KR102243776B1 - 발전 플랜트 연도 가스의 co₂ 메탄화를 포함하는 메탄화 방법 및 발전 플랜트 - Google Patents

발전 플랜트 연도 가스의 co₂ 메탄화를 포함하는 메탄화 방법 및 발전 플랜트 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 탄소-함유 연료(3), 특히 탄소-함유 가스가 연소되고 물/수증기 회로(11)가 연결되어 있는 발전 플랜트(2, 2a)의 발전 플랜트 연도 가스(15)로부터 유래되고, 특히 그로부터 분기 또는 수득되는 CO2, 특히 CO2 가스(8)를 메탄(CH4)으로 전환시킴을 포함하는 메탄화 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 메탄화 플랜트(7)에서 수행된다. 발전 플랜트와 메탄화 플랜트를 에너지 면에서 바람직한 방식으로 서로 결합시킬 수 있게 하는 해결책을 만들고자 한다. 메탄화 플랜트(7)에서 CO2를 메탄(CH4)으로 전환할 때 폐열로서 발생되는 열 에너지를 적어도 부분적으로 하나 이상의 원료 및/또는 열 에너지 스트림(13, 14, 37)으로 분리시키고, 이 스트림을 적어도 부분적으로 버너 측에서 발전 플랜트(2, 2a)의 수증기 발생기(18)의 하나 이상의 연소 챔버(17) 내로 유동하는 매질에, 및/또는 메탄화 플랜트(7) 이전의 CO2 폐 가스 처리 단위장치(6) 또는 CO2 폐 가스 가공 단위장치, 특히 발전 플랜트 연도 가스 처리 플랜트(6a)에, 및/또는 연결된 산업용 플랜트의 하나 이상의 공정 단계(들)에 공급함으로써, 이를 달성한다.

Description

발전 플랜트 연도 가스의 CO₂ 메탄화를 포함하는 메탄화 방법 및 발전 플랜트{METHANATION METHOD AND POWER PLANT COMPRISING CO₂ METHANATION OF POWER PLANT FLUE GAS}
본 발명은, 부착된 물/수증기 회로를 갖는, 탄소질 연료가 연소되는 발전 스테이션, 더욱 특히는 탄소질 기체가 연소되는 발전 스테이션의 발전 스테이션 연도 가스에서 유래되는, 더욱 특히는 그로부터 분기되거나 수득되는 CO2, 더욱 구체적으로는 CO2 가스를 메탄화 플랜트에서 메탄(CH4)으로 전환시킴을 포함하는 메탄화 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 이러한 종류의 메탄화 방법의 용도에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 또한 수증기 발생기의 연소 챔버를 포함하는 부착된 물/수증기 회로를 갖는 발전 스테이션 또는 연소 플랜트에 관한 것으로, 이 때 상기 챔버에서는 탄소질 연료, 더욱 구체적으로는 탄소질 기체가 연소되고, 상기 발전 스테이션 또는 연소 플랜트는 더욱 구체적으로는 제련 공장 또는 화학 공장의 산업용 플랜트의 통합형 구성요소로서 설계되며, 상기 발전 스테이션 또는 연소 플랜트의 수증기 발생기의 연소 챔버의 연도 가스 라인은 연도 가스, 더욱 구체적으로는 발전 스테이션 연도 가스, 및/또는 그로부터 수득되는 CO2, 더욱 구체적으로는 CO2 가스와 반응하여 메탄(CH4)을 형성하는 메탄화 플랜트 또는 메탄화기와 라인 연결되고, 상기 라인 연결은 연도 가스, 더욱 구체적으로는 발전 스테이션 연도 가스, 및/또는 그로부터 수득되는 CO2, 더욱 구체적으로는 CO2 가스를 운송한다.
CO2가 지구 기후의 온난화의 요인중 하나인 것으로 생각되는 온실 가스중 하나임은 알려져 있는 사실이다. 결과적으로, CO2의 방출을 감소시키고자 하는 다수의 환경-정책 및 기술적 노력이 계속되고 있다. 이러한 해결책중 하나는 CO2의 메탄 가스로의 전환을 통한 CO2의 저장과 관련되어 있고, 예를 들어 논문["New Technologies for separation, fixation and conversion of carbon dioxide to mitigate global warming" (Hitachi, Vol. 42 (1993), No. 6, 페이지 255 내지 260]에 기재되어 있다. 이 경우, 화석 연료의 연소 동안 발생되는 CO2는 연도 가스로부터 분리되고, 합성 천연 가스(메탄)가 형성되는 메탄화에 공급된다. 메탄화는 일산화탄소(CO) 또는 이산화탄소(CO2)가 메탄(CH4)으로 전환되는 화학 반응이다. 메탄을 형성시키기 위한 이산화탄소의 반응은 또한 사바티에(Sabatier) 공정이라고 명명되며, 1902년에 사바티에(Paul Sabatier) 및 센더슨즈(J. B. Sendersens)에 의해 발견되었다. 이 반응 과정에서, 일산화탄소 또는 이산화탄소는 300 내지 700℃에서 수소와 반응하여 메탄과 물을 형성시킨다. 반응은 발열성이지만, 촉매에 의해 촉진되어야 한다.
뿐만 아니라, 풍력 발전 또는 태양 에너지에 의한 재생 에너지의 생성과 관련하여, 흔히 그 시점에 요구되는 것보다 더 많은 전력이 전력망에 공급되는 문제가 발생한다. 이는 전력망의 안정성을 보장하기 위하여 소비되거나 저장되어야 하는 다량의 소위 "과잉 전력"을 야기한다. 또한, 재생 에너지 공급원으로부터 발생된 전력이 전력망에 공급되는 것과는 독립적으로, 적절한 경우 발생된 전력 에너지를 임의의 목적하는 시점에 사용할 수 있도록 하기 위하여 발생된 전력을 저장할 수 있어야 한다는 근본적인 문제가 발생된다.
이와 관련하여 유리한 것으로 입증된 한 가지 해결책은 "전력-기체(power-to-gas)"로 일컬어지는 것인데, 이에 의해 에너지는 메탄화에 의해 메탄(CH4)으로서 화학적으로 전환되어 저장된다. 이 경우, 메탄의 형성에 필요한 수소는 특히 전기 분해에 의해 발생되며, 이 전기 분해는 풍력 터빈 또는 태양 전지 같은 재생 에너지 공급원으로부터 필요한 전력을 얻는다. CO2 또는 CO의 적절한 공급원은 탄소질 연료 또는 탄소질 공급원료를 CO2- 또는 CO-함유 가스 대기로 전환시키는 발전 스테이션 또는 산업용 플랜트로부터의 생성된 연도 가스 스트림을 포함한다.
"전력-기체" 해결책은 에너지의 비교적 장기 저장 및 CO2의 대기 중으로의 직접적인 방출 억제를 위한 합리적인 방법을 제공하는데, 왜냐하면 메탄화에서 발생되는 메탄(CH4) 생성물은 수 개월 간의 장기간에 걸쳐 기존 기반 시설(파이프라인, 천연 가스 저장고)에서 합성에 의해 발생된 천연 가스로서 저장될 수 있기 때문이다. 수소 제조는 전기 분해에 의해 이루어질 수 있다. 다르게는, 수소는 다른 대체 공급원으로부터 유래될 수 있다. CO2는 CO2가 풍부한 스트림(이의 예는 발전 스테이션의 연도 가스 스트림임)으로부터 그를 분리함으로써 유래될 수 있다. 이러한 방식으로 수득된 H2 및 CO2 성분은 메탄화 플랜트 또는 메탄화기에서 합성에 의해 H2O 및 CH4로 전환된다.
제련 공장 또는 화학 공장 같은 대규모 산업용 플랜트에서, 추가적인 인자는 정책적인 졍게 조건 및 그로 인한 법적인 경계 조건이, 생산 공정의 일부로서 발생되는 CO2-함유 배기 가스 스트림 및 배기 가스가 적절한 경우 마찬가지로 경제 또한 에너지 면에서 유리한 용도에 공급되는 것을 합리적인 것으로 나타내는 것이다. 따라서, 제련 공장에서는 제강과 관련하여, 코크스화 플랜트, 용광로 및/또는 제강 공장에서 발생되는 공정 가스/부산물 가스를 사용하는 부산물 가스 발전 스테이션을 발전 및 열 회수 목적을 위해 이용하는 것으로 알려져 있다.
포괄적인 종류의 공정은 논문["New technologies for separation, fixation and conversion of carbon dioxide to mitigate global warming" (Hitachi, Vol. 42 (1993), No. 6, 페이지 255 내지 260]으로부터 공지되어 있다.
본 발명의 목적은 발전 스테이션과 메탄화 플랜트가 에너지 면에서 바람직한 방식으로 서로 결합될 수 있는 해결책을 제공하는 것이다.
