des Reboilers 23 gespeister Wärmetauscher WT15 vorhanden, nach dessen Durchlaufen die Rücklaufflüssigkeit des Rücklaufs S1 in die Kondensatleitung 14 einmündet. Im Gegenstrom wird durch den Wärmetauscher WT15 Kondensat von der Kondensatleitung 14 in einer in Strömungsrichtung des Kondensats vor dem letzten Wärmetauscher des Niederdruckvorwärmers 10 abzweigenden Leitung durch den Wärmetauscher WT15 mit Wiedereinmündung in die Kondensatleitung 14 ebenfalls wiederum in Strömungsrichtung des Kondensats 14 vor dem letzten Wärmetauscher des Niederdruckvorwärmers 10 geführt. Parallel zum Wärmetauscher WT15 ist ein ebenfalls vom Rücklauf Si des Reboilers 23 durchströmter Wärmetauscher WT16 angeordnet. Im Gegenstrom zum Rücklauf S1 wird durch den Wärmetauscher WT16 im Fernwärmekreislauf 44 geführtes Fluid durch den Wärmetauscher WTl 6 geführt. Weiterhin zweigt in Strömungsrichtung vor der zum Wärmetauscher WT16 führenden Abzweigung aus dem Fernwärmekreislauf 44 eine Leitung 60 ab, die zu einem weiteren Wärmetauscher WT17 führt, der im Gegenstrom zu dem vom Wärmekreislauf 44 abgezweigten Fluid von in der Bypass- Leitung 59 geführtem Rauchgas durchströmt wird. Über eine Rücklaufleitung 61 ist der Wärmetauscher WT17 mit dem Fernwärmekreislauf 44 verbunden. Bei einer zur Ausführungsform der Kraftwerksanlage nach der Fig. 8 alternativen Ausführungsform kann in den Fernwärmekreislauf 44 eine Reboilerentnahme mit Vorlauf DΛ 2 und Rücklauf S Λ 2 mit Abzweigung vom und Rückführung zum Fernwärmekreislauf 44 vorgesehen sein, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform entfällt dann der Zulauf D1 zum Reboiler 23 und der Rücklauf Si vom Reboiler 23 mit den darin integrierten Wärmetauschern WT15 und WT16, wie sie noch im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 8 enthalten sind.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 6 ist eine Einkoppelung von Niedertemperaturwärme aus der Cθ2-Wäsche/Kompression 58/27 über die dort dargestellten Wärmetauscher WTlO und WTIl möglich. Hierbei kann es ergänzend auch so sein, dass der Wärmetauscher WTlO mit den Wärmetauschern 36, 37 der CQ2- Wäsche 58 mit C02-Kompression 27 in Leitungsverbindung steht und der Wärmetauscher WTlI mit dem Wärmetauscher 33. In diesem Fall bietet sich die Möglichkeit auf einem höheren Temperaturniveau Wärme für die Niederdruck- oder Hochdruckvorwärmer 10, 13 oder auch für einen Fernwärmekreislauf 44 auszukoppeln. Hierbei ist es möglich, über die Bypass-Leitung 59 auf der Rauchgasseite Wärmetauscher WT14 und/oder Wärmetauscher WT17 vorzusehen, über die aus der Kondensatleitung 14 abgezweigtes und in die Kondensatleitung 14 rückgeführtes Kondensat und/oder aus dem Wärmekreislauf 44 abgezweigtes und in diesen wieder rückgeführtes Fluid des Wärmekreislaufes 44 geführt werden kann, wie dies für die Kombination WT13 und WT14 in der Fig. 7 und die Kombination von WT14 und WT17 in der Fig. 8 ersichtlich ist. Die Anordnung eines Wärmetauschers WT13 und/oder WT14 und/oder WT17 in der von Rauchgas durchströmten Bypass-Rauchgasleitung 59 hat den Vorteil, dass zur Aufrechterhaltung des Rauchgasstromes kein zusätzliches Gebläse notwendig ist, da die Bypass-Rauchgasleitung 59 in Richtung der generellen Rauchgasströmungsrichtung durchströmt wird. Dies hat allerdings den Nachteil, dass der jeweilige Wärmetauscher WT13, WT14, WT17 mit schmutzigem Rauchgas in Kontakt kommt, weshalb der jeweilige Wärmetauscher aus hochwertigem Stahl gefertigt sein muss. Außerdem besteht bei Anlagen mit einer Entstickungsanlage die Gefahr der Bildung von Ammoniumbisulfat, das sich auf den Wärmetauscherflächen niederschlägt.
Wie die Fig. 6 weiterhin zeigt, ist es auch möglich, auf der Luftseite eine Rückführleitung 62 vorzusehen, in welcher ein weiterer Wärmetauscher WT18 angeordnet ist, der dann mit der Kondensatleitung 14 im Bereich des Niederdruckvorwärmers 10 oder des Hochdruck-Vorwärmers 13 in Leitungsverbindung steht. Die Rückführleitung 62 zweigt in Strömungsrichtung der Frischluft hinter dem Luftvorwärmer 57 von der Luftzuführungsleitung 56 ab und mündet in Luftströmungsrichtung vor dem Wärmeverschubsystem 63 wieder in die Frischluftleitung 56. Die Bypass-Rauchgasleitung 59 auf der Rauchgasseite zweigt in Rauchgasströmungsrichtung vor dem Luftvorwärmer 57 von der Rauchgasleitung 17 ab und mündet in Rauchgasströmungsrichtung hinter dem Luftvorwärmer 57 und vor dem Wärmeverschubsystem 63 wieder in die Rauchgasleitung 17 ein. In der Rückführleitung 62 ist ein Gebläse 64 angeordnet, um die darin rückgeführte Frischluft gegen die generelle Strömungsrichtung der Frischluft in der Leitung 56 bewegen zu können.
Neben der direkten Beheizung des Wärmetauschers 24 des Reboilers 23 mit aus dem Dampfkreislauf abgezweigtem Dampf in der Vorlaufleitung Di mit Reboiler-Rücklauf Si, ist es auch möglich, den Wärmetauscher 24 indirekt mit Dampf zu beheizen. Dies ist in der Fig. 9 dargestellt. Hierbei wird in einem Wärmeträgermediumkreislauf 65, in welchem der Wärmetauscher 24 des Reboilers 23 angeordnet ist, ein Wärmeträgermedium im Kreislauf geführt. Auf der Vorlaufstrecke zum Wärmetauscher 24 sind in dem Wärmeträgermediumkeislauf 65 drei Wärmetauscher 66, 67 und 68 angeordnet, die mit zugeführtem Dampf, und zwar beispielsweise Frischdampf zum Wärmetauscher 66, Mitteldruckdampf zum Wärmetauscher 67 und Niederdruckdampf zum Wärmetauscher 68, beheizt werden, wobei der Dampf gemäß der Bezeichnung Di dem Wasser-Dampf-Kreislauf eines Kraftwerks 1 entnommen ist. Diese mittels des Wärmeträgermediumkreislaufes 65 indirekte (Warmwasser} Beheizung des Reboilers 23 vermindert gegenüber einer direkten und unmittelbaren Dampfbeheizung die Gefahr, dass das Speisewasser durch mögliche Leckagen im Reboilerwärmetauscher 24 mit dem chemischen Absorptionsmittel 29 kontaminiert wird. Hierbei ist durch die Anordnung der Wärmetauscher in der Strömungsrichtung des im Wärmeträgermediumkreislauf 65 geführten Wärmeträgermediums Wasser in der Reihenfolge Wärmetauscher 68, Wärmetauscher 67 und dann Wärmetauscher 66 eine gestufte Beheizung vorgesehen. Mit Niedertemperaturwärme aus der C02-Wäsche/C02-Kompression 58/27 kann auch ein Rankine-Kreislauf versorgt werden, wie dies der Fig. 10 zu entnehmen ist. Hierbei sind in einem Rankine-Kreislauf 69, insbesondere in einem Organic-Rankine- Kreislauf, zwei Wärmetauscher WT19 und WT20 angeordnet. Im Rankine-Kreislauf wird mittels eines organischen Lösungsmittels oder vorzugsweise Ammoniak (NH3) ein Kreislauf betrieben, in dem Niedertemperaturabwärrπe aus der CO2-Wäsche 58/C02~Kompression 27 verwendet wird. Im Ausführungsbeispiel ist der Wärmetauscher WT19 in der „kalten Stufe" des Rankine- Kreislaufes 69 angeordnet und wird ihm in Abwärme aus der Absorber-Zwischenkühlung 36 oder der CQ2-Kompression- Zwischenkühlung 37 zugeführt. Mittels des Wärmetauschers WT20, der in der „heißen Stufe" des Rankine-Kreislaufes 69 angeordnet ist, wird in der CO2~Wäsche nicht benötigte Abwärme aus dem Desorberkopf, d.h. über den Wärmetauscher 33 gewonnene thermische Energie, oder aus der Cθ2~Kompression, d.h. über den Wärmetauscher 35 gewonnene thermische Energie, dem Rankine-Kreislauf 69 zugeführt. Der der Turbinenstufe des Rankine-Kreislaufes 69 zugeordnete Abnehmer 75 kann ein Generator zur Stromerzeugung, aber auch ein mechanischer Antrieb einer Speisepumpe oder eines Cθ2-Kompressors sein. Auch wenn im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 10 sowohl ein Wärmetauscher WT19 als auch ein Wärmetauscher WT20 vorgesehen sind, ist es auch möglich, je nach Ausgestaltung des Kraftwerkes lediglich einen der beiden Wärmetauscher WT19 oder WT20 vorzusehen.
