WO2009106026A2 - Feuerungsanlage und verfahren zum betreiben einer solchen - Google Patents

Feuerungsanlage und verfahren zum betreiben einer solchen Download PDF

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WO2009106026A2
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Jewgeni Nazarko
Ernst Riensche
Ludger Blum
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Forschungszentrum Jülich GmbH
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    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/007—Supplying oxygen or oxygen-enriched air
    • 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 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/003—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber for pulverulent fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07001—Injecting synthetic air, i.e. a combustion supporting mixture made of pure oxygen and an inert gas, e.g. nitrogen or recycled fumes
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    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/32—Direct CO2 mitigation
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    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • the invention relates to a furnace, in particular such as is typically present in power plants, and a method for operating this furnace.
  • the firing plant is in particular those which are combined with a high-temperature O 2 membrane.
  • Combustion plants in which carbonaceous fuel is burned usually serve to generate heat and / or energy. Accordingly, combustion plants are found especially in power plants, but also in steelmaking. Often, an oxygen-containing atmosphere is needed in the combustion in the combustion plant. The oxygen required for this can be made available on the one hand via an air separation plant, but alternatively also via a high-temperature O 2 membrane.
  • the various previously developed coal gasification processes are preferably operated with oxygen or enriched air (and steam) under pressure. Therefore, coal gas has two key advantages in terms of CO 2 separation.
  • the real volume flow (with little nitrogen and at high pressure) is about 100 times lower than with the flue gases of conventional steam power plants. This leads directly to high partial pressures of the main components CO and H 2 .
  • Oxyfuel process Here, the simple CO 2 separation takes place by condensation after combustion of the coal in a boiler with pure oxygen and the subsequent step of a flue gas cleaning. This procedure has a decisive advantage. Combustion in pure oxygen provides as combustion products only CO 2 and water vapor, which can be separated in a very simple manner during cooling of the gas mixture by condensation of CO 2. The CO 2 and the steam are advantageously recycled, and fed back together with the oxygen flow to the boiler.
  • the pure oxygen can be generated either by a conventional cryogenic air separation or by means of a 0 2 membrane, wherein the recycled CO 2 / Wasserdampfge-mix can serve as purge gas.
  • FIG. 1 shows the block diagram of such an oxyfuel power plant with upstream air separation plant.
  • the coal is not burned with air, but in an atmosphere of pure oxygen and recycled flue gas.
  • ash falls out. It follows the dedusting and separation of the fly ash.
  • a large part, up to 75%, of the flue gas produced during combustion is returned to the boiler during the oxyfuel process in the form of CO 2 and water vapor.
  • Sulfur compounds are removed from the flue gas stream in the form of gypsum as a by-product by the desulfurization.
  • the remaining water vapor introduced with the coal is condensed out so that the remaining flue gas consists of almost pure CO 2 .
  • the carbon dioxide can then be compressed to over 100 bar for further use and / or storage.
  • a disadvantage of this concept is the high energy requirement of the cryogenic air separation plant (LZA), whereby a loss of efficiency of currently estimated 10% points (including CO 2 - liquefaction) is expected.
  • LZA cryogenic air separation plant
  • a possible variant of oxyfuel power plant technology with O 2 membrane is currently being developed in the OXYCOAL-AC project.
  • Characteristic is the membrane mode of operation with two procedural measures to achieve high driving forces for the permeate stream. First, the air is compressed on the feed side to about 20 bar to increase the O 2 partial pressures to about 2 to 4 bar, and second, a flue gas flushing in countercurrent on the permeate side (1 bar) to reduce the O 2 partial pressures (about 30 - 300 mbar) used. This results in the advantage of high local O 2 partial pressure ratios of typically 13: 1 (4 bar / 0.3 bar) and above.
  • the object of the invention is to provide a process control for the operation of a furnace, such as an oxyfuel power plant with an O 2 membrane, which overcomes the aforementioned disadvantages, ie allows a reduction in heat losses.
  • the basic requirements for the process are retained, such as a possibly high degree of separation of CO 2 from the flue gas, the highest possible purity of the separated component with the lowest possible energy consumption, ie the highest possible net efficiency.
  • the invention is based on the concept of the oxyfuel process, but without being limited thereto.
  • this invention covers all concepts / installations in which a carbonaceous fuel is converted at a temperature level above 800 ° C. in a furnace and an oxygen-rich atmosphere is used for the process, whereby the oxygen is made available via a membrane module.