다른 양태는 산업용 플랜트의 통합형 및/또는 통합된 구성요소인 발전 스테이션, 더욱 구체적으로는 부산물 가스 발전 스테이션을 산업용 플랜트 내에서 이루어지는 생산 작업 또는 작업들 내로 (더욱) 에너지 면에서 바람직하게 포함시키고, 바람직하게는 산업용 플랜트의 전체적인 에너지 효율도를 개선시키고자 하는 것이다. 본 발명에 따른 추가적인 양태는 하나 이상의 발전 스테이션, 더욱 구체적으로는 부산물 가스 발전 스테이션을 갖는 산업용 플랜트, 더욱 특히는 제강 공장 또는 화학 공장에 CO2의 메탄화를 에너지 및 원료 면에서 바람직한 방식으로 통합시키는 것이다.
상기 목적은 특허청구범위 제 1 항에 따른 메탄화 방법, 특허청구범위 제 16 항에 따른 용도, 및 특허청구범위 제 18 항에 따른 발전 스테이션 또는 연소 플랜트에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명의 유리하고/하거나 신중한 개선은 개별적인 종속항의 주제이다.
도입부에서 더욱 상세하게 언급된 유형의 메탄화 공정의 경우, 목적은, 메탄화 플랜트에서 CO2의 메탄(CH4)으로의 전환시 폐열로서 발생되는 열 에너지가 적어도 부분적으로 하나 이상의 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림으로 결합되고, 이 스트림이 적어도 부분적으로 버너 측에서 발전 스테이션의 수증기 발생기의 연소 챔버 내로 유동하는 하나 이상의 매질에 및/또는 발전 스테이션의 물/수증기 회로에 및/또는 공정 엔지니어링 면에서 메탄화 플랜트 이전에 연결되는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 구체적으로는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트에, 및/또는 부착된 산업용 플랜트의 하나 이상의 작업 스테이지에 공급된다는 점에서 본 발명에 따라 달성된다.
상기 목적은 또한 탄소질 연료가 연소되는 발전 스테이션에 의해 발생되고/되거나 공공 전력망에 존재하는 과잉 전기 에너지, 더욱 특히는 전력 및/또는 과잉 전력을 메탄화 플랜트에서 발생되는 메탄(CH4)의 형태로 저장하기 위한 특허청구범위 제 1 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 따른 메탄화 공정의 이용, 및 메탄화 플랜트에서 발생되는 열 에너지의 활용을 통해 본 발명에 따라 달성된다.
마지막으로, 도입부에서 더욱 상세하게 언급된 유형의 발전 스테이션 또는 연소 플랜트의 경우, 이 목적은 메탄화 플랜트 또는 메탄화기가 버너 측에서 발전 스테이션의 수증기 발생기의 연소 챔버 내로 유동하는 하나 이상의 매질과, 및/또는 발전 스테이션의 물/수증기 회로와, 및/또는 공정 엔지니어링의 관점에서 메탄화 플랜트 이전에 연결되는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 구체적으로는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트와, 및/또는 산업용 플랜트의 하나 이상의 생산-엔지니어링 또는 공정-엔지니어링 단위장치로 하나 이상의 열 에너지-운송 라인 연결되고, 상기 연결이 연도 가스 또는 발전 스테이션 연도 가스 또는 CO2 가스의 메탄화에서 발생되는 폐열을 적어도 부분적으로 결합시킨다는 점에서 본 발명에 따라 달성된다.
그러므로, 본 발명에 따라, 메탄화 플랜트 또는 메탄화기에서의 발열성 메탄화 반응으로 인해 발생되는 폐열 또는 열이 열 에너지로서 사용되고, 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림 내로 결합되어, 부착된 물/수증기 회로를 갖는 발전 스테이션의 하나 이상의 단위장치에 공급된다는 점에서, 메탄화 플랜트 또는 메탄화기 및 발전 스테이션은 에너지 면에서 유리한 방식으로 서로 결합된다. 이 공급은 또한 항상 열 에너지의 결합을 포괄한다. 더욱 구체적으로, 결합된 열 에너지는 적어도 부분적으로 버너 측에서 발전 스테이션의 수증기 발생기의 연소 챔버 내로 유동하는 매질(이는 예컨대 연소 산소 또는 공기임)에, 및/또는 발전 스테이션의 물/수증기 회로에, 및/또는 공정 엔지니어링의 관점에서 메탄화 플랜트 또는 메탄화기 이전에 연결되는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트에 공급된다.
발전 스테이션이 산업용 플랜트에 부착되거나 또는 이러한 산업용 플랜트의 통합형 구성요소인 경우, 결합된 열 에너지를 수송하는 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림은 부착된 산업용 플랜트의 하나 이상의 작동 스테이지에 공급될 수 있다.
이러한 종류의 경우, 발전 스테이션의 원료 스트림 및 에너지 스트림이 바람직하게는 산업용 플랜트 내로 통합되기 때문에, 산업용 플랜트에서 부산물 또는 폐기물로서 발생되는 하나 이상의 에너지 면에서 활용가능한 연료를 발전 스테이션에서 연소시켜 CO2-함유 연도 가스를 형성시킬 수 있고, 이어 연도 가스를 적어도 부분적으로는 메탄(CH4)으로 전환시킬 수 있으며, 발열성 메탄화 반응에서 발생되는 폐열을 적어도 부분적으로는 발전 스테이션 또는 산업용 플랜트에 다시 공급할 수 있다. 이는 발전 스테이션의 에너지 균형뿐만 아니라 산업용 플랜트의 에너지 균형도 향상시킨다. 발전 스테이션의 원료 스트림과 에너지 스트림이 산업용 플랜트 내로 통합되기 때문에, CO2의 분리/축적 및 메탄화에서 폐열의 형태로 방출되고 발열성 화학 반응 동안 발생되는 과잉 에너지를 발전 스테이션 및/또는 산업용 플랜트에 다시 직접 공급할 수 있으며, 그에 따라 발전 스테이션, 따라서 산업용 플랜트의 전체적인 에너지 균형에서의 개선에 기여할 수 있다.
그러므로, 개선에 있어서, 본 발명은 산업용 플랜트, 더욱 특히는 화학 공장 또는 제련 공장의 하나 이상의 기상 부산물 또는 폐기물을 포함하는 부산물 가스가, 바람직하게는 용광로 가스 및/또는 코크스화 플랜트 가스를 포함하는 부산물 가스와의 기체 혼합물 형태로, 탄소질 원료 스트림 및 연료로서, 발전 스테이션, 더욱 구체적으로는 수증기 발생기의 연소 챔버에 공급된다는 점에서 차별화된다.
뿐만 아니라, 따라서, 개선에 있어서, 본 발명은 발전 스테이션이 부착된 산업용 플랜트의 통합형 구성요소로서 설계되고, 산업용 플랜트의 원료 스트림 및/또는 에너지 스트림의 적어도 일부로 통합되며, 산업용 플랜트에서의 생산 작업 과정에서 부산물 또는 폐기물로서 수득되는 하나 이상의 더욱 특히는 기상 탄소질 물질 또는 물질 스트림의 적어도 일부가 탄소질 연료로서 발전 스테이션의 수증기 발생기의 연소 챔버에 공급된다는 점에서 차별화된다.
이 경우에 있어서는, 발전 스테이션의 수증기 발생기의 연소 챔버에서 탄소질 연료, 더욱 특히는 탄소질 원료 또는 원료 스트림의 연소시 발생되는 발전 스테이션 연도 가스, 또는 발전 스테이션 연도 가스에 존재하는 CO2 가스의 적어도 일부가 바람직하게는 마찬가지로 본 발명에 의해 실현되는 바와 같이 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트에서 발전 스테이션 연도 가스의 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리 후에 메탄화 플랜트로 공급된다면 특히 적절하다.
임의적으로는 CO2가 풍부한 원료 스트림을 수득하기 위하여 실현되는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트가 통상적으로는 열 에너지의 공급을 필요로 하기 때문에, 본 발명의 추가적인 개선에 따라, CO2 분리 또는 CO2 후처리에 요구되는 열 요구량의 적어도 일부가, 메탄화 플랜트의 폐열로부터 공급되는 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림의 형태로, CO2 분리 또는 CO2 배기 가스 후처리, 더욱 특히 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트에 공급되는 것이 유리하다.
CO2 배기 가스 처리의 한 가지 특히 유리한 실시양태는 연소 후 포획 작업 또는 연소 후 탄소 포획 작업에 의해 제공된다. 그러므로, 유리한 개선에 있어서, 본 발명은 CO2, 더욱 구체적으로는 CO2 가스가 연소 후 (탄소) 포획 작업(PCC 또는 PCCC 작업), 더욱 특히는 흡착제를 사용하는 CO2 가스 스크러버(scrubber)에 의해 적어도 부분적으로는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트에서 발전 스테이션 연도 가스로부터 수득, 더욱 특히는 분리된다는 점에서 추가로 차별화된다.