Natürlich ist es auch möglich, anstelle der jeweils in den Fig. 1-10 dargestellten Wärmetauscher WT1-WT20 jeweils mehrere in Reihe oder parallel geschaltete Wärmetauscher eines Typs vorzusehen. Dies hängt von der gewünschten Dimensionierung der jeweiligen Wärmetauscher ab und liegt im Belieben des Fachmannes. Die Fig. 11 und 12 zeigen die Verwendung eines Wärmetauschers WT21, der rauchgasseitig thermische Energie von dem durch die Bypass-Rauchgasleitung 59 strömenden Rauchgas aufnimmt/ wobei die Bypass-Rauchgasleitung 59 eine als Wärmequelle genutzte Anlagenkomponente darstellt- Der Wärmetauscher WT21 gibt die aufgenommene Wärme an den zum Wärmetauscher 24 des Reboilers 23 führenden Vorlauf D3 ab, wobei das Wärmeträgermedium vom Wärmetauscher 24 über den Reboilerrücklauf S3 zum Wärmetauscher WT21 rückgeführt wird. Insofern wird der Wärmetauscher WT21 als rauchgasseitig gespeiste und als Wärmequelle genutzte Anlagenkomponente ausgebildet und ist der dem Reboiler 23 zugeordnete Wärmetauscher 24 dann eine als Wärmesenke genutzte Anlagenkomponente . Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 12 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach der Fig. 11 lediglich darin, dass hier in der Frischluftleitung 56 in Luftströmungsrichtung vor dem Wärmeverschubsystem 63 ein von den Wärmetauschern 37 der Zwischenkühlung des Kompressors 27 gespeister Wärmetauscher WTIl angeordnet ist, der somit eine von der Cθ2-Kompression 27 gespeiste Wärmesenke als Anlagenkomponente darstellt.
Die Fig. 11 zeigt eine Rauchgasleitung 17, die in Strömungsrichtung des Rauchgases nach einer Entstickungsanlage 70 zum Luftvorwärmer 57 und danach zu einem Elektrofilter 71 führt. Auf dem Weg zwischen der Entstickungsanlage 70 und dem Elektrofilter 71 umgeht die von der Rauchgasleitung 17 abzweigende und wieder in diese einmündende Bypass-Rauchgasleitung 59 den Luftvorwärmer 57, mündet aber vor dem Elektrofilter 71 wieder in die Rauchgasleitung 17 ein. Dem Elektrofilter 71 ist in der Rauchgasleitung 17 nachgeordnet ein Wärmeverschubsystem 63 angeordnet, in welchem zwei über ein im Kreislauf geführtes Wärmeträgermedium miteinander verbundene Wärmetauscher 73 und 74 angeordnet sind, wovon der Wärmetauscher 73 thermische Energie aus dem in der Leitung 17 geführten Rauchgasstrom entnimmt und an das im Wärmeverschubsystem 63 im Kreislauf geführte Wärmeträgermedium abgibt. Dem Wärmeverschubsystem 63 nachgeschaltet ist dann weiterhin noch eine Rauchgasentschwefelungsanlage 72, der dann die den Absorber 20 mit zugeordnetem Desorber 22 umfassende CO2-Wäsche 58 zur CO2-Abscheidung folgt, bevor dann das C02-arme Abgas 21 die Anlage verlässt. Weiterhin ist die Frischluftleitung 56 vorgesehen, die in Frischluftströmungsrichtung vor dem Luftvorwärmer 57 zunächst durch das Wärmeverschubsystem 63 geführt wird und dort in dem Wärmetauscher 74 die vom Rauchgas über den Wärmetauscher 74 an das im Wärmeverschubsystem 63 im Kreislauf geführte Wärmeträgermedium angegebene thermische Energie aufnimmt. Bei dem dieser Ausführungsform zugrundegelegten 800-850 MWei Kraftwerk wird im Wärmeverschubsystem 63 die vor der Rauchgasentschwefelungsanlage 72 vorhandene Niedertemperaturwärme in Frischluftströmungsrichtung vor dem Luftvorwärmer 57 in den Frischluftstrom übertragen. Der dadurch vorgewärmte Frischluftstrom benötigt im Luftvorwärmer 57 dann nur noch eine geringere Wärmeenergiezufuhr, um die in Strömungsrichtung hinter dem Luftvorwärmer 57 vorgesehene Temperatur aufzuweisen. Dies wird dazu benutzt, die im Rauchgas zwar vorhandene, aber im Luftvorwärmer 57 zur Erwärmung der Frischluft nun nicht mehr benötigte Wärmemenge über die Bypass-Rauchgasleitung 59 zu führen und dort in dem Wärmetauscher WT18 an das darin und als Vorlauf D3 zum Wärmetauscher 24 des Reboilers 23 geführte Wärmeträgermedium ZM übertragen. Hierdurch kann diesem Wärmeträgermedium soviel dem Reboiler 23 zuzuführende Energie zur Verfügung gestellt werden, dass das Wärmetragermedium eine Temperatur von über 120 0C bis maximal 360 0C aufweist. Auf diese Weise können ca. 60 MWth gewonnen werden, wodurch der durch die zugeschaltete CO2-Abscheidungsanlage (CO2-Wäsche/C02- Kompression) gegenüber einer Anlage ohne eine solche CO2- Abscheidungung auftretende Wirkungsgradverlust um 1,5 % vermindert werden kann. Weitere 12 MW lassen sich bei der Ausführungsform nach Fig. 12 dadurch gewinnen, dass mittels des von der Zwischenkühlung 37 der Cθ2-Kompression 27 gespeisten Wärmetauschers WTlI auf eine Temperatur auf unter 60 0C erwärmt wird, so dass das Wärmeverschubsystem 63 unvermindert seine volle vorgesehene Wirkung entfalten kann, hierbei dennoch aber die Frischluft schon vorgewärmt wird, so dass im Luftvorwärmer 57 nur noch weniger thermische Energie aus dem Rauchgas abgenommen werden muss, so dass in der Bypass-Rauchgas-Leitung 59 eine erhöhte Menge an thermischer Energie zur Verfügung steht. Im Wärmetauscher WT18 können auf diese Weise 72 MWtn gewonnen werden.
