EP4548015A1 - Verfahren und anlage zur erzeugung von elektrischem strom und/oder wärme - Google Patents

Verfahren und anlage zur erzeugung von elektrischem strom und/oder wärme

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EP4548015A1
EP4548015A1 EP24740829.7A EP24740829A EP4548015A1 EP 4548015 A1 EP4548015 A1 EP 4548015A1 EP 24740829 A EP24740829 A EP 24740829A EP 4548015 A1 EP4548015 A1 EP 4548015A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dme
burner
flue gas
fuel
combustion
Prior art date
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Pending
Application number
EP24740829.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Peschel
Peter Wasserscheid
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Forschungszentrum Juelich GmbH
Original Assignee
Forschungszentrum Juelich GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Forschungszentrum Juelich GmbH filed Critical Forschungszentrum Juelich GmbH
Publication of EP4548015A1 publication Critical patent/EP4548015A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02—Liquid fuel
    • F23K5/14—Details thereof
    • F23K5/22—Vaporising devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/32—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid using a mixture of gaseous fuel and pure oxygen or oxygen-enriched air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/04—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material using washing fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2700/00—Special arrangements for combustion apparatus using fluent fuel
    • F23C2700/02—Combustion apparatus using liquid fuel
    • F23C2700/026—Combustion apparatus using liquid fuel with pre-vaporising means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/9901—Combustion process using hydrogen, hydrogen peroxide water or brown gas as fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2215/00—Preventing emissions
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/15061—Deep cooling or freezing of flue gas rich of CO2 to deliver CO2-free emissions, or to deliver liquid CO2

Definitions

  • the present invention relates to a method for generating electrical power and/or heat in which a gaseous fuel is burned. Furthermore, the invention relates to a system for carrying out such a method with a burner for burning a gaseous fuel.
  • the invention therefore relates, for example, to the operation of gas-fired power plants which use chemical energy from the combustion of a fuel gas, such as natural gas, biogas, wood gas, etc., as primary energy.
  • a fuel gas such as natural gas, biogas, wood gas, etc.
  • the generation of electricity using gas-fired power plants is referred to as gas-fired power generation and can be carried out using various types of thermal power plants.
  • gas-fired power generation In addition to classic steam power plants (gas turbines) with natural gas firing, gas and steam combined cycle power plants (CCPPs) are particularly common.
  • fuel cell power plants are used, which are not referred to as gas-fired power plants, although they also use a fuel gas, of course mostly hydrogen, which can be obtained from natural gas, for example, by reforming it.
  • Pure gas power plants in particular are often used in a load-flexible manner (demand side management and redispatch) in order to match electricity generation from renewable energies with electricity demand and, in particular, to balance out fluctuations in electricity generation from renewable energies.
  • Combined cycle power plants are more efficient than pure gas power plants, but are not as load-flexible as pure gas power plants.
  • non-fossil fuels such as hydrogen (H 2 ) and ammonia (NH 3 ).
  • ammonia as a fuel gas
  • glass and cement plants do not have gas processing systems such as DeNox or REA.
  • the ammonia is first broken down into nitrogen (N 2 ) and hydrogen (H 2 ) or into forming gas (stoichiometric mixture of N 2 and H 2 in a ratio of 1:3) by an NH3 cracker and then used in the furnace.
  • N 2 nitrogen
  • H 2 hydrogen
  • forming gas stoichiometric mixture of N 2 and H 2 in a ratio of 1:3
  • the system for carrying out the method is characterized in that the burner is designed to burn a gaseous fuel that contains more than 50 mol%, in particular more than 60 mol% DME (dimethyl ether), and that an evaporation device is provided upstream of the burner, which is designed to evaporate liquid DME and thus bring it into a gaseous state, wherein the evaporation device is connected to the burner directly, i.e. without the interposition of a device, in particular a reforming device, for converting the gaseous DME into a hydrogen carrier other than DME, in order to feed the gaseous DME directly to the burner.
  • a device in particular a reforming device
  • the burner is preferably designed to burn a gaseous fuel that contains more than 70 mol%, in particular more than 85 mol% and preferably more than 95 mol% DME, wherein the burner should be designed to burn a gaseous fuel that, apart from impurities, contains exclusively DME.
  • the invention is therefore based on the idea of using dimethyl ether as a fuel in the context of electricity generation and/or heat generation.
  • Dimethyl ether can be used equally as a fuel in gas power plants, combined cycle power plants or fuel cell power plants.
  • the combustion of the gaseous fuel in a burner/combustion chamber of a non-closed cycle with supercritical CO 2 as working medium, in particular according to the Brayton, Matiant or Allem cycle or process variants derived therefrom, or the combustion of the gaseous fuel takes place in the burner/combustion chamber of a gas power plant and/or a gas and steam power plant and/or as part of the operation of a fuel cell.
  • the system according to this embodiment is characterized in that the burner is part of a heat engine operating according to a non-closed cycle with supercritical CO 2 as working medium, in particular according to the Brayton, Matiant or Allem cycle or process variants derived therefrom, or part of a gas power plant and/or a gas and steam power plant and/or a fuel cell system, in particular a gas turbine.
  • the burner/combustion chamber can be designed to burn DME with supercritical CO 2 as working medium with O 2 .
  • Dimethyl ether is a fuel that can be produced from CO2 and sustainably produced hydrogen.
  • the only CO2 released during combustion is that which was previously removed from the environment to produce dimethyl ether. This means that the combustion process and the production process for the DME together are CO2 -neutral.
  • the DME according to the invention is burned directly, i.e. there is no conversion of the gaseous DME into another hydrogen carrier.
  • investments such as the use of a reforming plant or hydrogen purification plant, which are associated with the use of other hydrogen-based fuels, for example NH 3 or LOHC, can be dispensed with.