뿐만 아니라, 이러한 종류의 PCC 또는 PCCC 작업에서는 여기에서 폐열도 수득할 수 있기 때문에, 본 발명은 또한 공정 엔지니어링의 관점에서 메탄화 플랜트 이전에 연결되는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트에서 폐열로서 발생되는 열 에너지를 적어도 부분적으로는 원료 스트림 및/또는 에너지 스트림과 결합시키고, 이 스트림을 적어도 부분적으로는 버너 측에서 발전 스테이션의 수증기 발생기의 연소 챔버 내로 유동하는 하나 이상의 매질에 및/또는 발전 스테이션의 물/수증기 회로에 및/또는 공정 엔지니어링의 관점에서 이후에 연결되는 메탄화 플랜트에, 및/또는 부착된 산업용 플랜트의 하나 이상의 작업 스테이지에 공급함을 제공한다.
PCC 또는 PCCC 작업과 관련하여 필요한 에너지 공급을 달성하기 위하여, 본 발명의 개발은 CO2 분리 또는 CO2 후처리에 요구되는 열 요구량의 적어도 일부가 발전 스테이션의 물/수증기 회로에서 분기되는 방출된 수증기의 형태로 CO2 분리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트에 공급됨을 추가로 실현시킨다.
발생된 메탄을 특히 유리하고 적절한 방식으로 특히 전기 에너지의 저장을 위해 활용할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명은 메탄화 플랜트 및/또는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트가 공공 전력망에 과잉 전력이 있는 경우에 적어도 부분적으로 또는 일시적으로 이 전력에 의해 작동되고/되거나, 메탄화 플랜트 및/또는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트에 발전 스테이션의 물/수증기 회로에 부착된 발전기에 의해 발생되는 전력이 공급된다는 점에서 추가로 차별화된다.
CO2의 메탄화에는 수소가 요구되기 때문에, 특히 이 목적을 위해 발전 스테이션으로서 동일한 산업용 플랜트 내로 통합될 뿐만 아니라 과잉 전력 및/또는 발전 스테이션에 의해 발생되는 전력으로 작동되는 전기 분해 또는 전기 분해 단위장치를 제공하는 것이 적절하다. 따라서, 발전의 일례로서 본 발명은 이 메탄화 플랜트에 공급되는 수소가 적어도 부분적으로 또는 일시적으로 전기 분해, 더욱 특히는 산업용 플랜트에 통합된 전기 분해에 의해 발생되고, 공공 전력망에 과잉 전력이 있는 경우에 적어도 부분적으로 또는 일시적으로 이 전력에 의해 전기 분해가 작동되고/되거나 발전 스테이션의 물/수증기 전기 회로에 부착된 발전기에 의해 발생되는 전력이 전기 분해에 공급된다는 사실을 제공한다.
그러나, 예컨대 제련 공장 또는 화학 공장 내로와 같이 산업용 플랜트 내로 통합된 발전 스테이션의 경우에는, 마찬가지로 본 발명에 의해 실현되는 바와 같이 CO2를 메탄화시키기 위해 메탄화 플랜트에 요구되는 수소가 산업용 플랜트의 영역에서 더욱 특히 압력 변동 흡착 또는 막 분리에 의해 하나 이상의 부산물 가스로부터 적어도 부분적으로 또는 일시적으로 수득될 수도 있다.
뿐만 아니라, 전기 분해시 부산물로서 발생되는 산소가 산업용 플랜트의 하나 이상의 작업 스테이지에 원료 스트림 및/또는 에너지 스트림으로서, 및/또는 공정 가스로서 발전 스테이션에, 더욱 특히는 산화제로서 수증기 발생기의 연소 챔버에 공급되는 것이 유리하며, 이도 마찬가지로 본 발명을 차별화시킨다.
발전 스테이션의 유형에 따라 연도 가스의 적어도 일부를 발전 스테이션의 수증기 발생기의 연소 챔버 내로 재순환시키는 것이 합리적이고 적절할 수 있기 때문에, 본 발명의 추가적인 개선에 따라, 재순환되는 발전 스테이션 연도 가스가 원료 스트림 및/또는 에너지 스트림으로서 발전 스테이션, 더욱 구체적으로는 수증기 발생기의 연소 챔버에 공급된다는 사실도 제공된다.
본 발명의 메탄화 방법에 의해 발생되는 메탄은 통상적인 방식으로 사용될 수 있으며, 더욱 구체적으로는, 본 발명에 따라 또한, 메탄화 플랜트에서 발생되는 메탄(CH4)이 전부 또는 부분적으로 원료 스트림 및/또는 에너지 스트림으로서 바람직하게는 산업용 플랜트의 생산 작업에, 더욱 특히는 전환 작업에 공급될 수 있고/있거나, 천연 가스 공급망 내로 공급될 수 있고/있거나, 용기에 저장될 수 있다.
본 발명의 메탄화 방법이 산업용 플랜트, 더욱 특히는 제련 공장 또는 화학 공장의 통합형 구성요소로서 특히 유리하게 적용될 수 있기 때문에, 발전 스테이션 연도 가스용 흡착제에 의한 CO2 가스 스크러버 (PC(C)C = 연소 후 (탄소) 포획) 형태의 부착된 CO2-분리 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트를 갖고 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트에서 분리된 CO2 스트림을 전부 또는 부분적으로 가공하는 메탄화 플랜트 또는 메탄화기(이는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트 이후에 연결됨)를 갖는 발전 스테이션, 더욱 구체적으로는 부산물 가스 발전 스테이션을 포함하는 산업용 플랜트, 더욱 특히는 제련 공장 또는 화학 공장에서의 메탄화 공정의 사용을 포괄한다는 점에서 용도의 개선이 차별화되며, 이 때 상기 메탄화 플랜트 또는 메탄화기에는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트로부터 공급되는 CO2, 더욱 특히는 CO2 가스(8)의 반응, 더욱 구체적으로는 촉매적 반응을 위해 더욱 특히 전기 분해에 의해 수득되는 수소 공급원으로부터 유래되는 수소가 메탄(CH4)-발생 조건하에서 공급되고, 발전 스테이션의 물/수증기 회로에 배치된 터보 세트 또는 터빈 세트에 의해 구동되는 발전기에 의해 발생되는 전력, 및/또는 공공 전력망으로부터의 과잉 전력으로서 유래되고 메탄화 플랜트 및/또는 연도 가스 처리 플랜트 및/또는 전기 분해로 공급되는 전력은 메탄화 플랜트 또는 메탄화기의 메탄(CH4)에 저장된다.
마찬가지로 유리한 방식으로, 발전 스테이션은 무엇보다도, 발전 스테이션 연도 가스 및/또는 그로부터 수득되는 CO2를 운송하는 라인 연결이, 공정 엔지니어링의 관점에서 메탄화 플랜트 또는 메탄화기 이전에 연결되고 기체 유동 방향에서 수증기 발생기의 연소 챔버의 연도 가스-, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스-공급 라인 연결의 유입 측에, 또한 메탄화 플랜트 또는 메탄화기의 CO2 가스-방출 라인 연결의 유출 측에 위치하고 버너 측에서 수증기 발생기의 연소 챔버로 유동되는 하나 이상의 매질과, 및/또는 공정 엔지니어링의 관점에서 이후에 연결되는 발전 스테이션의 물/수증기 회로 및/또는 메탄화 플랜트와, 및/또는 산업용 플랜트의 하나 이상의 생산-엔지니어링 또는 공정-엔지니어링 단위장치와 열 에너지-운송 라인 연결(이는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리시 발생되는 폐열을 결합시킴)되는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트를 포함한다는 점에서 차별화된다.
이와 관련하여, CO2-분리 CO2 배기 가스 처리 플랜트 또는 CO2 후처리, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트가 마찬가지로 본 발명에 의해 실현되는 바와 같이 흡착제에 의한 CO2 가스 스크러버 (PC(C)C = 연소 후 (탄소) 포획)로서 설계된다면 더욱 유리하다.
에너지 엔지니어링의 이유로 인해, 이러한 종류의 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트에 발전 스테이션의 물/수증기 회로로부터 요구되는 열 에너지가 공급된다면 또한 유리하다. 그러므로, 개선시, 본 발명은 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트가 물/수증기 회로와 매질-운송 라인 연결됨(이에 의해 방출된 수증기가 공급될 수 있음)을 추가로 제공한다.
메탄화에 적절한 수소 공급원은 전기 분해이다. 그러므로, 본 발명은 메탄화 플랜트 또는 메탄화기가 수소 공급원, 더욱 구체적으로는 전기 분해와 매질-운송 라인 연결된다는 점에서 더욱 차별화된다.