Insgesamt sind bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen somit der Wärmetauscher 33, die Leitung 26, der Wärmetauscher 35, die Leitung 28, der Wärmetauscher 36 und der Wärmetauscher 37 als als Wärmequelle genutzte Anlagenkomponenten ausgebildet und in einer Kraftwerksanlage angeordnet, wobei diese Wärmequellen von im Bereich der CO2- Wäsche 58 mit zugeordneter C02-Kompression 27 vorhandener oder dort entstandener thermischer Energie gespeist werden. Als Wärmesenken genutzte Anlagenkomponenten, die von den vorstehenden Wärmequellen, also aus dem Bereich der CO2- Wäsche 58 mit zugeordneter Cθ2-Kompression 27, eingekoppelte thermische Energie wieder abgehen, sind die Wärmetauscher WT1-WT12 sowie die Wärmetauscher WT15 und WTlβ. Hierbei speisen die Wärmetauscher WTl, WT2, WT5, WT12 und WT15 die von der CO2-Wäsche 58 mit zugeordneter Cθ2-Kompression 27 erhaltene thermische Energie in den Dampf-Wasser-Kreislauf des Kraftwerks 1 ein. Die Wärmetauscher WT3, WT4, WT6, WT7 und WT16 speisen die erhaltene thermische Energie in den Fernwärmekreislauf 44 ein. Die Wärmetauscher WT8 und WT9 speisen die erhaltene oder aufgenommene thermische Energie in die zur Kohlemühle 54 führende Kohleleitung 55 ein. Die Wärmetauscher WTlO und WTlI speisen die erhaltene oder aufgenommene thermische Energie in die Frischluftleitung 56 ein. Die ebenfalls von der CO2-Wäsche 58 mit zugeordneter Cθ2-Kompression 27 mit thermischer Energie gespeisten Wärmetauscher WT19 und WT20 geben die aufgenommene thermische Energie in ihrer Funktion als Wärmesenke an den Rankine- Kreislauf 69 ab.
Von der Rauchgasseite, d.h. von dem in der Bypass- Rauchgasleitung 59 geführten Rauchgaswärmeenergie aufnehmende Anlagenkomponenten mit der Funktion einer Wärmequelle stellen weiterhin die Wärmetauscher WT13, WT14, WT17 und WT21 dar, wobei die Wärmetauscher WT13 und WT14 die aufgenommene thermische Energie in die insofern eine Wärmesenke ausbildende Anlagenkomponente des Wasser-Dampf-Kreislaufs des Kraftwerks 1 einspeisen und der Wärmetauscher WT17 die aufgenommene thermische Energie in den Fernwärmekreislauf 44 als die die zugehörige Wärmesenke ausbildende Anlagenkomponente abgibt. Der Wärmetauscher WT21 gibt die aufgenommene Wärme an den Vorlauf D3 zum Wärmetauscher 24 des Reboilers 23 ab, so dass der Wärmetauscher 24 ebenfalls die Funktion einer thermischen Energie an die Cθ2-Wäsche abgebenden Anlagenkomponente mit Funktion als Wärmesenke ausbildet . Der Wärmetauscher WT18 bildet eine unmittelbar von der thermischen Energie der den Luftvorwärmer 57 verlassenden Frischluft, damit aber indirekt eine von thermischer Energie aus dem Bereich der CO2-Wäsche 58 und/oder C02-Kompression 27 gespeiste Wärmequelle dar, da aus dem Bereich der CO2~Wäsche 58 und/oder Cθ2-Kompression 27 entnommene Wärme in Luftströmungsrichtung vor der Rückführleitung 62 über die Wärmetauscher WTlO und/oder WTlI in die Frischluft eingekoppelt oder eingespeist wird. Die Wärmequelle WT18 gibt die aufgenommene Wärme an die als Wärmesenke fungierende Kondensatleitung 14 im Bereich der Niederdruck- und/oder der Hochdruck-Vorwärmung 10 und/oder 13 an den Wasser-Dampf- Kreislauf des Kraftwerks 1 ab.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur „optimalen" Einbindung von Wärmeströmen in einen konventionellen Kraftwerksprozess . Bei dem konventionellen Kraftwerksprozess kann es sich um alle bekannten, fossil befeuerten Kraftwerksprozesse handeln. Insbesondere handelt es sich um einen Steinkohle befeuerten Kraftwerksprozess im Nettoleistungsbereich zwischen 500 und 1000 MWei- Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Steinkohle gefeuerten Kraftwerksprozess mit einer Nettoleistung von Ca. 850 MWel. Die zu integrierenden Wärmeströme können in einem Temperaturbereich zwischen 50 und 400 0C liegen. Insbesondere liegen die zu integrierenden Wärmen in einem Temperaturbereich zwischen 50 und 200 "C. Die Quelle der Wärmeströme können Anlagen zur Gewinnung solarthermischer oder geothermischer Energie sein oder es können Anlagen sein, die in direktem Bezug zu dem genannten konventionellen Kraftwerksprozess stehen. Bei den Anlagen, die in einem direkten Bezug zu dem genannten konventionellen Kraftwerksprozess stehen, kann es sich um Abwärmeströme handeln, die aus einer Brennstofftrocknungsanlage stammen. Insbesondere können die Abwärmeströme aus einer, dem Kraftwerksprozess nachgeschalteten chemischen CO2-Wäsche mit einem Absorber- und Desorbersystem und einer anschließenden Kompression des abgeschiedenen Kohlendioxids stammen.
In dem Ausführungsbeispiel wird von einem konventionellen Steinkohle befeuerten Kraftwerksblock mit einer Nettoleistung von 850 MWei ausgegangen. Dieser Steinkohle befeuerte Kraftwerksblock hat einen elektrischen Bruttowirkungsgrad von 47,83 % und einen elektrischen Nettowirkungsgrad von 45,25 %. Der elektrische Eigenbedarf liegt bei ca. 40 MWei, wobei der Antrieb der Speisepumpe elektrisch erfolgt. Mit einer chemischen CO2- Wäsche/Kompression 58/27 hat der Kraftwerksblock; ohne eine Rückführung der Abwärme einen elektrischen Bruttowirkungsgrad von 32,42 % und einen elektrischen Nettowirkungsgrad von 32,86 %, bei einem elektrischen Eigenbedarf von 93 MW thermisch. Der Kraftwerksblock bietet optional die Möglichkeit Fernwärme 44 auszukoppeln. Außerdem soll die Vorwärmstrecke des Wasser/Dampf-Kreislaufs aus fünf Niederdruckvorwärmern 10 und drei Hochdruckvorwärmern 13 bestehen. Die Temperaturen des Brennstoffs, der Frischluft und des Kühlwassers wird mit 15° C angenommen. Für einen Steinkohle befeuerten 850 MWei- Kraftwerksblock wird, für den Volllastfall, für eine Cθ2-Wäsche des gesamten Rauchgases, bei einem Abscheidegrad von 95 %, ein Wärmestrom von mindestens 510 MWth auf einem Temperaturniveau zwischen 120 und 170 ° C benötigt. Hierbei wird als Annahme vorausgesetzt, dass der spezifische Gesamtenergiebedarf für die CO2~Wäsche in einem Absorber- und Desorbersystem bei 3600 kJ (kg CO2) liegt. Dieser Bedarf entspricht Werten für das in diesem Bezug bekannte Waschmittel Monoethanolamin (MEA) in einer Konzentration von 30 % in Wasser. Die benötigte Prozesswärme für die chemische CO2-Wäsche wird dem Kraftwerksprozess in geeigneter Weise Dl über ein Sammlersystem zwischen den verschiedenen Turbinenstufen 3, 4, 5 entnommen. Wichtig bei der Entnahme des Prozessdampfes aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf ist, dass die Druckdifferenzen der nachfolgenden Turbinenstufen in den werkstoffseitigen Grenzen bleiben. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den Wirkungsgradverlust des Gesamtprozesses zu minimieren, der durch den hohen Bedarf an thermischer Energie in der chemischen Cθ2~Wäsche hervorgerufen wird. Aus diesem Grund werden zusätzliche Wärmetauscher in den Wasser-Dampfkreislauf des konventionellen Kraftwerks installiert, in denen an geeigneter Stelle und auf geeignetem Temperaturniveau Abwärmen aus dem CO2-Wäsche-System und der C02-Kompression zurückgeführt v/erden und somit ein verbesserter Wirkungsgrad für die Gesamtanlage erzielt wird. Ein weiteres Ziel ist es den Bedarf an Kühlwasser, der durch die chemische CO2- Wäsche/Kompression 58/27 gesteigert wird, möglichst gering zu halten. D.h. je mehr Wärme aus der CO2- Wäsche/Kompression 58/27 an den konventionellen Wasser- Dampf-Kreislauf zurückgeführt werden kann, desto weniger zusätzliche Kühlleistung (Kühlturmkapazität) muss installiert werden.
