WO1998025019A1 - Verfahren zur energieerzeugung mit hilfe von verbrennungsmotoren und nachgeschaltetem abhitzekessel - Google Patents

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engine exhaust
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Bernd BRÄNDLE
Erich Fercher
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Austrian Energy & Environment Sgp/Waagner-Biro Gmbh
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a method for generating energy from gaseous or liquid fuels with the aid of internal combustion engines that drive at least one power generator and a downstream waste heat boiler.
  • the method according to the invention has set itself the task of obtaining energy, in particular electrical energy, from fossil gaseous or liquid fuels or from artificially produced combustible gases or liquids, the pollutant emissions, in particular the CO 2 emissions, being kept low.
  • the method is characterized in that for low-pollutant, in particular low-nitrogen oxide energy generation, the internal combustion engine is operated with a mixture of a partial stream of its dried engine exhaust gas and technical oxygen as combustion air, and the heat of the engine exhaust gas is transferred to a consumer in a waste heat boiler, which is not for the consumer Internal combustion engine certain sub-stream of the engine exhaust gas is supplied to a liquefaction. Since the C0 2 can be liquefied at relatively high temperatures, the non-liquefiable exhaust gas components can be removed. What is new about this invention is that by combining motors with high efficiency and
  • Utilization of the energy content of the engine exhaust gas achieves a high overall efficiency and that by using a partial flow of the engine exhaust gas as an inert component of the combustion air, the pollutant emissions can be minimized.
  • the invention has the possibility of execution that the heat of the engine exhaust gas is transferred in a waste heat boiler to the circulation medium of a C0 2 circuit, which is supplemented by the remaining partial flow of the dried engine exhaust gas from the engine circuit.
  • the CCy content in the circulating medium of the C0 2 circuit is high, which is advantageous in the condensation of the C0 2 .
  • Another feature of the invention states that the waste heat boiler connected to the internal combustion engine on the exhaust gas side is fed with liquid, later recuperatively heated and evaporated C0 2 .
  • Fig. 1 shows a circuit diagram with engine and C0 2 circuit and liquefaction.
  • Fig. 2 shows a circuit diagram with one engine and two turbine circuits.
  • Fig. 3 shows a circuit diagram with an engine circuit and any exhaust gas heat consumer.
  • Fig. 4 shows a circuit diagram 3 with a C0 2 circuit as the exhaust gas heat consumer
  • a mixture of recirculated gaseous engine exhaust gas and technical oxygen with 90 to 95% 0 2 is fed to the internal combustion engine and brought to combustion with the gaseous or liquid fuel.
  • Today's gas engines achieve efficiencies of up to 40%, while diesel engines achieve efficiencies of over 50%.
  • 20% and in the gas engine around 30% of the fuel heat enter the engine's cooling water circuit as waste heat and can be used as district heating.
  • the remaining 30% of the fuel heat is contained in the exhaust gas.
  • This exhaust gas heat is used, for example, in a C0 2 cycle with predominantly C0 2 as the cycle medium and converted into technical work.
  • Fig. 1 a system according to the invention is shown, which consists of an engine circuit and a C0 2 circuit, which are interconnected.
  • the internal combustion engine which is designed as a diesel engine (3), has a fuel heat output of around 20 MWth and is operated with an oxygen ratio of 2, which corresponds to twice the stoichiometric amount of oxygen for combustion. 95% technical oxygen should be used for combustion. This achieves an efficiency of 50% with practically soot-free exhaust gas.
  • the diesel engine (3) draws in a gas mixture from the mixing chamber (2), which consists of 50 vol% of C0 2 , 44 vol% 0 2 and 6 vol% N 2 .
  • the diesel engine (3) 9 kg / s gas mixture with 0.5 kg / s diesel are burned.
  • the diesel engine (3) releases technical work on the crankshaft, which drives a power generator (5).
  • 9.5 kg / s of exhaust gas is generated at a temperature of approx. 580 ° C.