메탄화 플랜트 및 발전 스테이션의 다른 플랜트 부분에 전기 에너지를 공급하기 위해서는, 발전 스테이션에 의해 발생될 수 있는 전력이 유용하게 적절하다. 따라서, 본 발명은 발전 스테이션 또는 연소 플랜트가, 물/수증기 회로에 부착되고 특히 물/수증기 회로에 배치되는 터보 세트에 의해 구동되는 발전기를 포함하는 것으로 추가로 실현되며, 상기 발전기는 메탄화 플랜트 또는 메탄화기 및/또는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트 및/또는 전기 분해와 전력-전도 라인 연결된다.
그러나, 이와 관련하여, 특히 재생 에너지로부터 발생되는 전력의 저장 가능성의 관점에서, 메탄화 플랜트 또는 메탄화기 및/또는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트 및/또는 전기 분해가, 부착된 공공 전력망과 과잉 전력-공급, 전력-전도 라인 연결된다면 유리하다. 소위 과잉 전력은 요즘 흔히 재생 에너지를 활용하는 플랜트에 의해 발생되는 전력에 의해 공공 전력망에서 입수될 수 있는데, 왜냐하면 흔히 예컨대 풍력 터빈 또는 태양광 발전 플랜트에 의해서와 같이 재생 발전에 의해 발생되는 전력의 양이 공공 전력망으로부터 취해지는 전력량과 일치하기보다는 그보다 더 크기 때문이다.
또한, 본 발명의 발전 스테이션과 관련하여, 발전 스테이션이 산업용 플랜트 내로 통합되는 것이 특히 유리한데, 왜냐하면 산업용 플랜트에서 발생되는 폐기물 또는 부산물이 유리하게 사용될 수 있기 때문이다. 그러므로, 개발시, 본 발명은 또한 발전 스테이션 또는 연소 플랜트가, 산업용 플랜트의 하나 이상의 생산-엔지니어링 또는 공정-엔지니어링 단위장치와 매질-운송 라인 연결되고 탄소질 연료를 발전 스테이션의 수증기 발생기의 연소 챔버로 공급하며 이에 의해 수증기 발생기의 연소 챔버에 탄소질의, 더욱 특히는 기상 원료 또는 원료 스트림(이는 산업용 플랜트의 생산-엔지니어링 또는 공정-엔지니어링 단위장치의 하나 이상의 더욱 특히는 기상 부산물 또는 폐기물을 포함함)을 바람직하게는 기체 혼합물의 형태로, 탄소질 연료로서, 더욱 특히는 부산물 기체, 바람직하게는 용광로 가스 및/또는 코크스화 플랜트 가스를 포함하는 부산물 가스의 형태로 공급하는 라인을 갖는다는 점에서 차별화된다.
매우 특정한 방식으로, 본 발명의 발전 스테이션은 부산물 가스 발전 스테이션으로서의 개선에 적합하고, 따라서 본 발명은 발전 스테이션이 산업용 플랜트, 더욱 구체적으로는 제련 공장 또는 화학 공장 내로 통합되는 부산물 가스 발전 스테이션, 더욱 특히는 용광로 가스 발전 스테이션 또는 코크스화 플랜트 가스 발전 스테이션이고, 또한 발전 스테이션 연도 가스 또는 그로부터 수득되는 CO2 가스를 운송하는 라인 연결이 메탄화 플랜트 및/또는 CO2 배기 가스 처리 또는 CO2 후처리, 더욱 특히는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트에 수증기 발생기의 연소 챔버에서 탄소질 연료의 연소시 발생되는 발전 스테이션 연도 가스의 적어도 일부를 공급한다는 점에서 차별화된다.
마지막으로, 발전 스테이션 또는 연소 플랜트는 또한 특허청구범위 제 1 항 내지 제 15 항에 따른 방법 및/또는 특허청구범위 제 16 항 또는 제 17 항에 따른 용도를 실행하기 위해 구성된다는 점에서 추가로 차별화된다.
본 발명은 도면을 참조하여 예로서 아래에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 발전 스테이션의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 발전 스테이션의 다른 예시적인 실시양태의 개략도를 도시한다.
도 3은 제련 공장 내로 통합된, 본 발명의 부산물 가스 발전 스테이션의 개략도를 도시한다.
도 4는 종래 기술의 방법과 본 발명의 방법을 개략적으로 비교한 도면이다.
도 5는 부착된 메탄화 플랜트가 없는 부산물 가스 발전 스테이션을 이용하는 제련 공장의 개략도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따라 부착된 메탄화 플랜트를 갖는 부산물 가스 발전 스테이션을 이용하는 제련 공장의 개략도를 도시한다.
도 7은 촉매의 개략도를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 부산물 가스 발전 스테이션의 물/수증기 회로의 예시적인 제 1 실시양태의 개략도를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 부산물 가스 발전 스테이션의 물/수증기 회로의 예시적인 제 2 실시양태의 개략도를 도시한다.
도 1은 본 발명의 메탄화 공정 및 본 발명의 발전 스테이션(2)의 작동가능하게 통합된 "전력-기체" 응용의 개략적인 도면을 도시한다. 발전 스테이션(2)은 연소 챔버(17)를 갖는 수증기 발생기(18) 및 그 안에 터보 세트 또는 터빈 세트(12)가 배치되고 부착된 발전기(5)를 갖는 부착된 물/수증기 회로(11)를 포함한다. 연도 가스 측에는, 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6) 형태의 CO2 배기 가스 처리 플랜트가 발전 스테이션(2) 또는 연소 플랜트에 부착된다. 연소 챔버(17)와 수증기 발생기(18)는 라인(15a)을 통해 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에 연결되고, 연도 가스(15)는 연도 가스 라인(15a)에 의해 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에 공급된다. 연도 가스(15)는 연료(3)로서의 탄소질 원료 스트림(3a)의 연소(산소-함유 매질(4)이 산화제로서 공급됨) 결과로서 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)에서 발생된다.
PCC(연소 후 포획) 플랜트로서 설계된 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에서, 연도 가스는 높은 CO2 분율을 갖는 CO2 가스 스트림(8)으로 후처리되고, 라인 연결(8a)에서 메탄화 플랜트(7)로 통과된다. 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)는 흡착제를 사용하는 통상적인 CO2 가스 스크러버이며, 여기에서는 흡착제에 의해 연도 가스(15)로부터 CO2가 제거된 다음 CO2로부터의 분리가 이루어진다. 이러한 공정은 종래 기술에서 통상적이고, 따라서 여기에서는 상세하게 다루지 않는다.
메탄화 플랜트(7)에서는, 종래 기술로부터 공지되어 있는 마찬가지로 통상적인 공정에서, CO2 스트림(8)에 공급된 이산화탄소(CO2)는 전기 분해(9)로 수득되고 공급되는(19a) 수소(H2)에 의해 반응하여 메탄(CH4)을 형성하며, 이는 메탄화 플랜트(7)로부터 원료 스트림 및 에너지 스트림(21)으로서 취해진다. 유사하게, 형성된 물은 원료 스트림 및 에너지 스트림(26)으로서 메탄화 플랜트(7)로부터 제거된다.
메탄화 플랜트(7)에서 CO2 가스(8)의 메탄(21)으로의 CO2 전환시 폐열로서 발생되는 열 에너지는 하나 이상의 위치(33, 34)에서 적어도 부분적으로는 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(13, 14)으로 결합된다. 두 에너지 스트림(13, 14)은 발전 스테이션(2)의 물/수증기 회로(11)에 공급되고, 이들의 열 에너지 함량은 적합한 장치(35, 36)에 의해 물/수증기 회로(11) 내로 결합된다. 이 목적을 위한 장치의 예는 열 교환기이다. 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(13, 14)의 열 에너지 함량에 따라, 물/수증기 회로(11)의 고-에너지 또는 저-에너지 영역으로 결합이 이루어진다. 이를 위해, 메탄화 플랜트로부터 결합되는 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(13, 14)은 라인 연결(13a, 14a)을 통해 발전 스테이션(2)의 물/수증기 회로(11)와 유체-전송 연결된다.
도 2는 도 1에 따른 실시양태와 비교하여 또 다른 개략도를 도시하고 본질적으로 전력(5a, 5b, 5c) 및/또는 과잉 전력(10a, 10b, 10c)을 전기 분해(9), 메탄화 플랜트(7) 및/또는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에 공급하는 면에서, 또한 메탄화 플랜트(7)로부터의 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(37)을 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에 공급하는 면에서, 또한 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)로부터 결합되고 발전 스테이션(2)으로의 열 재통합을 위해 재순환되는 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(38) 면에서 도 1에 따른 예시적인 실시양태와는 본질적으로 상이한 작동가능하게 통합된 "전력-기체" 응용의 다른 예시적인 실시양태를 도시한다.