Bei der Co2-Wäsche handelt es sich um ein Absorber- 20 und Desorber- 22 -System in dem das CO2 mittels chemischer Absorption aus dem Rauchgasstrom abgetrennt wird. Bei der chemischen Absorption wird aufgrund der chemischen Reaktion Wärme frei, die um einen besseren Umsatz zu erzielen durch Zwischenkühlungen 26 abgeführt wird. Das beladene Waschmittel gelangt anschließend in die Desorptionkolonne 22 in der über einen Reboiler 23 die Energie zugeführt wird, die zum Aufbrechen der chemischen Bindung zwischen dem Waschmittel und dem CO2 benötigt wird. Zusätzlich ist die Wasserbeladung des wieder freigesetzten CO2 am Desorberkopf aufgrund der höheren Temperatur höher als die, des im Absorber 20 behandelten Rauchgases, sodass hierzu ebenfalls Energie zugeführt werden muss. Gesamtbedarf 3600 kJ/(kg CO2) für im MEA/Wasser-Verhältnis von 30/70. Die Temperatur die in der Desorptionskolonne 22 für das Aufbrechen der chemischen Bindung notwendig ist liegt bei dem beschriebenen System bei etwa 120 ° C. Damit ergibt sich am Desorberkopf ein vollständig wassergesättigter C02-Strom, der eine Temperatur von etwa 115 0C aufweist. Nach einer Abkühlung des CO2 und einer damit einhergehenden Kondensation des mitgeführten Wassers kann eine C02-Kompression erfolgen. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird das CO2 in einer neunstufigen Kompression auf 200 bar verdichtet. Dabei wird aufgrund einer energieeffizienten Verdichtung zwischen den ersten sieben Stufen jeweils eine Zwischenkühlung 37 zwischengeschaltet. Die Zwischenkühlung findet auf einem Temperaturniveau von etwa 65 auf 30 0C statt. Die letzten Kompressionsstufen werden ohne Zwischenkühlung aneinandergereiht. Anschließend hat der komprimierte CO2- Strom eine Temperatur von etwa 190 °C. Diese Temperatur ist für eine weitere Verarbeitung des CO2 zu hoch, sodass eine weitere Kühlung 35 notwendig wird. Im Anschluss liegt das CO2 bei ca. 25 ° C/200 bar und in flüssigem Aggregatzustand vor. Als „Wärmequelle" nutzbare Anlagenkomponenten sind:
- Das am Kopf des Desorbers 22 austretende CO2 ist vollständig mit Wasser gesättigt und hat bei einem Druck von ca. 2 bar eine Temperatur von etwa 115 ° C. Bei einem Massenstrom von ca. 250 kg/s sind ca. 40 % Wasser enthalten. Mit einem separaten Wasser-Kreislauf kann ein Wassermassenstrom von ca. 1050 kg/s auf etwa 1050C aufgeheizt werden. Für die Aufheizung eines solchen Wassermassenstroms ist der Wärmetauscher 33 die als „Wärmequelle" nutzbare Anlagenkomponente. Aber auch die Leitung 26 kann als Wärmequelle fungieren. Mit dem Wassermassenstrom können die als „Wärmesenke" genutzten Anlagenkomponenten Wärmetauscher WTl und/oder WT3 und/oder WT6 und/oder WTlO und/oder WT9 betrieben werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Wasser gesättigte CO2 in jedem Fall vor der Kompression abgekühlt und von einem Großteil des Wassers befreit werden muss. Im Volllastfall kann das CO2 mit den genannten Wärmetauschern WTl und/oder WT3 und/oder WT6 und/oder WT9 und/oder WTlO auf eine Temperatur von 6O 0 C und einen Wassergehalt von 4% gesenkt werden.
Das in der C02-Kompression 27 auf 200 bar und 1900C komprimierte CO2 muss für die weitere Verarbeitung kondensiert bzw. abgekühlt werden. Der C02-Massenstrom beträgt ca. 150 kg/s. Mit diesem C02-Massenstrom können die als „Wärmesenke" genutzten Anlagenkomponenten
Wärmetauscher WT2 oder alternativ WT4 oder WT7 und WT5 oder WT9 betrieben werden. Als „Wärmequelle" genutzte Anlagenkomponenten sind hierbei der Wärmetauscher 35 und/oder die Leitung 28.
- In der Zwischenkühlung der C02-Kompression 27 wird das CO2 von ca. 65°C auf ca. 35°C heruntergekühlt. Hiermit können die als „Wärmesenke" genutzten Anlagenkomponenten Wärmetauscher WT8 und/oder WTIl betrieben werden. Hierbei werden die Wärmetauscher 37 als „Wärmequellen" ausbildenden Anlagenkomponenten genutzt. - In der Zwischenkühlung des Absorbers 20 wird die Waschlösung, die sich aufgrund der Absorptionswärme auf Ca. 6O0C erwärmt, wieder auf ca. 40°C heruntergekühlt um die CO2-Aufnahmefähigkeit der Waschlösung zu verbessern. Diese Kühlung erfolgt mittels der als „Wärmequelle" genutzten Anlagenkomponenten Wärmetauscher 36. Mit der dadurch gewonnenen thermischen Energie können die als „Wärmesenke" genutzten Anlagenkomponenten Wärmetauscher WT8 und/oder WTIl betrieben werden. - Der Rücklauf 31 des Reboilers hat eine Temperatur von ca.
120 ° C. Der Massenstrom an warmem Wasser beträgt ca. 220 kg/s. Damit können die Wärmetauscher WT12 und/oder WT15 und/oder WT16 betrieben werden. Der Wärmetauscher 24 stellt in diesem Fall (Fig. 7 und Fig. 8) eine als „Wärmequelle" genutzte Anlagenkomponente dar. Als „Wärmesenken" im Ausführungsbeispiel eines Steinkohle befeuerten 850 MWei Kraftwerksblocks dienen:
Die ND-Vorwärmstrecke 10 mit einer Temperaturspanne von 20 bis 120° C. Hier sind die Wärmetauscher WTl, WT2, WT5, WT12 und WT15 hinzugefügt.
- Die HD-Vorwärmstrecke 13 mit einer Temperaturspanne von 160 bis 2900C. Hier ist der Wärmetauscher WT14 hinzugefügt. Dies ist ein Sonderfall, da hier nicht direkt aus Cθ2-Wäsche/Kompression beheizt wird, sondern aus einem Luvo-Bypass 59, der durch WTlO möglich wird.