  • the engine exhaust gas transfers its heat via the heat exchanger (4) to the C0 2 of the C0 2 circuit and is cooled to 420 ° C.
  • Another heat exchanger (6) for example a district heat exchanger, cools the engine exhaust to 130 ° C. Because the gas mixture formed in the mixing chamber (2) contains hardly any nitrogen, practically no or only very small amounts of nitrogen oxides are released during the combustion, so that no secondary measures for denitrification are necessary.
  • the engine exhaust gas can be cleaned of heavy metal-containing dusts in a fabric or electrostatic precipitator.
  • sulfur dioxide can e.g. can be incorporated by injecting calcium hydroxide.
  • the exhaust gas temperatures must be set according to the respective desulfurization process (e.g. with the help of exhaust gas coolers and / or water injection).
  • the engine exhaust gas In order to separate the water contained in the engine exhaust gas (approx.0.5 kg / s comes from the combustion), the engine exhaust gas is cooled to approx. 20 ° C using a gas cooler (10) and the condensed combustion water in the separator (9) from the engine exhaust gas Cut. Since diesel fuels contain sulfur and 100% desulfurization cannot be achieved, the gas cooler (10) must be made of rustproof and acid-resistant material.
  • a partial flow of the dried engine exhaust gas namely just enough to remove the C0 2 produced during combustion and nitrogen introduced via the technical oxygen from the circuit, is compressed to 61 bar by means of a compressor (12) and fed to the C0 2 circuit.
  • This is an engine exhaust mass flow of approx. 2 kg / s.
  • the engine exhaust gas mass flow of 7 kg / s remaining in the engine circuit is mixed with approx. 2 kg / s technical (95%) oxygen in the mixing chamber (2) and sucked in by the diesel engine (3).
  • a C0 2 circuit In order to use the waste heat from the engine exhaust, a C0 2 circuit is installed, in which C0 2 is used as a working fluid.
  • a “Gohstjejn process” is to be used to implement the invention. This contributes in particular to an improvement in the efficiency.
  • Other known circuits, as described in the literature, can also be used to increase the efficiency. leads to use.
  • turbines (7) instead of turbines (7), for example, rotary lobe or screw piston relaxation machines can also be used.
  • Non-condensable gases which originate from the partial flow from the engine exhaust gas, such as nitrogen, oxygen, nitrogen oxides, sulfur dioxide, unburned hydrocarbons, etc., are eliminated from the circuit in gaseous form via the gas outlet (16) of the condenser (15) and, if necessary, cleaned and combined with the nitrogen originating from the production of oxygen into the atmosphere.
  • the non-condensable gases By throttling the non-condensable gases to atmospheric pressure, they are cooled to below -50 ° C and can also be used to condense the C0 2 (use of the Joule-Thompson effect).
  • the C0 2 generated during combustion in the diesel engine (3) is taken from the C0 2 cycle in liquid, ie salable form and is either used again or is deposited. Exhausted oil or gas deposits can be considered as C0 2 landfills.
  • a second C0 2 circuit with a second turbine (7 ') is shown in comparison to Fig. 1, a second C0 2 circuit with a second turbine (7 ') is shown.
  • the original CG circuit which leads from the heat exchanger (13) via the heat exchanger (11) to the heat exchanger (4) and then to the turbine (7), is expanded by a second C0 2 circuit which leads from the heat exchanger (13) to the heat exchanger (6) and then leads to the second turbine with a lower inlet temperature (7 ').
  • the exhaust gas from both turbines (7, 7 ' ) is again added to the exhaust gas which is fed to the heat exchanger (13).
  • Fig. 3 a small system is shown, where, in order to reduce the investment costs, the use of the engine waste heat to generate electrical energy is dispensed with and instead only the heat is used as district heating.
  • the electrical efficiency of such systems is 35%.
  • FIG. 4 Another circuit option is shown in FIG. 4, which corresponds to FIG. 3 on the motor side.