도 2는 연도 가스(15)가 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에 공급되는 발전 스테이션(2)을 도시하는데, 이 때 연도 가스 처리 플랜트에서는 연도 가스가 CO2 스트림(8)으로 후처리되고, 이 CO2 스트림은 메탄화 플랜트(7)로 공급된다. 메탄화 플랜트(7)에서는, 전기 분해(9)에 의해 수득된 수소(19a)가 유입되는 CO2(8)와 함께 전환되어 메탄으로 구성되는 원료 스트림과 에너지 스트림(21) 및 물로 구성되는 원료 스트림 및 에너지 스트림(26)을 형성하고, 이들 스트림은 메탄화 플랜트(7)에서 나간다. 메탄화 플랜트(7)에서 나가는 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(13, 14, 37)중에서, 적어도 일부, 이 경우에는 열 에너지 스트림(37)이 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)로 공급된다. 거기에서, 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(37)에 함유된 열 에너지는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에서 CO2 분리 작업을 실행하기 위하여 결합된다. CO2 분리시 발생되는 폐열은 다시 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(38)으로 결합되는데, 이 스트림은 예컨대 물/수증기 회로(11) 내로의 재통합에 의해 결합되는 발전 스테이션(2)으로 공급된다.
또한, 도 2에 따른 실시양태의 경우, 물/수증기 회로에 부착된 발전기(5)를 이용하여 전력을 발생시킨다. 이 전력은 작동 전력(5a)으로서 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에, 또한 작동 전력(5b)으로서 메탄화 플랜트(7)에 공급된다. 이 전력 공급의 결과, 0.5 내지 5% 수준의 발전 스테이션 효율 개선이 달성될 수 있다. 발전기(5)에 의해 발생된 전력의 다른 일부는 작동 전력(5c)으로서 전기 분해에 공급될 수 있으나, 전기 분해는 이러한 전력이 공공 전력망에서 과잉일 때 과잉 전력(10a)에 의해 바람직하게 작동된다. 메탄화 플랜트(7)도 과잉 전력(10b)에 의해, 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)도 과잉 전력(10c)에 의해 작동될 수 있다.
도 3은 개략적인 개요로서 제련 공장(1)에 의해 형성되는 산업용 플랜트 내로 통합되고 부산물 가스 발전 스테이션(2a)으로서 설계된 발전 스테이션(2)을 도시한다. 용광로(16)로부터 유래되는 용광로 가스(30)가 탄소질 연로(3)로서 라인(3b)을 통해 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)에 공급된다. 부산물 가스(30)는 제련 공장(1)의 복수개의 생성물 기체로 구성된 기체 혼합물일 수 있다. 수증기 발생기(18)로부터, 연소 챔버(17)에서 발생되는 연도 가스(15)가 연도 가스 라인(15a)을 통해 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에 들어간다. 발전 스테이션 연도 가스(15)의 일부는 연도 가스 라인 연결(15b)을 거쳐 재순환되는 연도 가스(15c)로서 연소 챔버(17)로 복귀된다. 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에서는, 연도 가스(15)로부터 CO2가 제거된다. 발생된 CO2 가스 스트림(8)은 라인 연결(8a)을 거쳐 메탄화 플랜트(7) 또는 메탄화기(7a)에 공급된다. 여기에서, CO2 가스(8)는 메탄(21)과 물(26)로 전환된다. 이 과정에서 발생된 폐열은 결합되고 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(13, 14)으로서 발전 스테이션(2)의 물/수증기 회로(11) 내로 재통합된다(그 안에서의 결합에 의해). 그러나, 이 때, 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(37)이 또한 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에 공급될 수 있다. 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에서 발생되는 임의의 폐열은 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(38)으로서 결합될 수 있고 마찬가지로 물/수증기 회로(11)에 공급될 수 있다. 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(13, 14, 37, 38)은 개별적으로 배정된 라인 연결(13a, 14a, 37a, 38a)에서 운송된다. 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)의 작동에 필요한 열 에너지는 라인 연결(29)을 통해 물/수증기 회로(11)로부터 방출되는 탭핑된 수증기(27)에 의해 상기 플랜트로 공급될 수 있다.
메탄화 플랜트(7)에서 필요한 수소(19a)는 전기 분해(9)에 의해 발생될 수 있고, 수소-운송 라인 연결(19)을 통해 메탄화 플랜트(7)로 공급될 수 있다. 그러나, 다른 가능성은 부산물 가스(30)로부터 수득된 수소(19b)가 메탄화 플랜트(7)에 공급되는 것이다. 전기 분해(9) 또는 전기 분해 단위장치에서 발생되는 산소(20)는 공정 가스(20a)로서 또는 산소-함유 매질(4)로서, 더욱 특히는 순수한 산소(4a)로서 연소 챔버(17)에 공급될 수 있다. 전기 분해(9) 및/또는 메탄화 플랜트(7)에서의 메탄화 실행에 각각 필요한 전력 및/또는 CO2 배기 가스 처리(6), 더욱 특히 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에서 CO2 분리에 요구되는 전력은 특히 부착된 공공 전력망에 전력의 과잉 공급, 달리 말해 과잉 전력이 있는 경우 과잉 전력(10a, 10b, 10c)의 형태로 이들 플랜트에 유리하고 유용하게 공급된다. 그러나, 이들 플랜트의 작동을 보장하기 위해서는, 또한 도 3에 도시된 바와 같이 발전 스테이션(2)의 물/수증기 회로(11)에 부착된 발전기(5)에 의해 요구되는 작동 전력을 발생시키고 이를 작동 전력 또는 전력(5a, 5b, 5c)으로서 해당 플랜트에 공급할 수 있다.
도 4 및 도 6은 개략적으로 산업용 플랜트가 파선으로 개략적으로 표시된 제련 공장(1)으로서 실현되는 본 발명의 예시적인 실시양태를 도시한다. 제련 공장(1)의 구성요소는 용광로 가스 발전 스테이션(여기에서는 용광로(16)로부터 유래되는 용광로 가스(24)를 산소-함유 매질(4)을 공급하면서 부산물 가스(30)로서 연소시킴) 형태의 부산물 가스 발전 스테이션(2a)이다. 이 경우, 발전 스테이션(2a)의 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)의 배기 가스 공간으로부터 재순환되는 발전 스테이션 연도 가스(15c) 또는 CO2가 풍부한 가스 스트림도 또한 부산물 가스 발전 스테이션(2a) 내로 통과할 수 있고, 추가적으로 부산물 가스(30)의 연소 또는 용광로 가스 구성요소의 전환에 추가로 이용될 수 있다.
부산물 가스(30)의 연소 동안 발생되고 부산물 가스 발전 스테이션(2a)으로부터 나오는 발전 스테이션 연도 가스(15)는 특히 약 30중량% 또는 약 30부피% 이상의 CO2 분율을 갖고자 하며, 따라서 부산물 가스(30)의 연소를 위해 순수한 산소 스트림(4a) 또는 공기보다 더 높은 산소 분율을 갖는 산소가 매우 풍부한 가스 스트림을 부산물 가스 발전 스테이션(2a)에 공급하는 것이 특히 유리하다.
도 3, 또한 도 8 및 도 9에 도시되는 바와 같이, 통합된 터빈 세트(12)를 갖는 물/수증기 회로(11)가 있는 수증기 발생기(18)는 부산물 가스(30)와 산소-함유 매질(4)이 연소를 위해 도입되는 부산물 가스 발전 스테이션(2a)의 화염 구획 또는 연소 챔버(17)에 통상적인 방식으로 부착된다. 터보 세트(12)는 발전을 위한 발전기(5)와 통상적인 방식으로 연통된다. 부착된 발전기(5)가 있는 부산물 가스 발전 스테이션(2)에 의해, 효율 η로 전력을 발생시킬 수 있다. 이 효율 η는, 발전기(5)에 의해 발생되는 에너지의 적어도 일부가 전력(5a, 5b, 5c)의 형태로 도 1 내지 도 3에 도시된 작동 개략도에 도시된 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a) 및/또는 메탄화(7) 또는 메탄화기(7a) 및/또는 전기 분해(9)에 전기 에너지를 제공하기 위해 활용되는 경우, 0.5 내지 5% 수준의 Δη만큼 변화된다(즉, 개선된다)(이러한 에너지 제공은 도 2 및 도 3의 비뚤빼뚤한 형태로 도시된 화살표(5a, 5b, 5c)에 의해 개략적으로 도시됨).