- Das Fernwärmeauskopplungssystem mit einer Temperaturspanne von 46 bis 136°C. Hier sind die
Wärmetauscher WT3, WT4 und WT16 hinzugefügt.
Die Frischluftvorwärmung wobei die Frischluft je nach Jahreszeit mit einer Temperatur zwischen -10 und 300C vorliegt. Hier ist der Wärmetauscher WTlO hinzugefügt.
- Im Fall einer teilweisen Behandlung des Rauchgases werden die rückführbaren Wärmemengen aus der CO2- Wäsche/Kompression geringer, so dass hier auch Abwärmen aus der Absorberzwischenkühlung 36 oder der der Korαpressionszwischenkühlung 37 im Wärmetauscher WTlI zu verwenden sind.
- Die Trocknungsanlage für den Brennstoff (bei Braunkohle) , wobei der Brennstoff mit einer
Eingangstemperatur von 150C vorliegt. Hier ist der Wärmetauscher WT9 hinzugefügt. Im Fall einer teilweisen Behandlung des Rauchgases werden die rückführbaren Wärmemengen aus der Cθ2-Wäsche/Kompression geringer, so dass Abwärmen aus der Absorberzwischenkühlung 37 der der Kompressionszwischenkühlung 36 im Wärmetauscher WT8 zu verwenden sind. Der WT 1 überträgt Wärme aus einem Teilstrom 33 der Desorberkopfwärme auf die ND-Vorwärmstrecke 10. Hier wird ca. 50 % (100 % bei 200 MW Fernwärmeauskopplung) des ankommenden Kondensats von 20 (29 ° C bei 200 MW Fernwärmeauskopplung) auf 1000C erwärmt. Dabei werden ca. 32 MW (ca. 60 MW bei 200 MW Fernwärmeauskopplung) auf den Wasser-Dampf-Kreislauf übertragen. Die Wirkungsgradsteigung durch diesen Wärmetauscher WTl beträgt 0,38 %-Punkte (0,79 %-Punkte bei 200 MW Fernwärmeauskopplung) . Der WT2 überträgt Wärme 25 aus der letzten Stufe der CO2- Kompression auf die ND-Vorwärmstrecke 10. Hier wird ca. 50 % des ankommenden Kondensats von 20 auf 1200C erwärmt. Dabei werden ca. 49 MW auf den Wasser-Dampf-Kreislauf übertragen. Die Wirkungsgradsteigerung durch diesen Wärmetauscher WT2 beträgt 1,19 %-Punkte. Dieser Wärmetauscher wird alternativ zum WT4 eingesetzt, welcher nur eingesetzt wird, wenn Fernwärme 44 ausgekoppelt wird.
Der WT3 überträgt Wärme 33 aus einem Teilstrom der Desorberkopfwärme auf den Fernwärmekreislauf 44. Hier wird ca. 60 % des Fernwärmerücklaufs von 46 0C auf 100 0C erwärmt. Dabei werden ca. 80 MW auf den Fernwärmekreislauf 44 übertragen. Die Wirkungsgradsteigerung durch diesen Wärmetauscher WT3 beträgt 1,70 %-Punkte.
Der WT4 überträgt Wärme 35 aus der letzten Stufe der CO2- Kompression 27 auf den Fernwärmekreislauf 44. Hier wird Ca. 20 % des Fernwärmerücklaufs von 46° C auf 136°C erwärmt. Dabei werden ca. 40 MW auf den Fernwärmekreislauf 44 übertragen. Die Wirkungsgradsteigerung durch diesen Wärmetauscher WT4 beträgt 1,36 %-Punkte. Dieser Wärmetauscher wird alternativ zum WT2 eingesetzt, der nur eingesetzt wird, wenn keine Fernwärme ausgekoppelt wird. Der WT5 überträgt Wärme 35 aus der letzten Stufe der CO2- Kompression 27 auf die ND-Vorwärmstrecke 10. Der Wärmetauscher WT5 wird allerdings nicht direkt aus der CO2- Kompression gespeist sondern vorzugsweise aus dem Rücklauf aus WT4. Der Wärmetauscher WT5 wird also vorzugsweise nur eingesetzt, wenn der Wärmetauscher WT4 arbeitet, also wenn Fernwärme ausgekoppelt wird. Grund dafür ist, dass der Rücklauf von WT4 mit ca. 5O0C deutlich höher ist als der von WT2 mit 25°C und somit sich noch dazu eignet sowohl den komprimierten C02-Strom weiter abzukühlen als auch 100 % des Kondensates von 20 auf 3O0C aufzuwärmen. Dabei werden ca. 10 MW auf das Kondensat vor den ND-Vorwärmern übertragen. Die Wirkungsgradsteigerung durch diesen Wärmetauscher beträgt 0,36 %-Punkte. Der WT6 überträgt Wärme 33 aus einem Teilstrom der Desorberkopfwärme auf den Fernwärmekreislauf 44. Hier wird in der Ausführungsform gemäß Fig. 4 eine Fernwärmeerzeugung betrachtet, die ausschließlich mit Abwärme aus der CO2- Wäsche/Kompression 58/27 gespeist wird. Dabei werden ca. 30 MW auf den Fernwärmkreislauf 44 übertragen.
Der WT7 überträgt Wärme 35 aus der letzten Stufe der CO2- Kompression 27 auf den Fernwärmekreislauf 44. Hier wird (Fig. 4) eine Fernwärmeerzeugung betrachtet, die ausschließlich mit Abwärme aus der C02-Wäsche/Kompression 58/27 gespeist wird. Dabei werden ca. 20 MW auf den Fernwärmkreislauf übertragen.
Der WTlO überträgt Wärme 33 aus einem Teilstrom der Desorberkopfwärme auf die Frischluft 50. Dabei werden ca. 57 MW Wärme auf die Frischluft übertragen, die bei einem Massenstrom von ca. 640 kg/s mit 150C eintritt und mit 1000C austritt. Die Wirkungsgradsteigerung durch diesen Wärmetauscher beträgt 1,22 %-Punkte (1,16 %-Punkte bei 200 MW Fernwärmeauskopplung) .
Der Wärmetauscher WTlI kann auf zwei Weisen betrieben werden: a) durch Abwärme (36} aus der Absorberzwischenkühlung oder b) durch die Kompressionszwischenkühlung 37. Auf beide Weisen wird der WTIl mit einer Vorlauftemperatur von ca. 60 °C eingesetzt. Dieser Wärmetauscher WTIl kann eingesetzt werden, wenn nur ein geringer Teilstrom des Rauchgases in der CO2- Wäsche/Kompression 58/27 behandelt wird. Damit wird die rückführbare Wärmemenge aus der Cθ2-Wäsche/Kompression 58/27 geringer, so dass Abwärmen aus der Absorberzwischenkühlung 36 oder der Kompressionszwischenkühlung 37 im WTIl zu verwenden sind. Der WT14 wird mittels eines Luvo-Bypasses 59 betrieben. Dieser Wärmetauscher WT14 kann eingesetzt werden, da durch den WTlO die Frischluft um ca. 850C wärmer in den Luvo 57 eintritt. Die Luvoaustrittstemperatur der Frischluft ist allerdings auf 34O0C begrenzt, so dass hier durch den Luvo- Bypass 59 Wärme auf einem höheren Temperaturniveau abgenommen werden muss. In diesem Wärmetauscher WT14 werden ca. 150 kg/s Rauchgas von 3800C auf 170 0C abgekühlt. Auf der anderen Seite kann durch diese Wärmemenge ca. 200 kg/s Wasser von 1600C auf 2050C aufgeheizt werden. Dieser Wassermassenstrom wird zur Überbrückung des ersten HD- Vorwärmers der Hochdruckerwärmung 13 eingesetzt. Mit diesem Wärmetauscher WT14 werden ca. 40 MW übertragen. Die Wirkungsgradsteigerung durch diesen Wärmetauscher WT14 beträgt 1,3 %-Punkte (ebenfalls bei 200 MW Fernwärme auch). Der Wärmetauscher WT16 überträgt Wärme 35 aus dem Reboiler- Rücklauf Sl auf den Fernwärmekreislauf 44. Hier wird der gesamte Fernwärmemassenstrom von 95 0C auf 1050C erwärmt. Der Reboiler-Rücklauf Sl wird dabei von ca. 1200C auf 1000C abgekühlt. Dabei werden ca. 20 MW an Wärme übertragen. Der Wärmetauscher wird zwischen dem dritten und vierten Wärmetauscher des im Ausführungsbeispiel der Figuren 2, 3, 7 und 8 jeweils vier Wärmetauscher aufweisenden Fernwärmekreislaufes 44 eingesetzt und verringert den Bedarf an KZÜ-Dampf erheblich. Die Wirkungsgradsteigerung durch den Wärmetauscher WT16 beträgt 0 , 90%-Punkte.