  • the C0 2 circuit is completely decoupled from the engine circuit. This has the advantage that the C0 2 process is closed (100% pure C0 2 as working fluid), but the engine exhaust gas flow branched off from the engine circuit must be compressed to approx. 80 bar in order to liquefy the C0 2 . Furthermore, two capacitors (15, 15 ' ) are required for this circuit.
  • the condenser (15 ' ) in the C0 2 circuit is designed without a gas outlet (16).
  • a second turbine (7 ' ) can also be connected to increase the efficiency.
  • a conventional water / steam cycle can also be used to use the exhaust gas heat.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Energieerzeugung aus gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen mit Hilfe von Verbrennungsmotoren, die mindestens einen Stromgenerator antreiben, und nachgeschaltetem Abhitzekessel vorgestellt. Zur schadstoffarmen, insbesondere stickoxidarmen Energieerzeugung wird der Verbrennungsmotor mit einem Gemisch aus einem Teilstrom seines getrockneten Motorabgases und technischem Sauerstoff als Verbrennungsluft betrieben, die Wärme des Motorabgases in einem Abhitzekessel an einen Verbraucher übertragen, wobei der nicht für den Verbrennungsmotor bestimmte Teilstrom des Motorabgases einer Verflüssigung zugeführt wird. Insbesondere wird die Wärme des Motorabgases in einem Abhitzekessel an das Kreislaufmedium eines CO2-Kreislaufs übertragen, der durch den verbliebenen Teilstrom des getrockneten Motorabgases aus dem Motorkreislauf ergänzt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, aus fossilen gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen oder aus künstlich hergestellten brennbaren Gasen oder Flüssigkeiten Energie, insbesondere elektrische Energie, zu gewinnen, wobei der Schadstoffausstoß niedrig gehalten wird.

Description

Verfahren zur Energieerzeugung mit Hilfe von Verbrennungsmotoren und nachgeschaltetem
Abhitzekessel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energieerzeugung aus gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen mit Hilfe von Verbrennungsmotoren, die mindestens einen Stromgenerator antreiben, und nachgeschaltetem Abhitzekessel.
Die Verwendung von Motoren zum Antrieb von Generatoren und damit zur Stromversorgung gehört dem Stand der Technik an und es ist ebenfalls bekannt, das Abgas aus Verbrennungsanlagen vor ihrer Einleitung in die Atmosphäre einem Abhitzekessel zuzuführen, sodaß neben der im Verbrennungsraum freiwerdenden Energie die Energie des Abgases ebenfalls genutzt werden kann. Das im Abhitzekessel erhitzte Medium wird beispielsweise für Dampferzeugung oder für Fernwärmeversorgung verwendet. Bei diesen herkömmlichen Verfahren werden Schadstoffe, insbesondere das Treibhausgas C02, in die Atmosphäre eingeleitet.
Es ist weiters aus der Literatur, wie aus N. Gasparovic, „Fluide und Kreisprozesse für Wärmekraftanlagen mit großen Einheitenleistungen", Brennstoff-Wärme-Kraft, Band 21 , Nr. 7, Seite 347-394, Juli 1969, bekannt, für Kreisprozesse Kreislaufmedien wie Kohlendioxid C02 zu verwenden, wobei geeignete Kreisprozesse, wie der Gohstjejn-Prozeß, in theoretischer Weise dargelegt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat es sich zur Aufgabe gestellt, aus fossilen gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen oder aus künstlich hergestellten brennbaren Gasen oder Flüssigkeiten Energie, insbesondere elektrische Energie, zu gewinnen, wobei der Schadstoffausstoß, insbesondere der C02- Ausstoß, niedrig gehalten werden soll.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zur schadstoffarmen, insbesondere stickoxidarmen Energieerzeugung der Verbrennungsmotor mit einem Gemisch aus einem Teilstrom seines getrockneten Motorabgases und technischem Sauerstoff als Verbrennungsluft betrieben wird, die Wärme des Motorabgases in einem Abhitzekessel an einen Verbraucher übertragen wird, wobei der nicht für den Verbrennungsmotor bestimmte Teilstrom des Motorabgases einer Verflüssigung zugeführt wird. Da sich das C02 bei relativ hohen Temperaturen verflüssigen läßt, können die nicht verflüssigbaren Abgaskomponenten abgezogen werden. Neu an dieser Erfindung ist, daß durch die Kombination von Motoren mit hohem Wirkungsgrad und
Nutzung des Energieinhalts des Motorabgases ein hoher Gesamtwirkungsgrad erzielt wird und daß durch die Verwendung eines Teilstroms des Motorabgases als inerter Bestandteil der Verbrennungsluft der Schadstoffausstoß minimiert werden kann.