  • the membrane module for O 2 / N 2 separation is arranged inside or above the combustion chamber, similar to the steam generator. This can advantageously be dispensed with the preheating of the air.
  • this arrangement even allows operating temperatures of the membrane module up to about 1300 ° C, as typically present in the combustion chamber of a current hard coal power plant. It has been shown that the O 2 / N 2 separation is more effective the higher the temperature, under otherwise identical conditions. For example, increasing the operating temperature of the membrane from about 800 to 900 ° C leads to a considerable increase in the permeation rate (up to a factor of 5). This in turn means that at the same time advantageously the area required by the membrane can be reduced.
  • the invention therefore provides that at least one membrane module for O 2 / N 2 separation is arranged inside or above the combustion chamber of a combustion plant. Since different temperature levels naturally develop within the combustion chamber, an advantageous embodiment of the invention provides for at least one membrane module to be arranged variably and / or a plurality of modules at different locations inside or above the combustion chamber. As a result, the optimum operating temperature of the membrane module, or of a membrane module divided into various stages, can be ensured by the positioning in the firing chamber by the hot flue gases. The additional design effort for heat exchangers, an external furnace or the isolation of the membrane modules can be advantageously eliminated. In the arrangement of the module or modules in the combustion chamber, of course, an already existing within the combustion chamber device for generating steam is to be observed.
  • At least one supply line for air from the outside of the combustion chamber to the feed side of the module and at least one discharge line for the depleted air from the retentate side of the membrane to the outside are provided in the firing system according to the invention. Furthermore, a further line from the permeate side of the membrane module is provided for the removal of the separated oxygen. The separated oxygen is then returned directly to the combustion. In this case, it may prove to be advantageous to first lead the oxygen out of the combustion chamber and to mix it outside with the recycled flue gas, in order then to be subsequently fed to the combustion at a suitable point.
  • the inventive method for operating a firing system provides that the oxygen separation from the air, via an O 2 membrane within or above a combustion chamber or a gasification chamber takes place. A preheating of the air can be omitted.
  • the operating temperature of the O 2 membrane can be increased and maintained in a simple manner to temperatures above 600 ° C., in particular above 800 ° C., and at most up to the temperature prevailing in the chamber.
  • the invention is expressly suitable both for use of the membrane module under pressure, under atmospheric pressure and in the vacuum variant. This means that both compressed air (typically up to 40 bar) and air at atmospheric pressure can be conducted into the membrane.
  • a vacuum pump would initially aspirate the separated oxygen from the permeate space of the membrane module. Subsequently, a compression, for example, to atmospheric pressure, carried out to facilitate a metered addition to the flue gas.
  • the suction of O 2 by means of a vacuum pump is comparable to the extraction of CO 2 in the post-combustion power plant with CO 2 membrane at the cold flue gas end. For example, initial estimates of the energy requirements of the vacuum pump suggest that the efficiencies (including CO 2 liquefaction) will be around 6% (vacuum pump and CO 2 liquefaction with approximately the same proportions).
  • the invention is to be used in particular in power plants, since there is regularly implemented a carbonaceous fuel at a temperature level above 800 ° C in a furnace and an oxygen-rich atmosphere process-related application is used, the oxygen is provided via a membrane module.
  • An alternative embodiment of the invention also provides that the O 2 membrane module not only has to be arranged within a combustion or gasification chamber as a heat-emitting process in a firing system, but the module can also adjacent advantageous in the context of the invention, in particular above Combustion or gasification chamber.
  • the heat generated in the chamber can be used directly for the heating of the O 2 membrane module and can be dispensed with an additional air preheating.
  • FIG. 1 shows the concept of the oxyfuel process known from the prior art.
  • the coal is burned in an atmosphere of enriched oxygen and recycled flue gas in the combustion chamber with the boiler (1) of the furnace. Electricity is generated from the generated steam.
  • the combustion exhaust gas is dedusted in subsequent purification steps (2) and optionally further treated.
  • Of the most of the flue gas produced during combustion is returned to the combustion chamber (1) in the form of mainly CO 2 and water vapor at temperatures around 200 ° C.
  • the steam introduced with the coal is condensed out (3), so that almost pure CO 2 can be separated off.
  • the oxygen used is generated cryogenically in an air separation plant (4).
  • FIG. 2 illustrates the oxycoal process.
  • the coal is burned in an atmosphere of pure oxygen and recycled flue gas in the combustion chamber with the steam boiler (1). Electricity is generated from the generated steam.