Die Wärmetauscher WT12 und WT15 übertragen Wärme aus dem Reboiler-Rücklauf Sl auf die ND-Vorwärmstrecke. Hier wird vorzugsweise der gesamte im WTl auf 1000C aufgewärmte Massenstrom auf 116°C erwärmt. Der Reboiler-Rücklauf wird dabei von ca. 1200C auf HO0C abgekühlt. Dabei werden Ca. 8 MW an Wärme übertragen. Diese Wärmetauscher WT12 und WTl5 sind sowohl zwischen dem vierten und fünften Wärmetauscher der in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1, 2, 7 und 8 jeweils fünf Wärmetauscher aufweisenden ND-Vorwärmstrecke der Niederdruckvorwärmung 10 eingesetzt und verringern den Bedarf an MD-Dampf. Die Wirkungsgradsteigerung durch diesen Wärmetauscher beträgt O, 4%-Punkte.
Der WT9 überträgt Wärme aus: a) einem Teilstrom der Desorberkopfwärme 33 und b) der letzten Stufe der CO2- Kompression 35 auf den Brennstoff, um ihn von 15 0C ausgehend vorzuwärmen.
Der Wärmetauscher WT8 kann auf zwei Weisen betrieben werden: a) durch Abwärme aus der Absorberzwischenkühlung 36 oder b) durch die Kompressionszwischenkühlung 37. Auf beide Weisen wird der WT8 mit einer Vorlauftemperatur von Ca. 6O0C eingesetzt. Legt man ein Kraftwerk 1 mit einer 200 MW thermischen Fernwärmeauskoppelung ohne die erfindungsgemäße Abwärmenutzung zugrunde, kann man von einem elektrischen Gesamtbruttowirkungsgrad von 31,4 % und einem Nettowirkungsgrad von 25,91 % bei einem elektrischen Eigenbedarf von 94 MW ausgehen. Wenn bei einem solchen Kraftwerk die Wärmetauscher WTl, WT2, WTlO, WT14 und WT12 oder WT15 eingesetzt und in Betrieb sind, beträgt der Gesamtbruttowirkungsgrad des Kraftwerkblocks einschließlich der kompletten Cθ2-Wäsche/C02-Kompression durch die Rückeinkoppelung der Wärme 43,13 % bei einem Nettowirkungsgrad von 37,42 % und einem elektrischen Eigenbedarf von ca. 93 MW. Im Vergleich zu einem identischen Kraftwerk ohne CO2-Wäsche bedeutet dies einen Gesamtnettowirkungsgradverlust von 7,83 %-Punkten, wobei durch die erfindungsgemäße Wärmerückkoppelung dieser Gesamtnettowirkungsgradverlust um 4,56 %-Punkte vermindert wird, durch den Einsatz der C02-Wäsche/Kompression also lediglich noch ein Gesamtnettowirkungsgradverlust von 3,27 %- Punkten eintritt.
Bei einem Kraftwerk mit Fernwärmeauskopplung, bei welchem dann die Wärmetauscher WTl, WT3, WT4, WT5, WTlO, WT14 und WT16 eingesetzt und in Betrieb sind, lässt sich dann ein elektrischer Gesamtbruttowirkungsgrad des Kraftwerksblockes mit vollständiger C02-Wäsche/C02-Kompression und Rückeinkopplung der Wärme bei 200 MW thermischer Wärmeauskopplung von 39,31 % erreichen. Der Nettowirkungsgrad liegt dann bei 33,64 % bei einem elektrischen Eigenbedarf von 93 MW. Damit liegt der Gesamtnettowirkungsgrad einer solchen Gesamtanlage dann um 7,73 %-Punkte über dem eines identischen Prozesses ohne erfindungsgemäße Rückeinkopplung von Abwärme. Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder das erfindungsgemäße Kraftwerk 1 kann auch derart ausgebildet sein, dass Wärme aus solarthermisch und/oder geothermischen Wärmequellen WTl, WT2, WT5 zur Niederdruck-Vorwärmung, zur Beheizung eines dem Kraftwerk 1 zugeordneten Fernwärmekreislaufs WT3, WT4 und/oder zur Frischluftvorwärmung WTlO, WTIl mit zugeordnetem LuVo-Bypass 59 zu einem Wärmeverschub in einem Wärmestrom im Bereich des Wasser-Dampfkreislaufes des Kraftwerks 1, insbesondere bei der Niederdruck- und/oder Hochdruck- Vorwärmung, und/oder einem Kraftwerk 1 zugeordnetem Fernwärmekreislauf, vorzugsweise in Kombination mit einer CO2-Wasche 58, genutzt wird bzw. nutzbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Wärmerückgewinnung mittels Verbindung mehrerer Wärmeströme eines fossil befeuerten, insbesondere kohlebefeuerten, Kraftwerks (1) mit der Verbrennung nachgeschalteter CO2-Wäsche (58) des Rauchgases mittels chemischer Absorption und/oder Desorption und zugeordneter C02-Kompression (27), dadurch gekennzeichnet,
dass aus dem Wärmestrom der CO2-Wäsche (58) mit zugeordneter C02-Kompression (27) thermische Energie in Form mindestens eines TeilwärmeStroms (Q8, Qg, Qio, Qu) ausgekoppelt und in ein unmittelbar oder mittelbar an den Wärmestrom des Kessels (2) oder Dampferzeugers des Kraftwerks (1) gekoppelten Wärmestrom wieder eingekoppelt wird und/oder dass aus dem Rauchgaswärmestrom (Q3) thermische Energie in Form mindestens eines Teilwärmestroms (Q12, Q13, Q14) ausgekoppelt und in den Wärmestrom der CO2-Wäsche (58) mit zugeordneter Cθ2-Kompression (27) wieder eingekoppelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der CO2-Wäsche (58) mit zugeordneter CO2-
Kompression (27) vorhandene thermische Energie mittels mindestens einer dort als Wärmequelle nutzbaren Anlagenkomponente {26, 28, 33, 35, 36, 37) als Teilwärmestrom aus dem Wärmestrom der CO2-Wäsche (58) mit zugeordneter C02-Kompression (27) ent- oder ausgekoppelt wird und/oder im Bereich einer Rauchgasleitung (17) vorhandene thermische Energie mittels mindestens einer dort als Wärmequelle nutzbaren Anlagenkomponente (WT13, WT14, WT17, WT21) aus dem Wärmestrom des Rauchgases ent- oder ausgekoppelt wird und die jeweils durch die Ent- oder Auskoppelung in Form des mindestens einen Teilwärmestromes gewonnene thermische Energie im Bereich des Kraftwerks (1) außerhalb des jeweiligen Ent- oder Auskoppelungsbereiches mittels mindestens einer dort für die gewonnene thermische Energie jeweils als Wärmesenke nutzbaren weiteren Anlagenkomponente (WT1-WT12, WT15, WT16, WT19, WT20) wieder in den Wärmestrom des Kraftwerks (1) eingekoppelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Cθ2~Wäsche (58) mit zugeordneter C02-Kompression (27) in einem COa-reichen Gasstrom und/oder im