Die Erfindung besitzt die Ausführungsmöglichkeit, daß die Wärme des Motorabgases in einem Abhitzekessel an das Kreislaufmedium eines C02-Kreislaufs übertragen wird, der durch den verbliebenen Teilstrom des getrockneten Motorabgases aus dem Motorkreislauf ergänzt wird. Dadurch wird der CCyGehalt im Kreislaufmedium des C02-Kreislaufs hoch, was bei der Kondensation des C02 vorteilhaft ist.
Im Anspruch 3 ist festgehalten, daß für den C02-Kreislauf und den Motorabgasstrom eine gemeinsame Kondensationsstufe für das C02 vorgesehen ist, in welcher das überschüssige C02 in flüssiger Form abgezogen und die nicht kondensierbaren Bestandteile ausgeschieden werden. Dadurch gelangt das C02 nicht in die Atmosphäre und die nicht kondensierbaren Bestandteile verlassen den Kreislauf.
Ein weiteres Erfindungsmerkmal besagt, daß der an den Verbrennungsmotor abgasseitig angeschlossene Abhitzekessel mit flüssigem, später rekuperativ erwärmtem und verdampftem C02 gespeist wird.
Das Merkmal, daß die im Abhitzekessel vom Kreislaufmedium des C02-Kreislaufs aufgenommene Energie in unterschiedlichen, insbesondere zwei Temperaturstufen abgearbeitet wird, erlaubt eine bessere Ausnützung der Abwärme, da die einzelnen Turbinen für die jeweilige Temperatur ausgelegt werden können.
Das Verfahren soll anhand von Schaltbildern in vier Figuren beispielhaft beschrieben werden. Fig. 1 zeigt ein Schaltbild mit Motor- und C02-Kreislauf und Verflüssigung Fig. 2 zeigt ein Schaltbild mit einem Motor- und zwei Turbinen kreisläufen Fig. 3 zeigt ein Schaltbild mit einem Motorkreislauf und beliebigem Abgaswärme-Verbraucher Fig. 4 zeigt ein Schaltbild als Ausführungsvariante zu Fig. 3 mit einem C02-Kreislauf als Abgaswärme- Verbraucher
Im Motorkreislauf wird dem Verbrennungsmotor ein Gemisch von rezirkuliertem gasförmigem Motorabgas und technischem Sauerstoff mit 90 bis 95% 02 zugeführt und mit dem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff zur Verbrennung gebracht. Heutige Gasmotoren erreichen Wirkungsgrade von bis zu 40%, während Dieselmotore bis über 50% Wirkungsgrad erzielen. Beim Dieselmotor gelangen 20% und beim Gasmotor etwa 30% der Brennstoffwärme als Abwärme in den Kühlwasserkreislauf des Motors und können als Fernwärme genutzt werden. Die restlichen 30% der Brennstoffwärme sind im Abgas enthalten. Diese Abgaswärme wird beispielsweise in einem C02-Kreislauf mit vorwiegend C02 als Kreislaufmedium genutzt und in technische Arbeit umgewandelt. In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anlage dargestellt, die aus einem Motorkreislauf und einem C02- Kreislauf besteht, die miteinander verbunden sind. Der als Dieselmotor (3) ausgebildete Verbrennungsmotor verfügt über eine Brennstoffwärmeleistung von rund 20 MWth und wird mit einem Sauerstoffverhältnis von 2, was der doppelten stöchiometrischen Sauerstoffmenge für die Verbrennung entspricht, betrieben. Zu Verbrennung soll 95%iger technischer Sauerstoff herangezogen werden. Dadurch wird ein Wirkungsgrad von 50% bei praktisch rußfreiem Abgas erzielt.