  • the invention provides that the DME (dimethyl ether) is supplied in liquid form and evaporated before combustion. For this purpose, a corresponding evaporation device is provided upstream of the burner.
  • CO 2 carbon dioxide
  • a corresponding CO 2 separation device is provided downstream of the burner.
  • CO 2 separation can be carried out using DME as a washing agent, for example.
  • the flue gas/gas mixture is suitably dried before the CO 2 separation. It is also possible to separate some of the water contained in the flue gas by condensation. The condensation of the water takes place at temperatures as low as possible above freezing point. After washing with DME, the flue gas/gas mixture can also be washed with water to avoid DME losses.
  • the CO2 removal can be carried out by chemical scrubbing, in particular by amine scrubbing in one or two stages and/or by physical scrubbing, in particular based on methanol and/or by a membrane process and/or by an adsorption process.
  • the carbon dioxide (CO 2 ) separated from the flue gas/gas mixture is preferably fed into a process for producing DME in order to form a closed circuit. Since the process for producing DME is very energy-intensive, it will usually take place spatially separate from the place where electricity is generated. In this case, the carbon dioxide (CO 2 ) is transported to the place where DME is produced using means of transport.
  • Tankers can be used as a means of transport, with tankers being preferred to transport DME from the place where DME is produced to the place where the endothermic production process takes place. This design is based on the consideration that the physical properties of DME and CO 2 are very similar, so that CO 2 and DME can be transported or stored in the same transport ship with the same tanks.
  • the tanks can either be equipped with a membrane so that DME and CO 2 do not mix, or additional stationary tanks can be installed to prevent DME and CO 2 from mixing.
  • the invention creates a closed CO 2 cycle in which the CO 2 released during DME combustion is captured and fed back into DME production as a carbon source. CO 2 storage is therefore obsolete and the environment is not burdened with CO 2 emissions due to the combustion itself.
  • DME is used as fuel.
  • the processes can also be carried out with other fuels.
  • a fuel can be used which mainly contains DME and additionally other fuels, in particular hydrogen (H 2 ) and/or methane (CH 4 ).
  • a fuel can be used for a limited period of time which contains pure hydrogen (H 2 ) and/or methane (CH 4 ) without DME.
  • pure oxygen (O 2 ) is fed to the combustion for O 2 enrichment, wherein, in particular, the oxygen (O 2 ) is generated by means of electrolysis from water and/or by cryogenic air separation and/or by a high-temperature membrane process and/or wherein, in particular, carbon dioxide (CO 2 ) produced during combustion is separated by means of condensation from the flue gas produced during combustion.
  • the combustion air is enriched with oxygen (O 2 ) to achieve better efficiency (oxyfuel process).
  • the oxygen (O 2 ) is generated by means of electrolysis from water and/or by cryogenic air separation and/or by a high-temperature process.
  • the maximum flame temperature must be observed when oxygenating the combustion air, so that the oxygen enrichment (without recycling) is limited.
  • CO 2 separation takes place as described above, but is more efficient due to the higher CO 2 partial pressure.
  • unreacted oxygen (O 2 ) is separated from the flue gas produced during the combustion of the fuel and/or during the production process and the oxygen (O 2 ) is returned to the combustion.
  • a certain amount of carbon dioxide (CO 2 ) that was separated from the flue gas can also be mixed with the oxygen (O 2 ) in order to adjust the flame temperature.
  • Figure 1 is a diagram in which the method according to the invention for generating electric current is shown schematically
  • Figure 2 is a circuit diagram showing an example of a CO 2 separation from flue gas produced by the process according to the invention.
  • liquid DME is supplied to the evaporation device 1, as indicated by the arrow A in Figure 1, and the DME is brought into a gaseous state in the evaporation device 1.
  • the energy required for this can be provided at least partially by the waste heat from the flue gas which is generated during combustion in the production process, as will be described below.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischem Strom und/oder Wärme, bei welchem ein gasförmiger Brennstoff verbrannt wird, wobei ein Brennstoff eingesetzt wird, der DME enthält oder daraus besteht.

Description

BESCHREIBUNG
VERFAHREN UND ANLAGE ZUR ERZEUGUNG VON ELEKTRISCHEM STROM UND/ODER WÄRME
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischem Strom und/oder Wärme, bei welchem ein gasförmiger Brennstoff verbrannt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit einem Brenner zur Verbrennung eines gasförmigen Brennstoffs.
Die Erfindung betrifft somit beispielsweise den Betrieb von Gaskraftwerken, welche als Primärenergie chemische Energie aus der Verbrennung eines Brenngases, wie beispielsweise Erdgas, Biogas, Holzgas etc. nutzen. Die Stromerzeugung mittels Gaskraftwerken wird als Gasverstromung bezeichnet und kann mit verschiedenen Arten von Wärmekraftwerken erfolgen. Neben klassischen Dampfkraftwerken (Gasturbinen) mit Erdgasbefeuerung sind vor allem Gas- und Dampf-Kombikraftwerke (GuD-Kraftwerke) gebräuchlich. Daneben kommen Brennstoffzellenkraftwerke zum Einsatz, die nicht als Gaskraftwerke bezeichnet werden, obwohl diese auch ein Brenngas umsetzen, natürlich meistens Wasserstoff, der beispielsweise durch Reformierung aus Erdgas gewonnen werden kann.
Gerade die reinen Gaskraftwerke werden oft lastflexibel (Demand Side Management und Redispatch) eingesetzt, um die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien mit dem Strombedarf abzugleichen und insbesondere Schwankungen bei der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien auszugleichen. GuD-Kraftwerke haben gegenüber reinen Gaskraftwerken einen höheren Wirkungsgrad, sind aber nicht so lastflexibel wie die reinen Gaskraftwerke. Um die CO2-Emissionen bei der Stromerzeugung zu reduzieren, wird sowohl der direkte Einsatz von elektrischer Energie aus erneuerbaren Energiequellen wie Photovoltaik oder Windkraft erprobt, als auch der Einsatz von nicht fossilen Brennstoffen wie Wasserstoff (H2) und Ammoniak (NH3).