이후의 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에서는, CO2 분리 작업 또는 스크러빙 공정에 의해, 부산물 가스 발전 스테이션(2a)으로부터 유래되는 CO2-함유 발전 스테이션 연도 가스(15)로부터 CO2가 제거되고, 후처리되어, 본질적으로 순수하고 CO2를 매우 다량으로 함유하는 가스 스트림(8)을 생성시킨다. CO2 배기 가스 처리(6)는 더욱 특히 연소 후 (탄소) 포획 작업(PCC 또는 PCCC 작업)의 실행을 포함한다. CO2 가스 스크러버 또는 CO2 가스 스크럽은 바람직하게는 PCC 또는 PCCC 작업, 따라서 CO2 배기 가스 처리(6)의 일부인데, 이에 의해 발전 스테이션 연도 가스를 흡착제, 더욱 특히는 아민-함유 흡착제(이는 바람직하게는 다시 재생됨)로 후처리한다. 아민은 이산화탄소를 축적시키고, 열이 공급됨에 따라 CO2를 제어되는 방식으로 후속 방출시킨다. 사용되는 아민 용액은 바람직하게는 다이에탄올아민(DEA), 메틸다이에탄올아민(MDEA) 및 모노에탄올아민이다.
CO2 배기 가스 처리(6)의 결과는 메탄화 플랜트(7)로 공급되는 고순도 CO2 가스 스트림(8)이다. 메탄화 과정에서는, CO2를 수소(H2)에 의해 메탄(CH4)으로 전환시킨다. 이는 바람직하게는 촉매에 의해 이루어지는데, 이 경우 도 7에서 "히타치 촉매"로 밝힌 Rh-Mn/Al2O3 촉매가 유리한 것으로 입증된다. 메탄화기(7a) 또는 메탄화 플랜트(7)에는 또한 수소(H2)가 공급되며, 이 경우 바람직하게는 전기 분해(9)로부터 유래되는 수소(19a)가 사용된다. 메탄화 플랜트(7) 또는 메탄화기(7a)에서는, 메탄(CH4)이 합성에 의해 발생되고 종래의 방식으로 저장될 수 있다. 전기 분해(9)시 수소(19a)를 발생시키기 위하여, 전력(10a), 바람직하게는 흔히 재생 에너지 공급원으로부터의 발전시 전력망 생산 과잉으로서 야기되는 소위 "과잉 전력"을 이용한다. 종래의 방식으로는 이 전력을 소비할 수 없기 때문에, 따라서 CO2의 메탄화는 에너지 저장 가능성을 연다. 그러나, 발전기(5)에 의해 발생된 전력(5c)을 전기 분해(9)의 실행에 사용할 수도 있다. 이는, 기술적인 이유로 전력 생산이 이루어지거나 이루어져야 하는 상황에서, 임의의 부착된 공공 전력망에 전력을 전달하지 않으면서, 발전 스테이션(2), 더욱 구체적으로는 부산물 가스 발전 스테이션(2a)이 휴식기에 최소한의 부하 범위로 작동될 때 특히 그러하다.
또한, 메탄화 및/또는 CO2 배기 가스 처리시 발생되는 열도 이용된다. 촉매에 의한 메탄화는 약 300℃에서 진행되고, 이 때문에 결합된 원료 스트림으로서 및/또는 열 에너지 스트림(13, 14, 37)으로서의 메탄화의 폐열을, CO2 배기 가스 처리(6)로의 에너지 투입물로서(열 유동(37)) 및/또는 부산물 가스 발전 스테이션(2a) 및/또는 그의 물/수증기 회로(11)로의 에너지 투입물로서(열 유동(13, 14)) 및/또는 산업용 플랜트(이 경우에는, 제련 공장(1))의 하나 이상의 작업 스테이지로의 에너지 투입물로서 이용한다. 다른 가능성은 300℃ 내지 120℃인 CO2 배기 가스 처리(6)의 폐열을 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(38)으로서 결합시키고 이를 부산물 가스 발전 스테이션(2a) 및/또는 그의 물/수증기 회로(11)에 및/또는 산업용 플랜트(이 경우에는 제련 공장(1))의 하나 이상의 작업 스테이지에 활용하는 것이다. 이는, 부산물 가스 발전 스테이션(2a), 따라서 산업용 플랜트의 전체적인 효율 면에서 추가적인 개선을 달성할 수 있음을 의미하는데, 왜냐하면 부산물 가스 발전 스테이션(2a), CO2 배기 가스 처리(6) 및 메탄화가 산업용 플랜트, 이 경우에는 제련 공장(1)의 원료 스트림 및/또는 에너지 스트림으로 통합되기 때문이다. 탄소질 원료 스트림(3a), 이 경우에는 산업용 플랜트에서 부산물 또는 폐기물로서 발생되는 용광로 가스(30)가 원료(3)로서 발전 스테이션(2), 이 경우에는 부산물 가스 발전 스테이션(2a)으로 공급된다. 발전기(5)에 의해 발생된 전력의 일부가 전기 에너지(5a, 5b)로서 발전 스테이션 이후의 CO2 배기 가스 처리(6)에, 더욱 특히는 이후의 배정된 메탄화 플랜트(7)에 공급된다. 발전 스테이션(2, 2a)의 발전 스테이션 연도 가스(15)가 마찬가지로 임의적으로 미리 후처리된 원료 스트림으로서 메탄화 플랜트(7)에 공급된다. 다시, 메탄화 플랜트(7)로부터, 폐열 형태의 열 에너지가 열 에너지 스트림(13, 14, 37)으로서 산업용 플랜트에서 이루어지는 하나 이상의 작업에 및/또는 부산물 가스 발전 스테이션(2a)에, 더욱 특히는 그에 공급되는 하나 이상의 매질, 더욱 특히는 연소 산소에, 및/또는 CO2 배기 가스 처리(6)에 공급된다. 폐열 형태의 열 에너지가 또한 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)로부터 유래되는 열 에너지 스트림(38)으로서 산업용 플랜트 및/또는 발전 스테이션(2, 2a)에 공급된다.
도 4에서 상부 A에 도시된 것은 제련 공장(1) 및 가스 회수와 관련된 현재까지의 통상적인 종래 기술의 절차이다. 이 절차에 따라, 철광석 및 석탄이 제련되어 강이 형성되고 CO2가 방출되고, 천연 가스가 운송장에서 운송되고 또한 파이프라인 시스템에 의해 최종 소비자에게 수송된다. 도 4의 하부 B에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라, 제련 공장(1)에서 발생된 CO2는 부산물 가스 발전 스테이션(2a)으로서 설계된 제련 공장(1)의 발전 스테이션(2)에서 메탄(CH4) 형태의 합성 천연 가스로 전환되고, 메탄이 소비자에게로 수송된다. 생성된 메탄 가스는 다른 소비자에 의해 에너지로서 사용되고 또한 추가로 가공되어 메탄올을 형성할 수 있다.
도 5의 왼쪽 이미지에서는 제련 공장(1) 내로 통합된 부산물 가스 발전 스테이션(2a)의 경우에 방출되는 원료 스트림 및 에너지 스트림을 도시한다. 이 시스템은 더욱 특히 코크스 형태의 석탄(22) 및 철광석 및 제강용의 다른 원료의 도입을 포함한다. 제련 공장(1)에서의 제강 과정에서 탄소 공급원으로부터 발생되는 생성물 가스(이의 예는 코크스화 플랜트 가스(23), 용광로 가스(24), 제강 오프가스(25) 및 소성 단위장치 오프가스(28)임)는 기체 혼합물로서 합쳐져서 부산물 가스(30)를 형성하고, 부산물 가스 발전 스테이션(2a)으로 통과된다. 통합된 터보 세트(12) 및 발전기(5)를 갖는 물/수증기 회로(11)가 부착된 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)에서의 연소 과정에서 부산물 가스 발전 스테이션(2a)에서의 부산물 가스(30)의 연소에 의해 발생된 전력(31) 및 발생된 열(32)은 제련 공장(1)에 다시 공급되고, 따라서 그 결과 부산물 가스 발전 스테이션(2a)에서 약 42%의 효율 η를 달성할 수 있다. 본 발명에 따라 부착된 CO2 가스 처리(6) 및 부착된 메탄화 플랜트(7) 또는 부착된 메탄화기(7a)와 함께 발전 스테이션(2), 더욱 특히는 부산물 가스 발전 스테이션(2a)이 도 6에 도시된 바와 같이 이러한 종류의 제련 공장(1) 내로 통합되는 경우, 그 이외에는 동일한 발전 스테이션(2) 또는 동일한 연소 플랜트의 효율 η가 60%까지 증가할 수 있다.
도 8 및 도 9는 부착된 물/수증기 회로(11) 및 통합된 터빈 세트(12)를 갖는 부산물 가스 발전 스테이션(2a)으로서 설계된 발전 스테이션(2)을 제련 공장(1) 내로 통합하기 위한 본 발명에 따른 다른 가능성을 도시하는데, 이 때 부산물 가스 발전 스테이션(2a)은 용광로 가스(24)를 연소시키는 부산물 가스 발전 스테이션(2a)이다.