Der Dieselmotor (3) saugt von der Mischkammer (2) ein Gasgemisch an, das zu 50 vol% aus C02, 44 vol% 02 und 6 vol% N2 besteht. Im Dieselmotor (3) werden 9 kg/s Gasgemisch mit 0,5 kg/s Diesel zur Verbrennung gebracht. Dabei setzt der Dieselmotor (3) technische Arbeit an der Kurbelwelle frei, die einen Stromgenerator (5) treibt. Weiters entsteht 9,5 kg/s Abgas mit einer Temperatur von ca. 580°C. Das Motorabgas überträgt seine Wärme über den Wärmetauscher (4) an das C02 des C02-Kreislaufs und wird dabei auf 420°C abgekühlt. Ein weiterer Wärmetauscher (6), z.B. ein Fernwärmetauscher, kühlt das Motorabgas auf 130°C ab. Dadurch, daß das in der Mischkammer (2) gebildete Gasgemisch kaum Stickstoff enthält, werden bei der Verbrennung praktisch keine oder nur sehr geringe Mengen von Stickoxiden freigesetzt, sodaß keine Sekundärmaßnahmen zur Entstickung notwendig sind.
Bei einem Einsatz von schwerölähnlichen Brennstoffen kann das Motorabgas von schwermetallhaltigen Flugstäuben in einem Gewebe- oder Elektrofilter gereinigt werden. Vor diesen Filtern kann Schwefeldioxid z.B. durch Eindüsen von Kalziumhydroxid eingebunden werden. Dabei müssen die Abgastemperaturen den jeweiligen Entschwefelungsverfahren entsprechend eingestellt werden (z.B. mit Hilfe von Abgaskühlern und/oder Wassereindüsung).
Um das im Motorabgas enthaltene Wasser (ca. 0,5 kg/s stammen aus der Verbrennung) abzuscheiden, wird das Motorabgas mit Hilfe eines Gaskühlers (10) auf ca. 20°C abgekühlt und das kondensierte Verbrennungswasser im Abscheider (9) vom Motorabgas getrennt. Da Dieselkraftstoffe Schwefel enthalten und keine 100%ige Entschwefelung erzielt werden kann, muß der Gaskühler (10) aus rostfreiem und säurebeständigem Material gefertigt werden.
Ein Teilstrom des getrockneten Motorabgases, nämlich genau soviel, um das bei der Verbrennung entstandene C02 und über den technischen Sauerstoff eingebrachten Stickstoff aus dem Kreislauf abzuführen, wird mittels Kompressor (12) auf 61 bar komprimiert und dem C02-Kreislauf zugeführt. Dabei handelt es sich um einen Motorabgas-Massenstrom von ca. 2 kg/s. Der im Motorkreislauf verbleibende Motorabgas-Massenstrom von 7 kg/s wird mit ca. 2 kg/s technischem (95%igem) Sauerstoff in der Mischkammer (2) vermischt und vom Dieselmotor (3) angesaugt.
Um die Abwärme des Motorabgases zu nutzen, wird ein C02-Kreislauf nachgeschaltet, in dem C02 als Arbeitsfiuid eingesetzt wird. Zur Verwirklichung der Erfindung soll beispielsweise ein „Gohstjejn- Prozeß" verwendet werden. Dieser trägt besonders zu einer Verbesserung des Wirkungsgrads bei. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades können auch andere bekannte Kreisläufe, wie in der Literatur ange- führt, zur Verwendung kommen. Bei kleineren Anlagen können statt Turbinen (7) auch z.B. Drehkolben- oder Schraubenkolbenentspannungsmaschinen eingesetzt werden.