verwendeten Absorptionsmittel vorhandene thermische Energie ent- oder ausgekoppelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Rauchgasleitung und/oder im Bereich einer einen Luftvorwärmer (57) umgehenden Bypass-Rauchgasleitung (59) im Rauchgas vorhandene thermische Energie ent- oder ausgekoppelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der CO2- Wäsche (58) mit zugeordneter C02-Kompression (27) ent- oder ausgekoppelte thermische Energie außerhalb des Bereiches der Cθ2~Wäsche (58) mit zugeordneter CO2- Kompression (27), insbesondere in den Wasser-Dampf- Kreislauf und/oder einen Fernwärmekreislauf (44) und/oder in eine kohleführende Kohleleitung (55) und/oder eine Frischluftleitung (56) , wieder in den Wärmestrom des Kraftwerks (1) eingekoppelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Rauchgasleitung (17) und/oder im Bereich der Bypass- Rauchgasleitung (59) ent- oder ausgekoppelte thermische Energie außerhalb des Bereiches der Rauchgasleitung (17) und/oder der Bypass-Rauchgasleitung (59) in den Wasser- Dampf-Kreislauf und/oder den Fernwärmekreislauf (44) und/oder den Bereich der CO2-Wäsche (58) mit zugeordneter C02-Kompression (27), insbesondere einen Wärmetauscher (24) eines Reboilers (23), wieder eingekoppelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ent- oder Auskoppelung der thermischen Energie mittels einer oder mehrerer am C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder in CO2-Strömungsrichtung hinter der C02-Kompression und/oder im Bereich der Cθ2~Wäsche- Absorberzwischenkühlung und/oder im Bereich der CO2- Kompression-Zwischenkühlung ausgebildeter Wärmequelle (n) (26, 28, 33, 35, 36, 37) und die Wiedereinkoppelung der thermischen Energie mittels einer oder mehrerer im Bereich der Niederdruckvorwärmung (10) und/oder in Kondensatströmungsrichtung vor der Niederdruckvorwärmung (10) und/oder in einem Fernwärmekreislauf (44) und/oder in einer Frischlufterwärmung und/oder in einer Kohletrocknung ausgebildeten/ausgebildeter und wärmeenergieleitungsmäßig mit der/den Wärmequelle (n) (26, 28, 33, 35, 36, 37) verbundene (n) Wärmesenke (n) (WTl, WT2, WT3, WT4, WT5, WT6, WT7, WT8, WT9, WTlO, WTIl, WT12) durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ent- oder Auskoppelung der thermischen Energie mittels einer oder mehrerer in der Rauchgasleitung und/oder in der Bypass- Rauchgasleitung (59) ausgebildeter Wärmequelle (n) (WT13, WT14, WT17, WT21) und die Wiedereinkoppelung der thermischen Energie in den Wasser-Dampf-Kreislauf im Bereich der Niederdruckvorwärmung (10) und/oder der Hochdruckvorwärmung (13) und/oder in den Fernwärmekreislauf (44) und/oder in den Bereich der CO2- Wäsche (58), insbesondere in den Reboiler (23), vorzugsweise einen Wärmetauscher (24) des Reboilers (23) , durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der CO2- Wäsche (58) mit zugeordneter C02-Kompression (27) ent- oder ausgekoppelte thermische Energie mittels in einem Rankine-Kreislauf (69) angeordneter Wärmetauscher (WT19, WT20) wieder in den Wärmestrom des Kraftwerks (1) eingekoppelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem Kraftwerk nach einem der Ansprüche 11-29 durchgeführt wird.
11. Kraftwerk, insbesondere fossil befeuertes und vorzugsweise kohlebefeuertes Kraftwerk (1), mit einer der Verbrennung nachgeschalteten CO2-Wäsche (58) des Rauchgases mittels chemischer Absorption und/oder Desorption und zugeordneter Cθ2-Kompression [2I)1 dadurch gekennzeichnet,
dass im Bereich der CO2-Wäsche (58) mit zugeordneter C02-Kompression (27) mindestens eine als Wärmequelle genutzte und die Ent- oder Auskoppelung von thermischer Energie aus dem Wärmestrom der CO2~Wäsche mit zugeordneter C02-Kompression bewirkende Anlagenkomponente (26, 28, 33, 35, 36, 37) angeordnet und/oder ausgebildet ist und/oder im Bereich einer
Rauchgasleitung (17) und/oder einer einen Luftvorwärmer
(57) umgehenden Bypass-Rauchgasleitung (59) mindestens eine als Wärmequelle genutzte und die Ent- oder
Auskoppelung von thermischer Energie aus dem
Rauchgasstrom bewirkende Anlagenkomponente (WT13, WT14,
WT17, WT21) angeordnet und/oder ausgebildet ist und im
Bereich des Kraftwerks (1) mindestens eine mit dieser Anlagenkomponente wärmeenergieleitungsmäßig verbundene sowie als Wärmesenke (WTl, WT2, WT3, WT4, WT5, WT6, WT7, WT8, WT9, WTlO, WTIl, WT12) genutzte und die Wiedereinkoppelung der entkoppelten oder ausgekoppelten thermischen Energie in den Wärmestrom des Kraftwerks (1) außerhalb des jeweiligen Ent- oder Auskoppelungsbereiches bewirkende, vorzugsweise weitere, Anlagenkomponente (WT1-WT12, WT15, WTlβ, WT19, WT20) angeordnet und/oder ausgebildet ist.
12. Kraftwerk (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass am C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder in CO2-Strömungsrichtung hinter der CO2- Kompression (27) und/oder im Bereich der CO2-Wäsche- Absorberzwischenkühlung und/oder im Bereich der CO2- Kompression-Zwischenkühlung eine oder mehrere zur Wärmeübertragung als Wärmequelle (n) genutzte Anlagenkomponente (n) (33, 35, 36, 37) angeordnet und/oder ausgebildet ist/sind, die jeweils in ein Wärmeträgermedium führender Weise wärmeenergieleitungsmäßig mit einer oder mehreren im Bereich der Niederdruckvorwärmung (10) und/oder in Kondensatströmungsrichtung vor der Niederdruckvorwärmung (10) und/oder in einem Fernwärmekreislauf (44) und/oder in der Frischlufterwärmung und/oder in der Kohletrocknung angeordneten und als Wärmesenke (n) eine Wärmeübertragung bewirkenden Anlagenkomponente (n) (WTl, WT2, WT3, WT4, WT5, WTβ, WT7, WT8, WT9, WTlO, WTIl, WT12) verbunden ist/sind.