Ebenso wird die CO2-Abtrennung aus den Rauchgasen und die anschließende Speicherung in Gesteinsschichten (Carbon Capture and Storage CCS) diskutiert. Das Verfahren ist allerdings sehr aufwendig. Ferner birgt die CO2-Speicherung Langzeitrisiken, ist gesellschaftlich in Deutschland nicht akzeptiert und auch nur verzögert umsetzbar, da es derzeit sehr lange dauert, bis entsprechende Reservoirs qualifiziert und genehmigt sind. Zudem können mit dieser Technologie nur ca. 90% der Emissionen reduziert werden.
Da die nachhaltige Herstellung von Wasserstoff (H2) bzw. Ammoniak (NH3) sehr energieintensiv und insofern in Mittel- und Nordeuropa schwer durchführbar ist, ist für die Versorgung der hiesigen Industrieanlagen ein Import notwendig. Weil Wasserstoff als Gas schlecht über große Distanzen transportiert werden kann, muss es verflüssigt werden (LH2). Alternativ kann der Wasserstoff durch chemische Reaktion in flüssige organische Wasserstoffträger (Liquid Organic Hydrogen Carriers; LOHC) oder in flüssige oder leicht verflüssigbare Wasserstoffträger wie Ammoniak (NH3) für den Transport umgewandelt werden.
Für den flüssigen Wasserstoff existiert derzeit noch keine ausgebaute Infrastruktur. Außerdem ist die Verflüssigung sehr energieintensiv. Heute werden noch recht kleine Verflüssiger mit einer Kapazität von 5-30 tpd H2 gebaut. Diese benötigen bis zu 12 kWh/kg Wasserstoff zur Verflüssigung. Daher ist der Transport von Wasserstoff gerade über Bulkchemikalien wie Ammoniak (NH3) bevorzugt, weil für diese die Transportinfrastruktur vorhanden ist.
Die direkte Verwendung von Ammoniak als Brenngas erfordert allerdings eine aufwendige NOX Entfernung und Brennergestaltung aufgrund der schlechten Brenngaseigenschaften von Ammoniak. Anders als Kraftwerke verfügen Glas- und Zementwerke jedoch über keine Gasaufbereitungen wie DeNox oder REA. Aus diesem Grund wird der Ammoniak in vielen Konzepten zunächst in Sticksoff (N2) und Wasserstoff (H2) oder in Formiergas (stöchiometrische Mischung aus N2 und H2 im Verhältnis 1 :3) durch einen NH3-Cracker zersetzt und anschließend in der Feuerung verwendet. Dies führt aber einerseits zu Energieverlusten und andererseits zu hohen Kapitalkosten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischem Strom und/oder Wärme der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass CO2-Emissionen verringert oder vermieden werden können.
Des Weiteren soll eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Brennstoff eingesetzt wird, der mehr als 50 mol-%, insbesondere mehr als 60 mol-% DME (Dimethylether) enthält, wobei das DME (Dimethylether) in flüssiger Form zugeführt und vor der Verbrennung verdampft wird, um es in einen gasförmigen Zustand zu bringen, und dass das gasförmige DME ohne weitere Umsetzung in einen von DME abweichenden Wasserstoffträger, insbesondere ohne einen der Verdampfung folgenden Reformierschritt, verbrannt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Brennstoff eingesetzt, der wenigstes 75 mol-%, insbesondere wenigstens 85 mol-% und insbesondere mehr als 90 mol-% DME enthält, wobei, insbesondere, ein in einem Betriebsmodus des Verfahrens ein gasförmiger Brennstoff verbrannt wird, der abgesehen von Verunreinigungen ausschließlich DME enthält.
Entsprechend ist die Anlage zur Durchführung des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, der Brenner ausgebildet ist, einen gasförmigen Brennstoff zu verbrennen, der mehr als 50 mol-%, insbesondere mehr als 60 mol-% DME (Dimethylether) enthält, und dass dem Brenner vorgeschaltet eine Verdampfungseinrichtung vorgesehen ist, die ausgebildet ist, um flüssiges DME zu verdampfen und so in einen gasförmigen Zustand zu bringen, wobei die Verdampfungseinrichtung mit dem Brenner direkt, das heißt ohne Zwischenschaltung einer Vorrichtung, insbesondere einer Reformiervorrichtung, zur Umwandlung des gasförmigen DMEs in einen von DME abweichenden Wasserstoffträger, verbunden ist, um das gasförmige DME unmittelbar dem Brenner zuzuführen. Dabei ist der Brenner in bevorzugter Weise ausgebildet, um einen gasförmigen Brennstoff zu verbrennen, der mehr als 70 mol-%, insbesondere mehr als 85 mol-% und bevorzugt mehr als 95 mol-% DME enthält, wobei der Brenner ausgebildet sein sollte, um einen gasförmigen Brennstoff zu verbrennen, der abgesehen von Verunreinigungen ausschließlich DME enthält.