도 8은 부착된 물/수증기 회로(11) 및 통합된 터빈 세트(12)를 갖는 부산물 가스 발전 스테이션(2a)으로서 설계된 발전 스테이션(2)의 통합을 위한 본 발명에 따른 제 1 가능성을 도시하며, 이 때 부산물 가스 발전 스테이션(2a)은 용광로 가스(24)를 연소시키는 것이다. 추가적인 통합 가능성은 도 9에 도시되어 있고, 물/수증기 회로(11)로부터의 열의 결합과 관련하여 도 8에 따른 것과 상이하다.
다수개의 예시적인 실시양태가 부산물 가스 발전 스테이션(2a)에 관한 것이긴 하지만, 본 발명은 탄소질 연료(3)가 연소되는 발전 스테이션(2) 및 각 경우에 형성되는 연도 가스 스트림(15)에 매우 포괄적으로 적용될 수 있다. 발전 스테이션(2)은 결과적으로 임의의 종류의 탄소-연소되는, 더욱 특히는 화석 연료-연소되는 발전 스테이션, 더욱 구체적으로는 대형 발전 스테이션, 즉 역청탄 또는 갈탄 또는 가스가 연소되는 발전 스테이션인 것으로 생각된다. 바이오매스-연소되는 발전 스테이션 및 바이오가스-연소되는 발전 스테이션도 "발전 스테이션" 용어에 포함될 수 있고, 후자의 경우에는 대형 발전 스테이션뿐만 아니라 소형 발전 스테이션 또는 소형 플랜트, 즉 연소 플랜트일 수도 있다. "발전 스테이션 연도 가스" 또는 연도 가스는 전술한 발전 스테이션중 하나의 경우에 각각 연소 챔버 또는 수증기 발생기로부터 배기 가스를 형성하는 가스 또는 가스 스트림이다. 따라서, 도 3 및 도 6에 도시된 부산물 가스 발전 스테이션(2a) 대신, 한편으로는 연도 가스 스트림(15)에 의해, CO2 배기 가스 처리(6) 및 그에서 형성되는 CO2가 풍부한 배기 가스 스트림(8)을 통해, 또한 다른 한편으로는 폐열 재통합이 이루어지는 열 에너지 스트림(13) 및/또는 (14) 및/또는 (37) 및/또는 (38)중 적어도 일부 또는 하나에 의해, 메탄화 플랜트(7) 또는 메탄화기(7a) 및/또는 CO2 배기 가스 처리(6)와 상기 앞서 기재된 바와 같이 작동가능하게 연결되는 임의의 전술한 유형의 발전 스테이션이 발전 스테이션(2)를 형성할 수 있다.
메탄화, 더욱 특히는 메탄화 플랜트(7), 더욱 구체적으로는 원료 스트림 및/또는 열 에너지 스트림(13, 14, 37, 38)으로부터 나오는 폐열은 적어도 부분적으로는 발전 스테이션(2, 2a)의 물/수증기 회로(11)에 공급되어 성능을 올릴 수 있다.
마찬가지로, 전기 분해(9)의 부산물로서 발생되는 산소(20)는 적어도 부분적으로는 발전 스테이션(2, 2a), 더욱 특히는 발전 스테이션 작업 또는 부착된 작업 단위장치, 더욱 구체적으로는 용광로(16) 또는 반응기의 성능을 올리는데 사용될 수 있다. 그 결과, 메탄화를 위해 전기 분해에서 발생되는 수소뿐만 아니라 산소도 사용함으로써 전체적인 에너지 효율을 증가시킨다.

Claims (28)

  1. 물-수증기-회로(11)가 부착된, 탄소질 연료(3)가 연소되는 발전 스테이션(2, 2a)의 발전 스테이션 연도 가스(15), 및 화학 공장 또는 제련 공장의 부산물 가스(30)로부터 유래되는 CO2를, 메탄화 플랜트(7)에서 메탄(21)으로 전환시킴을 포함하는 메탄화 방법으로서,
    상기 발전 스테이션(2, 2a)이 화학 공장 또는 제련 공장의 통합형(integral) 또는 통합된(integrated) 구성요소이고,
    상기 발전 스테이션(2, 2a)에, 화학 공장 또는 제련 공장의 하나 이상의 기상 부산물을 함유하는 기체 혼합물 형태인 부산물 가스(30)를, 탄소질 원료 스트림(3a) 및 연료(3)로서 공급하고,
    상기 메탄화 플랜트(7)에서 CO2의 메탄(21)으로의 전환시 폐열로서 발생되는 열 에너지를 적어도 부분적으로 하나 이상의 원료 스트림 또는 열 에너지 스트림(13, 14, 37)으로 결합(couple out)시키고(33, 34),
    이 원료 스트림 또는 열 에너지 스트림(13, 14, 37)을 적어도 부분적으로, 버너 측에서 발전 스테이션(2, 2a)의 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17) 내로 유동하는 하나 이상의 매질에, 또는 발전 스테이션(2, 2a)의 물-수증기-회로(11)에, 또는 메탄화 플랜트(7)의 상류 공정에 연결되는 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리에, 또는 부착된 화학 공장 또는 제련 공장의 하나 이상의 작업 스테이지에 공급하고,
    부산물 가스(30)로부터 수득되고 전기 분해(9)에 의해 발생된 수소(19a, 19b)를 메탄화 플랜트(7)에 공급하고,
    CO2의 메탄화를 위해 메탄화 플랜트(7)에 필요한 수소(19b)를, 적어도 부분적으로 또는 일시적으로 하나 이상의 부산물 가스(30)로부터, 화학 공장 또는 제련 공장의 영역에서 수득하는,
    메탄화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리가 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)인 것을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    화학 공장 또는 제련 공장의 하나 이상의 기상 부산물을 포함하는 기체 혼합물 형태인 부산물 가스를, 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)에 탄소질 원료 스트림(3a) 및 연료(3)로서 공급함을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발전 스테이션(2, 2a)의 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)에서 탄소질 연료(3)의 연소시 발생되는 발전 스테이션 연도 가스(15)의 적어도 일부, 또는 발전 스테이션 연도 가스(15)에 존재하는 CO2 가스(8)의 적어도 일부를, 발전 스테이션 연도 가스(15)의 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리 후에 메탄화 플랜트(7)에 공급함을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 CO2를, 연소 후 포획(PCC) 작업 또는 연소 후 탄소 포획(PCCC) 공정에 의해, 적어도 부분적으로 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리에서, 발전 스테이션 연도 가스(15)로부터 수득함을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 CO2를, 흡착제를 사용하는 CO2 가스 스크러버에 의해, 적어도 부분적으로 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리에서 발전 스테이션 연도 가스(15)로부터 수득함을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탄화 플랜트(7) 또는 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리를, 공공 전력망에 과잉 전력(10b, 10c)이 있을 때에 적어도 부분적으로 또는 일시적으로 이 전력으로 작동시키거나,
    상기 메탄화 플랜트(7) 또는 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리에, 발전 스테이션(2, 2a)의 물-수증기-회로(11)에 부착된 발전기(5)에 의해 발생된 전력(5a, 5b)을 공급함을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탄화 플랜트(7)에 공급되는 수소(19a)는 적어도 부분적으로 또는 일시적으로 화학 공장 또는 제련 공장 내로 통합된 전기 분해(9)에 의해 발생됨을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전기 분해(9)를, 공공 전력망에 과잉 전력(10a)이 있을 때, 적어도 부분적으로 또는 일시적으로 이 전력으로 작동시키거나,
    전기 분해(9)에, 발전 스테이션(2, 2a)의 물-수증기-회로(11)에 부착된 발전기(5)에 의해 발생되는 전력(5c)을 공급함을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 CO2의 메탄화를 위해 메탄화 플랜트(7)에 필요한 수소(19b)를, 화학 공장 또는 제련 공장의 영역에서, 적어도 부분적으로 또는 일시적으로 하나 이상의 부산물 가스(30)로부터, 압력 변동 흡착(pressure swing adsorption) 또는 막 분리(membrane separation)에 의해 수득함을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 분해(9)시 부산물로서 발생되는 산소(20)를, 원료 스트림 또는 에너지 스트림으로서 화학 공장 또는 제련 공장의 하나 이상의 작업 스테이지에, 또는 공정 가스(20a)로서 발전 스테이션(2, 2a)에 공급함을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 산소(20)를, 산화제로서 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)에 공급함을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탄화 플랜트(7)에서 발생되는 메탄(CH4)을, 전부 또는 부분적으로 원료 스트림 또는 에너지 스트림(21)으로서 전환 작업인 화학 공장 또는 제련 공장의 생산 작업에 공급하거나, 천연 가스 공급망에 공급하거나, 용기에 저장함을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    탄소질 연료(3)가 연소되는 발전 스테이션(2, 2a)에 의해 발생되거나 공공 전력망에 존재하는, 전력(5a, 5b, 5c) 또는 과잉 전력(10a, 10b, 10c)의 형태인 과잉 전기 에너지를 메탄화 플랜트(7)에서 발생되는 메탄(CH4)의 형태로 저장하고, 메탄화 플랜트(7)에서 발생되는 열 에너지를 활용하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는, 메탄화 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 방법이 발전 스테이션(2)을 포함하는 화학 공장 또는 제련 공장에 사용되는 것을 특징으로 하며,
    상기 발전 스테이션은, 발전 스테이션 연도 가스(15)를 위한, 부착된 CO2-분리 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)를 갖고, 그의 하류에 연결된, 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)에서 분리된 CO2 스트림(8)을 전부 또는 부분적으로 공정처리하는 메탄화 플랜트(7) 또는 메탄화기(7a)를 가지며,
    상기 메탄화 플랜트(7) 또는 메탄화기(7a)에, 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)로부터 공급되는 CO2의 반응을 위해, 부산물 가스(30)로부터 유래되거나 전기 분해(9)에 의해 수득되는 수소(19a)가 메탄(CH4)-발생 조건 하에서 공급되고,
    발전 스테이션(2, 2a)의 물-수증기-회로(11)에 배치된 터보 세트 또는 터빈 세트(12)에 의해 구동되는 발전기(5)에 의해 발생되는 전력(5a, 5b, 5c), 또는 공공 전력망으로부터의 과잉 전력(10a, 10b, 10c)으로서 유래되고 메탄화 플랜트(7) 또는 연도 가스 처리 플랜트(6a) 또는 전기 분해(9)에 공급되는 전력(5a, 5b, 5c)이 상기 메탄화 플랜트(7) 또는 메탄화기(7a)의 메탄(CH4)에 저장되는, 메탄화 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 발전 스테이션(2)이 부산물 가스 발전 스테이션(2)이거나,
    또는 상기 부착된 CO2-분리 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)가 흡착제에 의한 CO2 가스 스크러버 형태인, 메탄화 방법.