13. Kraftwerk (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Cθ2-Wäsche (58) mit zugeordneter C02-Kompression (27) mindestens eine, eine Wärmequelle, insbesondere für ein separates Wärmeträgermedium, ausbildende Anlagenkomponente, vorzugsweise ein Wärmetauscher (33, 35), ausgebildet und in der wärmeenergieleitungsmäßig ein Medium, vorzugsweise das separate Wärmeträgermedium, führenden Weise mit mindestens einer im Bereich des Kraftwerks (1) angeordneten weiteren, eine Wärmesenke, insbesondere für das separate Wärmeträgermedium, ausbildenden Anlagenkomponente, vorzugsweise einem weiteren Wärmetauscher (WTl, WT2, WT3, WT4, WT5, WTβ, WT7, WT8, WT9, WTlO, WTIl } , verbunden ist, wobei eine oder mehrere der aus einem Wärmetauscher (33) am Cθ2-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder einem Wärmetauscher (35) hinter der Cθ2-Kompression und/oder einem Wärmetauscher
(36) der Cθ2~Wäsche-AbsorberZwischenkühlung und/oder einem Wärmetauscher (37) der Cθ2-Kompression-
Zwischenkühlung ausgewählte (n) Anlagenkomponente (n) je einen als Wärmequelle fungierenden Wärmetauscher (33, 35, 36, 37,) und/oder eine nach einem Desorber (22) hoch Cθ2~haltiges Gas führende Leitung (26) eine als Wärmequelle genutzte Anlagenkomponente und/oder eine nach der Cθ2-Kompression flüssiges CO2 führende Leitung (28) eine als Wärmequelle genutzte Anlagenkomponente (n) sowie eine oder mehrere der aus einem Wärmetauscher der Niederdruckvorwärmung (WTl, WT2) und/oder einem Wärmetauscher vor der Niederdruckvorwärmung (WT5) und/oder einem Wärmetauscher im Fernwärmekreislauf (WT3, WT4, WTβ, WT7) und/oder einem Wärmetauscher der Kohletrocknung {WT8, WT9) und/oder einem Wärmetauscher der Frischlufterwärmung (WTlO, WTIl) ausgewählte (n) Anlagenkomponente (n) je einen als Wärmesenke fungierenden weiteren Wärmetauscher (WTl - WT11} ausbilden.
14- Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Wärmequelle ausbildende Wärmetauscher (33) am C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf wärmeenergieleitungsmäßig mit einem eine Wärmesenke ausbildenden Wärmetauscher (WTl, WT2 } der Niederdruckvorwärmung (10), insbesondere mit dem einer stromaufwärtsseitig zur Kondensatströmungsrichtung gelegenen Kondensatpumpe (9) nächstgelegenen Wärmetauscher (WTl), verbunden ist.
15. Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Wärmequelle ausbildende Wärmetauscher (35) hinter der C02-Kornpression wärmeenergieleitungsmäßig mit einem eine Wärmesenke ausbildenden Wärmetauscher (WTl, WT2) der
Niederdruckvorwärmung (10), insbesondere dem in
Kondensatströmungsrichtung einem Speisewasserbehälter
(11} nächstgelegenen Wärmetauscher (WT2) , und/oder dem eine Wärmesenke ausbildenden Wärmetauscher (WT5) vor der Niederdruckvorwärmung (10) verbunden ist.
16. Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (WT5) vor der Niederdruckvorwärmung (10) in einer Kondensatleitung
(14) in Kondensatströmungsrichtung hinter einer
Kondensatpumpe (9} und/oder die Wärmetauscher (WTl, WT2) der Niederdruckvorwärmung (10) in einer von der
Kondensatleitung (14) abzweigenden Bypass-Leitung (15) angeordnet ist/sind.
17. Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklauf des Wärmetauschers (WT2) der Niederdruckvorwärmung (10) wärmeenergieleitungsmäßig mit dem Vorlauf des Wärmetauschers (WT5) vor der Niederdruckvorwärmung verbunden ist.
18. Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetragermedium in einem vom
Wärmetauscher (35) hinter der C02~Kompression (27), dem in Kondensatströmungsrichtung einem Speisewasserbehälter (11) nächstgelegenen Wärmetauscher (WT2) und dem Wärmetauscher (WT5) vor der Niederdruckvorwärmung (10) gebildeten Kreislauf und/oder in einem vom Wärmetauscher (33} am C02-Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und dem zu einer in stromaufwärtsseitiger KondensatStrömungsrichtung gelegenen Kondensatpumpe (9) nächstgelegenen Wärmetauscher (WTl) gebildeten Kreislauf jeweils durch diese Wärmetauscher (35, WT2, WT5; 33, WTl) geführt ist.
19. Kraftwerk (1} nach einem der Ansprüche 11-18, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (33) am CO2- Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder der Wärmetauscher (35) hinter der Cθ2-Kompression mit einem oder mehreren in dem Fernwärmekreislauf (44) angeordneten Wärmetauscher (n) (WT3, WT4, WTβ, WT7) wärmeenergieleitungsmäßig verbunden ist/sind.
20. Kraftwerk (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der in dem Fernwärmekreislauf (44} angeordneten Wärmetauscher (WT3, WT4, WTβ, WT7} mit einem oder mehreren der der Niederdruckvorwärmung (10) zu- oder vorgeordneten Wärmetauscher (n) (WTl, WT2, WT5) wärmeenergieleitungsmäßig verbunden ist/sind.
21. Kraftwerk (1) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (WT5) vor der
Niederdruckvorwärmung (10} im Rücklauf des in dem Fernwärmekreislauf (44) angeordneten Wärmetauschers (WT4) und/oder im Rücklauf des der Niederdruckvorwärmung (10) zugeordneten Wärmetauschers (WT2) angeordnet ist.
22. Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-21, dadurch gekennzeichnet , dass die Wärmeenergiezufuhr für den Reboiler oder Verdampfer (23} in den Fernwärmekreislauf (44) integriert ausgebildet ist.
23. Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-22, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (33) am CO2- Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder der Wärmetauscher (35) hinter der Cθ2-Kompression (27) mit einem oder mehreren in einer mit einer Kohlemühle (54) verbundenen Kohleleitung (55) des Kraftwerks (1) angeordneten Wärmetauscher (n) {WT8, WT9) wärmeenergieleitungsmäßig verbunden ist/sind.
24. Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-23, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (33} am CO2- Wäsche-Desorber- oder Regeneratorkopf und/oder der Wärmetauscher (35) hinter der Cθ2-Kompression mit einem oder mehreren in einer dem Kessel (2) des Kraftwerks (1) Frischluft zuführenden Frischluftzuleitung (56) angeordneten Wärmetauscher (n) (WTlO, WTIl) wärmeenergieleitungsmäßig verbunden ist/sind.
25. Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-24 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in der Bypass- Rauchgasleitung (59) angeordneter Wärmetauscher (WT13, WT14) mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerks (1) im Bereich der Niederdruckvorwärrnung (10) oder der Hochdruckvorwärmung (13) wärmerenergieleitungsmäßig verbunden ist.
26. Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-25, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Bypass-Rauchgasleitung (59) angeordneter Wärmetauscher (WT17) wärmeenergieleitungsmäßig mit dem Fernwärmekreislauf (44) verbunden ist.
27. Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-26, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Bypass-Rauchgasleitung (59) angeordneter Wärmetauscher (WT21) wärmeenergieleitungsmäßig mit dem Reboiler (23) und /oder einem Wärmetauscher (24) des Reboilers (23) verbunden ist.
28. Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-27, dadurch gekennzeichnet, dass im Reboilerrücklauf (Si) ein wärmeleitungsmäßig mit dem Fernwärmekreislauf (44) verbundener Wärmetauscher (WT16) und/oder ein mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerks (1) , vorzugsweise im Bereich der Niederdruckvorwärmung (10), wärmeleitungsmäßig verbundener Wärmetauscher (WT12) angeordnet ist.
29. Kraftwerk (1) nach einem der Ansprüche 11-28, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (33) am CO2- Wäsche-Desorber oder -Regeneratorkopf und/oder der Wärmetauscher (35) hinter der C02-Kompression (27) und/oder der Wärmetauscher (36) der CO2-Wäsche- Absorberzwischenkühlung und/oder der Wärmetauscher (37) der CO∑-Kompression-Zwischenkühlung wärmeleitungsmäßig mit einem in einem Rankine-Kreislauf (69} angeordneten Wärmetauscher (WT19, WT20) verbunden ist/sind.
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