Der Erfindung liegt somit die Überlegung zugrunde, Dimethylether als Brennstoff im Rahmen der Stromerzeugung und/oder Wärmeerzeugung einzusetzen. Dimethylether kann dabei gleichermaßen als Brennstoff in Gaskraftwerken, GuD-Kraftwerken oder auch Brennstoffzellenkraftwerken zum Einsatz kommen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Verbrennung des gasförmigen Brennstoffs in einem Brenner/einer Brennkammer einer nach einem nicht geschlossenen Kreisprozess mit superkritischen CO2 als Arbeitsmedium, insbesondere nach dem Brayton-, Matiant- oder Allem-Zyklus oder daraus abgeleitete Verfahrensvarianten, arbeitenden Wärmekraftmaschine erfolgt oder die Verbrennung des gasförmigen Brennstoffs in dem Brenner/der Brennkammer eines Gaskraftwerks und/oder eines Gas- und Dampfkraftwerks und/oder im Rahmen des Betriebs einer Brennstoffzelle erfolgt. Entsprechend ist die Anlage nach dieser Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner Teil einer nach einem nicht geschlossenen Kreisprozess mit superkritischen CO2 als Arbeitsmedium, insbesondere nach dem Brayton-, Matiant- oder Allem-Zyklus oder daraus abgeleitete Verfahrensvarianten, arbeitenden Wärmekraftmaschine oder Teil eines Gaskraftwerks und/oder eines Gas- und Dampfkraftwerks und/oder einer Brennstoffzellenanlage, insbesondere einer Gasturbine, ist. Insbesondere kann der Brenner/die Brennkammer ausgebildet sein, DME mit superkritischen CO2 als Arbeitsmedium mit O2 zu verbrennen.
Bei Dimethylether handelt es sich um einen Brennstoff, welcher aus CO2 und nachhaltig produziertem Wasserstoff hergestellt werden kann. Mit anderen Worten wird bei der Feuerung nur CO2 freigesetzt, welches zuvor der Umgebung zur Herstellung von Dimethylether entzogen wurde. Damit sind der Feuerungsprozess und der Herstellungsprozess für den DME zusammen genommen CO2-neutral.
Erfindungswesentlich ist, dass das erfindungsgemäße DME direkt verbrannt wird, also keine Umsetzung des gasförmigen DMEs in einen anderen Wasserstoffträger stattfindet. Insofern kann auf Investitionen wie beispielsweise den Einsatz einer Reformieranlage oder Wasserstoffreinigungsanlage, die mit der Verwendung anderer Brennstoffe auf Wasserstoffbasis, beispielsweise NH3 oder LOHC verbunden sind, verzichtet werden. Da Dimethylether üblicherweise in flüssiger Form transportiert wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das DME (Dimethylether) in flüssiger Form zugeführt und vor der Verbrennung verdampft wird. Hierzu ist dem Brenner vorgeschaltet eine entsprechende Verdampfungseinrichtung vorgesehen.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass Kohlendioxid (CO2) aus dem bei der Verbrennung des Brennstoffs entstehenden Rauchgas/Gasgemisch abgetrennt wird. Hierzu ist dem Brenner nachgeschaltet eine entsprechende CO2-Abscheidungsvorrichtung vorgesehen.
Die CO2-Abtrennung kann beispielsweise mit DME als Waschmittel betrieben werden. In diesem Fall wird das Rauchgas/Gasgemisch vor der CO2-Abtrennung zweckmäßiger Weise getrocknet. Ebenso ist es möglich, einen Teil des in dem Rauchgas enthaltenen Wassers durch Kondensation abzuscheiden. Die Kondensation des Wassers findet bei möglichst geringen Temperaturen über dem Gefrierpunkt statt. Nach der Wäsche mit DME kann das Rauchgas/Gasgemisch zusätzlich mit Wasser gewaschen werden, um DME-Verluste zu vermeiden.
Alternativ kann die CO2-Abrennung durch chemische Wäsche, insbesondere durch Aminwäsche in ein oder zwei Stufen und/oder durch physikalische Wäsche, insbesondere auf Basis von Methanol und/oder durch ein Membranverfahren und/oder im Adsorptionsverfahren erfolgen.
Auch hier ist es möglich, das aus dem Rauchgas/Gasgemisch abgetrennte Kohlendioxid (CO2) zumindest teilweise zu verflüssigen. Zweckmäßigerweise wird für die CO2-Verflüssigung Abwärme aus der DME-Verdampfung verwendet. Dazu wird das Kohlendioxid (CO2) unter einem höheren Druck verflüssigt als der DME verdampft wird. Da der DME bei einem niedrigen Druck verdampft werden kann, muss das Kohlendioxid (CO2) dazu lediglich über den kritischen Druck vor der Verflüssigung verdichtet werden. Insgesamt wird das Verfahren energieeffizient.
Das aus dem Rauchgas/Gasgemisch abgetrennte Kohlendioxid (CO2) wird bevorzugt einem Prozess zur Herstellung von DME zugeführt, um insofern einen geschlossenen Kreislauf zu bilden. Da der Prozess zur Herstellung von DME sehr energieintensiv ist wird er regelmäßig räumlich getrennt von dem Ort der Stromerzeugung stattfinden. In diesem Fall wird das Kohlendioxid (CO2) zu dem Ort der Herstellung von DME mit Transportmitteln transportiert. Hier können insbesondere als Transportmittel Tankschiffe zum Einsatz kommen, wobei dann bevorzugt Tankschiffe eingesetzt werden, mit denen DME vom Ort der DME-Herstellung zu dem Ort des endothermen Produktionsprozesses transportiert wird. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass die physikalischen Eigenschaften von DME und CO2 sehr ähnlich sind, so dass CO2 und das DME im gleichen Transportschiff mit den gleichen Tanks transportiert bzw. dort gelagert werden können. Die Tanks können dazu entweder mit einer Membran ausgestattet werden, so dass sich DME und CO2 nicht vermischen, oder es können zusätzliche stationäre Tanks installiert werden, um eine Vermischung von DME und CO2 zu vermeiden.