Im C02-Kreislauf werden ca. 9 kg/s flüssiges C02 mit einer Speisepumpe (14) auf 210 bar komprimiert und dabei auf ca. 45°C erwärmt. In einem Wärmetauscher (13) überträgt das aus dem Wärmetauscher (11 ) austretende und mit dem Motorabgas-Teilstrom vermischte C02 seine Wärme auf das flüssige, unter Druck stehende C02. Dadurch wird der Pseudophasenwechsel (flüssig-gasförmig) herbeigeführt und das C02 auf 140°C erhitzt. In einem weiteren Wärmetauscher (11 ) überträgt das Turbinenabgas seine Wärme auf das Hochdruck-C02 und erhitzt dieses auf ca. 390°C. Ein dritter Wärmetauscher (4) überträgt die Wärme des aus dem Motor austretenden Motorabgases auf das gasförmige Hochdruck- C02 und erhitzt dieses auf ca. 550°C.
In einer den heutigen Hochdruck-Dampfturbinenstufen ähnlichen Turbine (7) wird das unter 200 bar Druck stehende und auf 550°C erhitzte C02 auf ca. 61 bar entspannt und dabei auf ca. 425°C abgekühlt. Die freiwerdende mechanische Arbeit treibt einen Stromgenerator (8) an. In einem Wärmetauscher (11 ) überträgt das aus der Turbine austretende C02 seine Wärme rekuperativ auf das verdampfte, unter Hochdruck stehende C02 und wird dabei auf ca. 165°C abgekühlt. Der aus dem Motorkreislauf stammende, mit Hilfe eines zweistufigen, zwischengekühlten Kompressors (12) auf 61 bar komprimierte und dadurch auf ca. 165°C erwärmte Teilstrom wird vor dem Wärmetauscher (13) mit dem Turbinenabgas (C02) gemischt und so dem C02-Kreislauf zugeführt. Im Wärmetauscher (13) wird die Wärme des C02-Abgasgemisches auf das flüssige Hochdruck-C02 übertragen und verdampft. Im Kondensator (15) wird das C02-Abgasgemisch auf 20°C abgekühlt und das C02 verflüssigt.
Nicht kondensierbare Gase, die aus dem Teilstrom vom Motorabgas stammen, wie Stickstoff, Sauerstoff, Stickoxide, Schwefeldioxid, unverbrannte Kohlenwasserstoffe usw. werden gasförmig über den Gasauslaß (16) des Kondensators (15) aus dem Kreislauf ausgeschieden und, falls notwendig, gereinigt und zusammen mit dem aus der Sauerstoffgewinnung stammenden Stickstoff in die Atmosphäre geleitet. Durch die Drosselung der nicht kondensierbaren Gase auf Atmosphärendruck werden diese auf unter -50°C abgekühlt und können zusätzlich zur Kondensation des C02 herangezogen werden (Nutzung des Joule-Thompson Effekts).
Das bei der Verbrennung im Dieselmotor (3) entstehende C02 wird in flüssiger, also verkaufsfähiger Form dem C02-Kreislauf entnommen und kommt entweder einer weiteren Verwendung zu oder wird deponiert. Als C02-Deponien können z.B. erschöpfte Erdöl- oder Erdgaslagerstätten in Betracht gezogen werden.
Bei einem derartigen Prozeß wird eine elektrische Leistung von rund 10 MWe vom Motorprozeß und ca. 1 ,1 MWe vom Turbinenprozeß gewonnen. Der elektrische Eigenenergieverbrauch zur Produktion von technischem Sauerstoff, für Kompressor (12) und Speisepumpe (14) beläuft sich auf ca. 2,9 MWe. Bei einer Brennstoffwärmeleistung von 20 MWe wird somit ein elektrischer Anlagenwirkungsgrad von über 40% erzielt. Dieser Wirkungsgrad kann auf über 45% gesteigert werden, indem ein weiterer C02- Kreislauf zugeschaltet wird, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
In Fig. 2 ist im Vergleich zu Fig. 1 ein zweiter C02-Kreislauf mit einer zweiten Turbine (7') dargestellt. Der ursprüngliche CGyKreislauf, der vom Wärmetauscher (13) über Wärmetauscher (11 ) zu Wärmetauscher (4) und dann zur Turbine (7) führt, wird durch einen zweiten C02-Kreislauf erweitert, der vom Wärmetauscher (13) zum Wärmetauscher (6) und anschließend zur zweiten Turbine mit niedrigerer Eintrittstemperatur (7') führt. Das Abgas beider Turbinen (7, 7') wird wieder dem Abgas, das dem Wärmetauscher (13) zugeführt wird, beigegeben.