  18. 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)를 포함하는 물-수증기-회로(11)가 부착된 발전 스테이션(2, 2a)으로서,
    상기 연소 챔버(17)에서 탄소질 연료(3)가 연소되고,
    상기 발전 스테이션이 화학 공장 또는 제련 공장의 통합형 구성요소로서 설계되며,
    상기 발전 스테이션(2, 2a)의 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)의 연도 가스 라인(15a)이, 가스를 반응시켜 메탄(CH4)을 형성하는 메탄화 플랜트(7) 또는 메탄화기(7a)와 라인 연결(15a, 8a)되고,
    상기 라인 연결은 발전 스테이션 연도 가스(15), 또는 상기 발전 스테이션 연도 가스(15)로부터, 화학 공장 또는 제련 공장의 부산물 가스(30)로부터, 또는 상기 발전 스테이션 연도 가스(15) 및 상기 부산물 가스(30) 둘 다로부터 수득되는 CO2 가스(8)를 운송하고;
    상기 발전 스테이션(2, 2a)이, 화학 공장 또는 제련 공장의 하나 이상의 생산-엔지니어링 또는 공정-엔지니어링 단위장치와 매질-운송 라인 연결되고 탄소질 연료(3)를 발전 스테이션(2, 2a)의 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)에 공급하는 라인(3b)을 갖고,
    상기 라인(3b)에 의해, 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)에, 화학 공장 또는 제련 공장의 생산-엔지니어링 또는 공정-엔지니어링 단위장치의 하나 이상의 부산물 또는 폐기물을 포함하는 탄소질의 원료 또는 원료 스트림(3a)을 공급할 수 있고,
    여기서, 상기 메탄화 플랜트(7) 또는 메탄화기(7a)가 하나 이상의 열 에너지-운송 라인 연결(13a, 14a, 37a)되며,
    상기 라인 연결은 버너 측에서 발전 스테이션(2, 2a)의 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17) 내로 유동하는 하나 이상의 매질과, 또는 발전 스테이션(2, 2a)의 물-수증기-회로(11)와, 또는 메탄화 플랜트(7)의 공정 상류에 연결되는 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리와, 또는 화학 공장 또는 제련 공장의 하나 이상의 생산-엔지니어링 또는 공정-엔지니어링 단위장치로, 발전 스테이션 연도 가스(15) 또는 CO2 가스(8)의 메탄화에서 발생되는 폐열을 적어도 부분적으로 결합시키고,
    부산물 가스(30)로부터 수득되고 전기 분해(9)에 의해 발생된 수소(19a, 19b)가 상기 메탄화 플랜트(7)에 공급될 수 있는, 발전 스테이션(2, 2a).
  19. 제 18 항에 있어서,
    CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리가 발전 스테이션 연도 가스 처리 플랜트(6a)인 것을 특징으로 하는, 발전 스테이션(2, 2a).
  20. 제 18 항에 있어서,
    발전 스테이션 연도 가스(15) 또는 그로부터 수득되는 CO2 가스(8)를 운송하는 라인 연결(15a, 8a)이 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리를 포함하며,
    상기 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리가 메탄화 플랜트(7) 또는 메탄화기(7a)의 공정 상류에 연결되고, 기체 유동 방향에서 유입 측에서는 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)와 발전 스테이션 연도 가스(15)-공급 라인 연결(15a)되고, 유출 측에서는 메탄화 플랜트(7) 또는 메탄화기(7a)와 CO2 가스(8)-방출 라인 연결(8a)되며, 버너 측에 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)로 유동하는 하나 이상의 매질과, 또는 발전 스테이션(2, 2a)의 물-수증기-회로(11) 또는 공정 하류에 연결된 메탄화 플랜트(7)와, 또는 화학 공장 또는 제련 공장의 하나 이상의 생산-엔지니어링 또는 공정-엔지니어링 단위장치와, 열 에너지-운송 라인 연결(38a)되며, 이때 상기 열 에너지-운송 라인 연결(38a)이 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리에서 발생되는 폐열을 결합시킴을 특징으로 하는, 발전 스테이션(2, 2a).
  21. 제 18 항에 있어서,
    CO2를 분리하는 CO2 배기 가스 처리 플랜트(6) 또는 CO2 후처리가, 흡착제에 의한 CO2 가스 스크러버로서 설계됨을 특징으로 하는, 발전 스테이션(2, 2a).
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 발전 스테이션(2, 2a) 또는 연소 플랜트가 발전기(5)를 포함하고, 상기 발전기는 물-수증기-회로(11)에 부착되고, 상기 물-수증기-회로(11) 내에 배치된 터보 세트(12)에 의해 구동되며,
    상기 발전기는 메탄화 플랜트(7) 또는 메탄화기(7a)와, 또는 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리와, 또는 전기 분해(9)와, 전력-전도 라인 연결(5a, 5b, 5c)됨을 특징으로 하는, 발전 스테이션(2, 2a).
  23. 제 18 항에 있어서,
    메탄화 장치(7) 또는 메탄화기(7a), CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리, 또는 전기 분해(9)가, 부착된 공공 전력망과 과잉 전력-공급성 전력-전도 라인 연결(10a, 10b)됨을 특징으로 하는, 발전 스테이션(2, 2a).
  24. 삭제
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 발전 스테이션(2, 2a)이, 화학 공장 또는 제련 공장으로 통합되는 부산물 가스 발전 스테이션(2a)이고,
    발전 스테이션 연도 가스(15) 또는 그로부터 수득되는 CO2 가스(8)를 운송하는 라인 연결(15a, 8a)이, 수증기 발생기(18)의 연소 챔버(17)에서 탄소질 연료(3)의 연소시 발생되는 발전 스테이션 연도 가스(15)의 적어도 일부를, 메탄화 플랜트(7) 또는 CO2 배기 가스 처리(6) 또는 CO2 후처리에 공급함을 특징으로 하는, 발전 스테이션(2, 2a).
  26. 제 25 항에 있어서,
    부산물 가스 발전 스테이션(2a)이 용광로 가스 발전 스테이션 또는 코크스화 플랜트 가스 발전 스테이션인 것을 특징으로 하는, 발전 스테이션(2, 2a).
  27. 제 18 항 내지 제 23 항 및 제 25 항중 어느 한 항에 있어서,
    연소 플랜트로 구성된 것을 특징으로 하는, 발전 스테이션(2, 2a).
  28. 제 18 항 내지 제 23 항 및 제 25 항중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 항에 따른 방법을 실행하기 위해 구성된 것을 특징으로 하는, 발전 스테이션(2, 2a).
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