Insgesamt schafft die Erfindung einen geschlossenen CO2-Kreislauf, bei welchem das bei der DME-Verbrennung freigesetzte CO2 aufgefangen und als Kohlenstoffquelle wieder der DME-Herstellung zugeführt wird. Daher wird eine CO2-Speicherung obsolet und wird somit die Umwelt aufgrund der Verbrennung selbst nicht mit CO2-Emissionen belastet.
Erfindungsgemäß wird als Brennstoff DME eingesetzt. In Zeiten, in denen kein DME oder nicht ausreichend DME zur Verfügung steht, kann das Ver- fahren auch mit anderen Brennstoffen durchgeführt werden. So kann in zumindest einem Betriebsmodus des Verfahrens ein Brennstoff eingesetzt werden, der hauptsächlich DME und zusätzlich weitere Brennstoffe, insbesondere Wasserstoff (H2) und/oder Methan (CH4) enthält. In einem weiteren Betriebsmodus des Verfahrens kann zeitlich begrenzt ein Brennstoff eingesetzt werden, der reinen Wasserstoff (H2) und/oder Methan (CH4) ohne DME enthält.
Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Verbrennung reiner Sauerstoff (O2) zur O2-Anreicherung zugeführt wird, wobei, insbesondere, der Sauerstoff (O2) mittels Elektrolyse aus Wasser und/oder durch kryogene Luftzerlegung und/oder durch ein Hochtemperaturmembranverfahren erzeugt wird und/oder wobei, insbesondere, bei der Verbrennung entstehendes Kohlendioxid (CO2) mittels Kondensation aus dem bei der Verbrennung entstehenden Rauchgas abgetrennt wird. Bei dieser Ausführungsform wird zur Erzielung eines besseren Wirkungsgrads die Verbrennungsluft mit Sauerstoff (O2) angereichert (Oxyfuel-Verfahren). Der Sauerstoff (O2) wird dabei mittels Elektrolyse aus Wasser und/oder durch kryogene Luftzerlegung und/oder durch ein Hochtemperaturverfahren erzeugt werden. In der Regel muss bei der Sauerstoffanreicherung der Verbrennungsluft die maximale Flammentemperatur beachtet werden, so dass die Sauerstoffanreicherung (ohne recycle) limitiert ist. In diesem Fall erfolgt die CO2-Abtrennung wie oben beschrieben, ist allerdings durch den höheren CO2-Partialdruck effizienter. Erfindungsgemäß wird aus dem bei der Verbrennung des Brennstoffs und/oder beim Produktionsprozess entstehenden Rauchgas nicht umgesetzter Sauerstoff (O2) abgetrennt und der Sauerstoff (O2) zu der Verbrennung zurückgeführt. Hierbei kann auch dem Sauerstoff (O2) ein gewisser Anteil an Kohlendioxid (CO2) beigemischt werden, welches aus dem Rauchgas abgetrennt wurde, um die Flammentemperatur einzustellen. Zur weiteren Effizienzsteigerung ist möglich, Abwärme aus dem Rauch- gas/Gasgemisch, welches bei der Verbrennung entsteht, zur Vorwärmung von Verbrennungsluft und/oder zur Verdampfung von DME zu nutzen.
Hinsichtlich weitere Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnung verweisen. In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 ein Schaubild, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung von elektrischem Strom schematisch dargestellt ist,
Figur 2 ein Schaltbild, in welchem ein Beispiel für eine CO2-Abtrennung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entstehenden Rauchgas dargestellt ist, und
Figur 3 ein Schaltbild, welches schematisch die Behandlung des bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entstehenden Rauchgases beim Einsatz von DME-basiertem Oxyfuel zeigt.
In der Figur 1 ist schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung von endothermen Produktionsprozessen mit DME-Befeuerung und CO2-Abtrennung (Carbon Capture CC) dargestellt. Das Verfahren wird in einer Anlage durchgeführt, welche als Hauptkomponenten eine Verdampfungseinrichtung 1 zur Verdampfung von flüssigem Dimethylether (DME), eine Brennkammer bzw. einen Brenner 2, in welchem der endotherme Produktionsprozess durchgeführt wird und welcher durch die Verbrennung von DME befeuert wird, und eine dem Brenner 2 nachgeschaltete CO2-Abscheidungsvorrichtung 3, in welcher aus dem bei der Durchführung des Produktionsprozesses und der Verbrennung entstehenden Rauch- gas/Gasgemisch Kohlendioxid (CO2) abgeschieden wird, aufweist.
Im Betrieb wird der Verdampfungseinrichtung 1 flüssiges DME zugeführt, wie in der Figur 1 durch den Pfeil A angedeutet ist, und das DME wird in der Verdampfungseinrichtung 1 in einen gasförmigen Zustand gebracht. Die hierfür erforderliche Energie kann zumindest teilweise durch die Abwärme aus dem Rauchgas, welches bei der Verbrennung in dem Produktionsprozess entsteht, bereitgestellt werden, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird.
Der gasförmige Brennstoff wird von der Verdampfungseinrichtung 1 dem Brenner 2 zugeführt und dort mit Verbrennungsluft verbrannt, um die für den endothermen Produktionsprozess erforderliche thermische Energie zu erzeugen. Die für die Verbrennung erforderliche Verbrennungsluft kann optional mit Sauerstoff (O2) angereichert werden (Oxyfuel-Verfahren), um den Wirkungsgrad der Verbrennung zu verbessern (siehe Pfeil B in Figur 1). In der Regel muss bei der Sauerstoffanreicherung die Verbrennungsluft die maximale Flammentemperatur beachtet werden. Zur Einstellung der Flammentemperatur kann dem Sauerstoff (O2) ein gewisser Anteil an Kohlendioxid (CO2) beigemischt werden, welches dann aus der CO2-Abtrennungseinrichtung 3 zum Produktionsprozess recykliert wird.