In Fig. 3 ist eine kleine Anlage dargestellt, wo, um die Investitionskosten zu senken, auf die Nutzung der Motorabwärme zur Erzeugung elektrischer Energie verzichtet und statt dessen nur die Wärme als Fernwärme genutzt wird. Der elektrische Wirkungsgrad solcher Anlagen liegt bei 35%.
Eine weitere Schaltungsmöglichkeit ist in Fig. 4 dargestellt, die motorseitig der Fig. 3 entspricht. In Fig. 4 ist der C02-Kreislauf vollständig vom Motorkreislauf entkoppelt. Das hat den Vorteil, daß der C02- Prozeß geschlossen ist (100% reines C02 als Arbeitsfluid), jedoch muß der aus dem Motorkreislauf abgezweigte Motorabgasstrom auf ca. 80 bar komprimiert werden, um das C02 zu verflüssigen. Weiters werden bei dieser Schaltung zwei Kondensatoren (15, 15') benötigt. Der Kondensator (15') im C02-Kreislauf ist ohne Gasauslaß (16) ausgebildet. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades kann, wie oben erwähnt, ebenfalls eine zweite Turbine (7') zugeschaltet werden. Anstelle des C02-Kreislaufes kann auch ein konventioneller Wasser/Dampf-Kreislauf zur Nutzung der Abgaswärme verwendet werden.
Der Vorteil eines gemeinsamen Kondensators (15), wie in den Fig. 1-3 dargestellt, liegt darin, daß der C02-Gehalt des Gasgemisches aus beiden Kreisläufen so hoch ist, daß der Kompressordruck geringer ist als bei getrocknetem Motorabgas, wodurch die Betriebskosten geringer werden und der Wirkungsgrad wegen der niedrigeren Kondensationstemperatur steigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Energieerzeugung aus gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen mit Hilfe von Verbrennungsmotoren, die mindestens einen Stromgenerator antreiben, und nachgeschaltetem Abhitzekessel, dadurch gekennzeichnet, daß zur schadstoffarmen, insbesondere stickoxidarmen Energieerzeugung der Verbrennungsmotor mit einem Gemisch aus einem Teilstrom seines getrockneten Motorabgases und technischem Sauerstoff als Verbrennungsluft betrieben wird, die Wärme des Motorabgases in einem Abhitzekessel an einen Verbraucher übertragen wird, wobei der nicht für den Verbrennungsmotor bestimmte Teilstrom des Motorabgases einer Verflüssigung zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme des Motorabgases in einem Abhitzekessel an das Kreislaufmedium eines C02-Kreislaufs übertragen wird, der durch den verbliebenen Teilstrom des getrockneten Motorabgases aus dem Motorkreislauf ergänzt wird.
3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den C02-Kreislauf und den Motorabgasstrom eine gemeinsame Kondensationsstufe für das C02 vorgesehen ist, in welcher das überschüssige C02 in flüssiger Form abgezogen und die nicht kondensierbaren Bestandteile ausgeschieden werden.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Verbrennungsmotor abgasseitig angeschlossene Abhitzekessel mit flüssigem, später rekupe- rativ erwärmtem und verdampftem C02 gespeist wird.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abhitzekessel vom Kreislaufmedium des C02-Kreislaufs aufgenommene Energie in unterschiedlichen, insbesondere zwei Temperaturstufen abgearbeitet wird.
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