  • the combustion exhaust gas is dedusted hot in subsequent purification steps (2) and optionally further treated.
  • the flue gas in the form of mainly CO 2 and water vapor is now supplied to a high-temperature O 2 membrane (5), in which the flue gas is enriched with oxygen.
  • the oxygen is thereby removed from the air, which is first compressed by a compressor (8) to 20 bar.
  • the air heats up to approx. 400 ° C.
  • the depleted air is again relaxed and discharged.
  • the oxygen-enriched flue gas returns to the combustion chamber with the steam boiler (1) back.
  • FIG 3 an advantageous embodiment of the invention is shown, in which the high-temperature membrane (5) within the combustion chamber (1) of the power plant, similar to the steam generator, is arranged.
  • the high-temperature membrane (5) within the combustion chamber (1) of the power plant similar to the steam generator, is arranged.
  • For the supply of air can be dispensed with heat exchangers.
  • the separated air in this case is taken out of the combustion chamber with the use of the heat contained therein.
  • the generated oxygen is supplied to the recycled flue gas before entering the combustion chamber.
  • FIGs 4 and 5 each represent a coal gasification plant for power generation.
  • the coal is thereby converted in a mixture of partial (partial) oxidation and gasification with water vapor to a mixture of CO and hydrogen (synthesis gas) (9).
  • purification (10) in which, in particular, carbon black and sulfur compounds are removed from the synthesis gas.
  • stage in which the CO is mainly converted into CO 2 (11), which is then separated in a separation stage (12) from the high-energy, H 2 -containing gas.
  • This separation can be done for example via a H 2 membrane.
  • the latter H 2 -rich gas is used on the one hand for the air preheating, in which a part of it is burned (13).
  • the thus preheated air is fed to an O 2 membrane in which a large proportion of oxygen is extracted from the air.
  • the oxygen-depleted air is then burned together with the remaining H 2 -rich gas in the combustion chamber (14) of a gas turbine (15 b) which is connected via a shaft (15 c) to the air compressor (15 a).
  • the slightly cooler flue gas leaving the turbine is then used to generate steam and continue to generate electricity.
  • FIG. 5 shows the reaction according to the invention.
  • the O 2 membrane (5) necessary for oxygen generation is accommodated in the gasification plant (9), where pure oxygen is required.
  • the gasification plant (9) where pure oxygen is required.
  • the entire H 2 -rich gas can be used in the turbine, or for steam generation.
  • the oxygen obtained in the CV membrane is optionally compressed via an external line and fed to the gasification plant at the appropriate point.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage, wie sie beispielsweise in einem Kraftwerk zur Erzeugung elektrischer Energie zu finden ist, mit einer Verbrennungskammer zur Erzeugung vom Dampf und einer Hochtemperatur-O2-Membran, die erfindungsgemäß innerhalb einer Verbrennungs- oder Vergasungskammer angeordnet ist. Eine Feuerungsanlage, in dem Kohle mit Hilfe von nahezu reinem Sauerstoff verbrannt oder vergast wird, das Verbrennungsabgas gegebenenfalls gereinigt und zum Teil wieder der Verbrennung zugeführt wird, wird derart betrieben, dass der eingesetzte Sauerstoff durch Abtrennung aus Luft mit Hilfe einer Hochtempertaur-O2-Membran erhalten wird, wobei eine Vorwärmung der Luft erfindungsgemäß vorteilhaft entfällt und die Betriebstemperatur der Hochtempertaur-O2-Mernbran je nach Position innerhalb der Verbrennungs- bzw. Vergasungskammer variabel zwischen ca. 800 °C und der in der Kammer maximal herrschenden Temperatur eingestellt werden kann. Die erfindungsgemäße Feuerungsanlage kann vorteilhaft in einem Kohlekraftwerk oder einem Stahlwerk eingesetzt werden.

Description

B e s c h r e i b u n g Feuerungsanlage und Verfahren zum Betreiben einer solchen
Die Erfindung betrifft eine Feuerungsanlage, insbesondere eine solche, wie sie typischerweise in Kraftwerken vorliegt, sowie ein Verfahren zum Betreiben dieser Feuerungsanlage. Bei der Feuerungsanlage handelt es sich dabei insbesondere um solche, die mit einer Hochtemperatur- O2-Membran kombiniert sind.