Der Sauerstoff (O2) wird mittels Elektrolyse aus Wasser und/oder durch kryogene Luftzerlegung und/oder durch ein Hochtemperaturmembranverfahren erzeugt. Bei Anreichung der Verbrennungsluft mit Sauerstoff (O2) kann aus dem Rauchgas auch Sauerstoff (O2), das bei der Verbrennung nicht umgesetzt wird, abgetrennt und zur Sauerstoffanreicherung zu der Verbrennungsluft rezykliert werden. Auf die Rückführung von Kohlendioxid (CO2) und Sauerstoff (O2) wird nachfolgend noch eingegangen. Der Brenner 2 ist erfindungsgemäß ausgestaltet, um gasförmiges DME zu verbrennen.
In bevorzugter Weise ist der Brenner 2 ferner ausgestaltet, um auch weitere Brennstoffe, insbesondere Wasserstoff (H2) und/oder Methan (CH4), zu verbrennen. In diesem Fall ist es möglich, den Ofenbrenner 2 mit einem Gemisch aus gasförmigem DME, Wasserstoff und/oder Methan zu befeuern. In Zeiten, in denen kein DME zur Verfügung steht, kann dann in einem Betriebsmodus des erfindungsgemäßen Verfahrens zeitlich begrenzt ein Brennstoff eingesetzt werden, der reinen Wasserstoff (H2) und/oder Methan (CH4) ohne DME enthält. Ebenso ist ein Betriebsmodus denkbar, in welchem die thermische Energie zumindest teilweise über elektrische Energie erzeugt wird.
Die CO2-Abtrennung in der CO2-Abtrennungseinrichtung 3 kann durch chemische Wäsche, insbesondere durch Aminwäsche in ein oder zwei Stufen, und/oder durch physikalische Wäsche, insbesondere auf Basis von Methanol, und/oder durch ein Membranverfahren und/oder durch ein Adsorptionsverfahren erfolgen.
Aus der CO2-Abtrennungseinrichtung 3 wird das CO2-arme Rauchgas gegebenenfalls nach weiteren Behandlungsstufen an die Umgebung abgegebenen, wie mit dem Pfeil E in der Figur 1 angedeutet ist, und das abgetrennte CO2 wird, gegebenenfalls nach einer Verflüssigung, an den Ort der DME-Erzeugung zurücktransportiert, um dort als Kohlenstoffquelle für die DME-Erzeugung zu dienen, (siehe Pfeil F in Figur 1).
Da die physikalischen Eigenschaften von DME und CO2 sehr ähnlich sind, können das CO2 und das DME im gleichen Transportschiff mit den gleichen Tanks transportiert bzw. gelagert werden. Die Tanks können dazu mit einer Membran ausgestattet werden, so dass sich DME und CO2 nicht vermischen. Alternativ kann mindestens ein zusätzlicher stationärer Tank in dem Transportschiff installiert werden, um DME und CO2 nicht zu vermischen.
In Figur 2 ist ein Verfahren zum Abtrennen von CO2 aus dem Rauchgas in der CO2-Abtrennungseinrichtung 3 näher dargestellt. Das von dem Brenner 2 kommende Rauchgas D wird zunächst in einem Wärmetauscher 4 abgekühlt und über ein Rauchgasgebläse 5 einem weiteren Wärmetauscher 6 zugeführt, in welchem dem Rauchgas D Wärme entzogen und dem flüssigen DME zur Verdampfung zugeführt wird. Der Wärmetauscher 6 bildet somit auch einen Teil der Verdampfungseinrichtung 1.
Das nun etwa auf 5°C abgekühlte Rauchgas wird einer Trocknungseinheit 7 zugeführt, in welcher aus dem Rauchgas kondensiertes Kondensat abgeführt wird, siehe Pfeil G.
Aus der Trocknungseinheit 7 wird das Rauchgas einer ersten Waschkolonne 8 zugeführt, siehe Pfeil H in Figur 2. In der Waschkolonne 8 erfolgt die eigentliche CO2-Abrennung aus dem Rauchgas beispielsweise mit DME als Waschmittel. Zusätzlich wird eine Reinigung mit Wasser (H2O) durchgeführt. Hierzu wird der Waschkolone 8 an einer Stelle DME, an einer Stelle Wasser (H2O) und an einer Stelle ein Gemisch aus DME und Wasser zugeführt. Der Waschprozess ist an sich bekannt und soll deshalb nicht näher beschrieben werden.
Aus der Waschkolonne 8 wird das gereinigte Rauchgas an einer Stelle E1 abgeführt, an anderer Stelle I werden aus der Waschkolonne 8 Wasser und ein Gemisch aus DME und CO2 abgeführt. Dieser Strom wird zunächst in einer Pumpe 9 verdichtet bzw. gefördert und in eine Trennkolonne 10 geführt. Auf dem Weg von der Pumpe 9 zur Trennkolonne 10 wird der Strom durch einen Wärmetauscher 11 geführt, in welchem der Strom gekühlt wird. Die Wärme wird genutzt, um ein Gemisch aus DME und Wasser, welches der ersten Waschkolonne 8 zugeführt wird, zu erwärmen.
In der Trennkolonne 10 wird am Kopf CO2 erhalten und im Sumpf ein Gemisch aus DME und H2O.
Das Gemisch aus DME und H2O wird aus der Trennkolonne 10 über eine Leitung 12 einem Wärmetauscher 13 zugeführt, in dem es abgekühlt wird, und einer weiteren Trennkolonne 14 zugeführt, in welcher eine DME-Aufreinigung vom Wasser erfolgt. Das Gemisch DME/H2O wird über eine Leitung 15 abgeführt. Ein Teil des Gemischs wird in einem Reboiler 16 verdampft und über eine Trenneinrichtung 18 wieder in die Trennkolonne 14 geführt. Der DME wird zur ersten Waschkolonne 8 rezykliert, und das Wasser wird an die Umgebung abgegeben. Ein Teil des Wassers wird über Leitung 19 an die erste Waschkolonne 8 rezykliert, um dort DME-Emissionen im Rauchgasstrom E1 zu vermeiden. Inertgase können über den Kopf (siehe Pfeil E3) an die Umgebung abgegeben werden.