Stand der Technik
Feuerungsanlagen, in denen kohlenstoffhaltiger Brennstoff verbrannt wird, dienen in der Regel der Erzeugung von Wärme und/oder Energie. Dementsprechend finden sich Feuerungsan- lagen insbesondere in Kraftwerken, aber auch bei der Stahlerzeugung. Häufig wird bei der Verbrennung in der Feuerungsanlage eine sauerstoffhaltige Atmosphäre benötigt. Der dafür benötigte Sauerstoff kann einerseits über eine Luftzerlegungsanlage, alternativ aber auch über eine Hochtemperatur-O2-Membran, zur Verfügung gestellt werden.
Kraftwerke sind typische Einsatzgebiete von Feuerungsanlagen. Die dabei eine wichtige Rolle spielende Abtrennung von CO2 aus typischen Kohlekraftwerksprozessen ist grundsätzlich über drei verschiedene Konzepte denkbar. Neben dem Post-Combustion-Capture und dem Pre-Combustion-Capture ist der OXYFUEL-Prozess ein sehr Erfolg versprechendes Konzept.
Post-Combustion-Capture:
Hierbei wird ein konventionelles Dampfkraftwerk mit Kohle und Luft gespeist. Es schließt sich eine herkömmliche Rauchgasreinigung an. Die Abtrennung von CO2 aus dem Rauchgas nach der Verbrennung wird durch geeignete Wäschen bzw. langfristig durch Membransysteme realisiert. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass hohe Volumenströme an Rauchgas mit vergleichsweise geringer CO2-Konzentration gereinigt werden müssen. Membranen zur Abtrennung des CO2 werden deshalb einen hohen Bedarf an Membranfläche aufweisen. Pre-Combustion-Capture:
Hier ist das Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC)- Verfahren zu nennen, bei dem die Abtrennung von CO2 in einem Zwischenschritt nach der Kohlevergasung, bzw. der Erd- gasreformierung erfolgt, dem sich der Prozessschritt der Gasreinigung (CO-Shift) anschließt, aber noch vor der Verbrennung mit Luft. Die verschiedenen bisher entwickelten Kohlevergasungsverfahren werden bevorzugt mit Sauerstoff oder angereicherter Luft (und Dampf) unter Druck betrieben. Deshalb weist das Kohlegas im Hinblick auf eine CO2- Abtrennung zwei entscheidende Vorteile auf. Zum einen ist der reale Volumenstrom (mit wenig Stickstoff und bei hohem Druck) etwa um das 100-fache geringer als bei den Rauchgasen üblicher Dampf- kraftwerke. Dies führt unmittelbar zu hohen Partialdrücken der Hauptkomponenten CO und H2. Nach einer zusätzlichen CO-Konvertierung nach CO2 und H2 mittels Dampfzufuhr (Shiftreaktor) zur Konditionierung des Kohlegases für eine CO2-Abtrennung eröffnen sich zwei Optionen, einerseits die Abtrennung von CO2 beispielsweise mit einem Wäscher oder die Abtrennung einer hinreichenden Menge H2 mittels einer Membran, wobei im Retentat ein CO2-reiches Gas zurückbleibt, die geeignet ist für eine Verflüssigung und Deponierung. Bei beiden Optionen kann der Wasserstoff anschließend in einem Gas und Dampfkraftwerk (GuD-Prozess), beispielsweise mit Hilfe einer H2-Turbine, verströmt werden.
Oxyfuel-Prozess: Hier erfolgt die einfache CO2-Abtrennung durch Kondensation nach Verbrennung der Kohle in einem Kessel mit reinem Sauerstoff und dem sich daran anschließenden Schritt einer Rauchgasreinigung an. Dieses Verfahren hat einen entscheidenden Vorteil. Verbrennung in reinem Sauerstoff liefert als Verbrennungsprodukte nur CO2 und Wasserdampf, der beim Abkühlen des Gasgemisches auf sehr einfache Weise durch Kondensation vom CO2 getrennt werden kann. Das CO2 und der Wasserdampf werden vorteilhaft im Kreislauf geführt, und zusammen mit dem Sauerstoffstrom dem Kessel wieder zugeführt. Der reine Sauerstoff kann dabei entweder durch eine konventionelle kryogene Luftzerlegung erzeugt werden oder mittels einer 02-Membran, wobei das rückgeführte CO2/Wasserdampfge-misch als Spülgas dienen kann.
Ein großes Entwicklungspotential wird Hochtemperatur-O2-Membranen zugesprochen, insbesondere aufgrund von energetischen Gesichtspunkten. Voraussetzung dafür ist, dass kostengünstige Membranen zur Verfügung stehen. Hier können so genannte dichte Mischleiter, z. B. Perowskite, eingesetzt werden. Bei diesen erfolgt die Gastrennung O2/N2 nicht über die Trennwirkung von Poren, sondern über die besonderen Transportmechanismen im Bulkmate- rial. Sauerstoffionen wandern in Richtung ihres Konzentrationsgradienten. An der Membranoberfläche verlassen die Elektronen die Sauerstoffionen und wandern zurück.
Die Herausforderungen bei der Membran- und Membranmodul-Entwicklung sowie bei der Konzeptentwicklung sind dabei ein möglichst hoher Abtrenngrad, eine möglichst hohe Reinheit der abgetrennten Komponente sowie ein möglichst geringer Energieaufwand bei der Konditionierung des Feedgases und des Permeatstromes, z. B. durch Druckanhebung oder Vakuum. Damit soll eine geringe Einbuße beim Netto- Wirkungsgrad, bei gleichzeitig möglichst hoher Flussdichte der permeierenden Komponente, bewirkt werden. Gleichzeit stehen ein geringer Flächenbedarf der Membran und ein möglichst geringer apparativer Aufwand in der Membranumgebung im Vordergrund, die nur geringe zusätzliche Investitionskosten erfordern. Schließlich wird ein Modul- und Verfahrenskonzept angestrebt, welches zudem die hohen Anforderungen an Stabilität und Lebensdauer in Anbetracht der hohen Betriebstemperatur erfüllt.
Diese vorgenannten Forderungen sind sehr komplex und teilweise gegenläufig. Hohe Ansprüche werden daher einerseits an die eingesetzten Membranen in Form von hoher Permeabilität und Selektivität gestellt, und andererseits an die Verfahrenstechnik in Form der Bereitstellung günstiger Prozessbedingungen längs eines optimalen Membrantrennprozesses bei geringem, zusätzlichen verfahrenstechnischen Aufwand. Die unvermeidlich hohe Membran- Betriebstemperaturen von typischerweise 700 - 1000°C stellen dabei konstruktiv und konzeptionell eine besonders große Herausforderung. Diese wird bei solchen Kraftwerkskonzepten noch weiter verschärft, bei denen ein Druckbetrieb an der Hochtemperatur-Membran und den Hochtemperatur- Wärmetauschern der Membranumgebung angestrebt wird.
Da bislang noch kein Membran-Kraftwerk existiert, erschöpft sich der Stand der Technik in Konzeptvorschlägen aus der Literatur. Als Stand der Technik ist das Konzept für eine Oxy- fuel-Kraftwerkstechnik mit konventioneller O2-Abtrennung aus der Luft, der so genannten kryogenen Luftzerlegungsanlge (LZA) von Vattenfall bekannt. Eine 30 M Wth- Anlage wird derzeit gebaut. Figur 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines solchen Oxyfuel-Kraftwerkes mit vorgeschalteter Luftzerlegungsanlage . Im Oxyfuel-Prozess wird die Kohle nicht mit Luft, sondern in einer Atmosphäre aus reinem Sauerstoff und rezykliertem Rauchgas verbrannt. In nachfolgenden Behandlungsschritten fallt, wie im konventionellen Kraftwerksprozess, Asche aus. Es folgt die Entstaubung und Abtrennung der Flugasche. Ein großer Teil, bis zu 75 %, des bei der Verbrennung entstehenden Rauchgases wird beim Oxyfuel-Prozess in Form von CO2 und Wasserdampf in den Kessel zurückgeführt. Schwefelverbindungen werden dem Rauchgasstrom in Form von Gips als Nebenprodukt durch die Entschwefelung entzogen. Schließlich wird der restliche, mit der Kohle eingetragene Wasserdampf auskondensiert, so dass das restliche Rauchgas aus annä- hernd reinem CO2 besteht. Das Kohlendioxid kann dann für eine weitere Verwendung und/oder Speicherung auf über 100 bar verdichtet werden.
Nachteilig ist bei diesem Konzept der hohe Energiebedarf der kryogenen Luftzerlegungsanlage (LZA), wodurch eine Wirkungsgradeinbuße von derzeit geschätzten 10 %-Punkten (inkl. CO2- Verflüssigung) zu erwarten ist.