Ein Gemisch aus DME und H2O wird teilweise der ersten Waschkolonne 8 entnommen (siehe Pfeil K) und direkt in die Trennkolonne 10 oder in die Trennkolonne 14 gegeben.
In der Figur 3 ist die Behandlung von Rauchgas gezeigt, wenn der DM E-Brennstoff mit Sauerstoff bei der Verbrennung angereichert wird, also ein Oxyfuel verbrannt wird. In diesem Fall ist das vom Brenner 2 kommende Rauchgas D reich an Kohlendioxid (CO2), Wasser (H2O) und Sauerstoff (O2). Der Rauchgasstrom wird in einem Wärmetauscher 20 abgekühlt und einer ersten Trocknungseinheit 21 zugeführt. In dieser Trocknungseinheit 21 wird aus dem Rauchgas flüssiges Kondensat abgetrennt und abgeführt (siehe Pfeil M). Das so vorgetrocknete Rauchgas wird über eine Leitung 22 einem Verdichter 23 zugeführt und dort komprimiert, und anschließend in einem Wärmetauscher 24 abgekühlt und einer zweiten Trocknungseinheit 25 zugeführt, in welcher von dem Rauchgas wiederum flüssiges Kondensat abgetrennt wird (siehe Pfeil N).
Das verbleibende Rauchgas wird teilweise über die Leitung 26 rezykliert, um dem Sauerstoff, durch welches die Verbrennungsluft angereicht wird, beigemischt zu werden.
Das übrige Rauchgas (Leitung 27) wird weiter in einem Verdichter 28 komprimiert, in einem Wärmetauscher 29 abgekühlt und anschließend einer dritten Trocknungseinheit 30 zugeführt, in welcher aus dem Rauchgas flüssiges Kondensat abgetrennt wird (siehe Pfeil O). Das aus der dritten Trocknungseinheit 30 austretende Rauchgas wird einer vierten Trocknungseinheit 32 über eine Leitung 31 zugeführt, in welcher Wasser aus dem Rauchgas abgetrennt wird (siehe Pfeil P). Das aus der vierten Trocknungseinheit 30 austretende Rauchgas ist nur praktisch wasserfrei wird noch einmal in einem Wärmetauscher 33 abgekühlt. In einer CO2-Verflüssigungseinheit 34 wird CO2 bei circa -50°C kondensiert, und das CO2-Kondensat wird zur weiteren Verwendung entnommen (siehe Pfeil Q).
Der die fünfte Trocknungseinheit 34 verlassende Rauchgasstrom ist reich an Sauerstoff (O2). Er wird teilweise zur O2-Anreicherung in Richtung des Ofenbrenners 2 rezykliert (Leitung 35) und im Übrigen zur Beseitigung von Inertkomponenten gereinigt, bevor er an die Umgebung abgegeben wird (Pfeil E4). Bezugszeichenliste
1 Verdampfungseinrichtung
2 Brenner
3 CO2-Abtrennungseinrichtung
4 Wärmetauscher
5 Rauchgasgebläse
6 Wärmetauscher
7 Trocknungseinheit
8 erste Waschkolonne
9 Pumpe
10 Trennkolonne
11 Wärmetauscher
12 Leitung
13 Wärmetauscher
14 Trennkolonne
15 Leitung
16 Reboiler
17 Wärmetauscher
18 Trenneinrichtung
19 Leitung
20 Wärmetauscher
21 erste Trocknungseinheit
22 Leitung
23 Verdichter
24 Wärmetauscher
25 zweite Trocknungseinheit
26 Leitung
27 Leitung
28 Verdichter 29 Wärmetauscher
30 dritte Trocknungseinheit
31 Leitung
32 vierte Trocknungseinheit 33 Wärmetauscher
34 CO2-Verflüssigung
35 Leitung

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Erzeugung von elektrischem Strom und/oder Wärme, bei welchem ein gasförmiger Brennstoff verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brennstoff eingesetzt wird, der mehr als 50 mol-%, insbesondere mehr als 60 mol-% DME (Dimethylether) enthält, wobei das DME (Dimethylether) in flüssiger Form zugeführt und vor der Verbrennung verdampft wird, um es in einen gasförmigen Zustand zu bringen, und dass das gasförmige DME ohne weitere Umsetzung in einen von DME abweichenden Wasserstoffträger, insbesondere ohne einen der Verdampfung folgenden Reformierschritt, verbrannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Brennstoff eingesetzt wird, der wenigstens 75 mol-%, insbesondere wenigstens 85 mol-% und insbesondere mehr als 90 mol-% DME enthält, wobei, insbesondere, zumindest in einem Betriebsmodus des Verfahrens ein gasförmiger Brennstoff verbrannt wird, der abgesehen von Verunreinigungen ausschließlich DME enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem Betriebsmodus des Verfahrens ein Brennstoff eingesetzt wird, der hauptsächlich DME und zusätzlich weitere Brennstoffe, insbesondere Wasserstoff (H2) und/oder Methan (CH4) aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebsmodus des Verfahrens zeitlich begrenzt ein Brennstoff eingesetzt wird, der reinen Wasserstoff (H2) und/oder Methan (CH4) ohne DME enthält.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem gasförmigen Brennstoff reiner Sauerstoff zur O2-Anreicherung zugeführt wird, wobei, insbesondere, der Sauerstoff (O2) mittels Elektrolyse aus Wasser und/oder durch kryogene Luftzerlegung und/oder durch ein Hochtemperaturmembranverfahren erzeugt wird und/oder wobei, insbesondere, bei der Verbrennung entstehendes Kohlendioxid (CO2) mittels Kondensation aus dem Rauchgas abgetrennt wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kohlendioxid (CO2) aus dem bei der Verbrennung des Brennstoffs entstehenden Rauchgas/Gasgemisch abgetrennt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Rauchgas abgetrennte Kohlendioxid (CO2) zumindest teilweise verflüssigt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Abwärme aus der CO2-Verflüssigung zur DM E-Verdampfung verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die CO2-Abtrennung mit DME als Waschmittel betrieben wird, wobei insbesondere das Rauchgas vor der CO2-Abtrennung getrocknet wird und/oder ein Teil des in dem Rauchgas enthaltenen Wassers durch Kondensation abgeschieden wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Rauchgas nach der Wäsche mit DME zusätzlich mit Wasser gewaschen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die CO2-Abtrennung durch chemische Wäsche, insbesondere durch Aminwäsche in ein oder zwei Stufen, und/oder durch physikalische Wäsche, insbesondere auf Basis von Methanol, und/oder durch ein Membranverfahren und/oder im Adsorptionsverfahren erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Rauchgas abgetrenntes Kohlendioxid (CO2) einem Prozess zur Herstellung von DME zugeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das herstellte DME wieder dem Verfahren zugeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess zur Herstellung von DME räumlich getrennt von dem Ort der Erzeugung von elektrischem Strom stattfindet und das Kohlendioxid (CO2) zu dem Ort der Herstellung von DME mit Transportmitteln transportiert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Transportmittel Tankschiffe zum Einsatz kommen, wobei insbesondere die gleichen Tankschiffe eingesetzt werden, mit denen DME transportiert wird.
16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem bei der Verbrennung des Brennstoffs entstehenden Rauchgas/Gasgemisch Sauerstoff (O2) abgetrennt wird und der Sauerstoff der Verbrennung zurückgeführt wird, wobei, insbesondere, dem Sauerstoff Kohlendioxid (CO2) beigemischt wird, welches ebenfalls aus dem Rauchgas/Gasgemisch abgetrennt wurde.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Abwärme aus dem Rauchgas, welches bei der Verbrennung entsteht, zur Vorwärmung von Luft und/oder Verdampfung von DME genutzt wird.
18. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennung des gasförmigen Brennstoffs in einem Brenner (2)/einer Brennkammer einer nach einem nicht geschlossenen Kreisprozess mit superkritischen CO2 als Arbeitsmedium, insbesondere nach dem Brayton-, Matiant- oder Allem-Zyklus oder daraus abgeleitete Verfahrensvarianten, arbeitenden Wärmekraftmaschine erfolgt oder die Verbrennung des gasförmigen Brennstoffs in dem Brenner/der Brennkammer eines Gaskraftwerks und/oder eines Gas- und Dampfkraftwerks und/oder im Rahmen des Betriebs einer Brennstoffzelle erfolgt.
19. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem Brenner (2) zur Verbrennung eines gasförmigen Brennstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (2) ausgebildet ist, einen gasförmigen Brennstoff zu verbrennen, der mehr als 50 mol-%, insbesondere mehr als 60 mol-% DME (Dimethylether) enthält, und dass dem Brenner (2) vorgeschaltet eine Verdampfungseinrichtung (1) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, um flüssiges DME zu verdampfen und so in einen gasförmigen Zustand zu bringen, wobei die Verdampfungseinrichtung (1) mit dem Brenner (2) direkt, das heißt ohne Zwischenschaltung einer Vorrichtung, insbesondere einer Reformiervorrichtung, zur Umwandlung des gasförmigen DMEs in einen von DME abweichenden Wasserstoffträger, verbunden ist, um das gasförmige DME unmittelbar dem Brenner (2) zuzuführen.
20. Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner
(2) ausgebildet ist, um einen gasförmigen Brennstoff zu verbrennen, der mehr als 70 mol-%, insbesondere mehr als 85 mol-% und bevorzugt mehr als 95 mol-% DME enthält, und/oder dass der Brenner (2) ausgebildet ist, neben DME weitere Brennstoffe, insbesondere Wasserstoff und/oder Methan, zu verbrennen.
21. Anlage nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brenner (2) nachgeschaltet eine CO2-Abscheidungsvorrichtung (3) vorgesehen ist, um aus dem bei der Verbrennung entstehenden Rauch- gas/Gasgemisch Kohlendioxid (CO2) abzuscheiden.
22. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass der CO2-Abscheidungsvorrichtung (3) mit einem Einlass des Brenners (2) verbunden ist, um dem Brenner (2) Kohlendioxid (CO2) zurückzuführen.
23. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brenner (2) nachgeschaltet eine 02-Abscheidungsvorrichtung (3) vorgesehen ist, um aus dem bei der Verbrennung entstehenden Rauch- gas/Gasgemisch Sauerstoff (O2) abzuscheiden.
24. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (2) Teil einer nach einem nicht geschlossenen Kreisprozess mit superkritischen CO2 als Arbeitsmedium, insbesondere nach dem Brayton-, Matiant- oder Allem-Zyklus oder daraus abgeleitete Verfahrensvarianten, arbeitenden Wärmekraftmaschine oder Teil eines Gaskraftwerks und/oder eines Gas- und Dampfkraftwerks und/oder einer Brennstoffzellenanlage, insbesondere einer Gasturbine, ist.
25. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (2) ausgebildet ist, DME mit superkritischem CO2 als Arbeitsmedium mit O2 zu verbrennen.
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