Eine mögliche Variante der Oxyfuel-Kraftwerkstechnik mit O2-Membran wird derzeit im Projekt OXYCOAL-AC entwickelt. Charakteristisch ist die Membran-Betriebsweise mit zwei verfahrenstechnischen Maßnahmen zur Erzielung hoher Triebkräfte für den Permeatstrom. Erstens wird die Luft auf der Feedseite auf ca. 20 bar verdichtet, um die O2-Partialdrücke auf ca. 2 bis 4 bar zu erhöhen, und zweitens wird eine Rauchgas-Spülung im Gegenstrom auf der Permeatseite (1 bar) zur Senkung der O2-Partialdrücke (ca. 30 - 300 mbar) eingesetzt. Daraus ergibt sich der Vorteil hoher lokaler O2-Partialdruckverhältnisse von typischerweise 13:1 (4 bar / 0,3 bar) und darüber.
Eine Weiterentwicklung des Konzeptes dieses Oxycoal-Prozesses sieht vor, dass die Feedseite der O2-Membran mit atmosphärischer Luft betrieben wird. Die Vorwärmung erfolgt über nahezu den gesamten Temperaturbereich rekuperativ, typischerweise im Bereich von 20 bis 750°C. Sinnvolle Membrantemperaturen liegen aus heutiger Sicht zwischen 700 und 1000 °C.
Auf eine Spülung der Membran auf der Permeatseite mit rezykliertem, rückgeführtem Rauchgas wird verzichtet, da dieses in der Regel Reste an Verbrennungsprodukten aus der Kohleverbrennung enthält, die sich nachteilig auf die Membran auswirken können. Allen bisherigen Membrankonzepten ist gemeinsam, dass für eine effektive O2 Abtrennung in der O2-Membran eine hohe Temperatur von deutlich über 800 °C benötigt wird. Das Temperaturniveau von 800 bis 850 °C wird mit heutigen Konzepten gerade noch erreicht. Dazu ist es jedoch notwendig, einerseits das Rauchgas nach der Gasreinigung vor Eintritt in das Membranmodul gezielt wieder zu erwärmen, und/oder andererseits die der Membran zugeführte, verdichtete Luft zuvor durch einen Dampferzeuger oder Wärmetauscher ebenfalls vorzuwärmen. Aus der noch nicht veröffentlichten DE 102 007 056 841 ist auch schon bekannt, das Vorwärmung der Luft optional auch durch die Verbrennungskammer selbst erfolgen kann.
Diese Art der Sauerstoffabtrennung weist jedoch einige konstruktive Nachteile auf. Einerseits erfordert die zusätzliche externe Feuerung für die Luftvorwärmung einen erheblichen konstruktiven Aufwand und bewirkt einen zusätzlichen Brennstoffverbrauch. Durch vielfache Wärmeübertragung auf hohem Temperaturniveau entstehen regelmäßig nicht unerhebliche Energieverluste, die ebenfalls zu einer Minderung der Effektivität des Kraftwerks führt. Andererseits muss das eigentliche Membranmodul zwecks Verringerung der Wärmeverluste aufwändig isoliert werden.
Aufgabe und Lösung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Prozessführung für das Betreiben einer Feuerungsanlage, wie beispielsweise ein Oxyfuel-Kraftwerk mit einer O2-Membran bereit zu stellen, die die vorgenannten Nachteile überwindet, d. h. eine Reduzierung der Wärmeverluste ermöglicht. Dabei bleiben die Grundanforderungen an den Prozess erhalten, wie beispielsweise ein mög- liehst hoher Abtrenngrad von CO2 aus dem Rauchgas, eine möglichst hohe Reinheit der abgetrennten Komponente bei einem möglichst geringen Energieaufwand, d. h. einen möglichst hohen Netto-Wirkungsgrad.
Ferner ist es die Aufgabe des Verfahrens, eine zur Durchführung des vorgenannten Verfah- rens geeignete Vorrichtung zu schaffen.
Die Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch eine Feuerungsanlage gemäß Hauptanspruch, sowie durch ein Verfahren zum Betrieb dieser Anlage gemäß Nebenanspruch. Vor- teilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung finden sich in den darauf rückbezogenen Ansprüchen wieder.
Gegenstand der Erfindung
Die Erfindung basiert auf dem Konzept des Oxyfuel-Prozesses, ohne aber darauf eingeschränkt zu sein. Insbesondere werden durch diese Erfindung alle Konzepte / Anlagen erfasst, in welchen ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff beim Temperaturniveau über 800 °C in einer Feuerungsanlage umgesetzt wird und eine sauerstoffreiche Atmosphäre prozessbedingt zur Anwendung kommt, wobei der Sauerstoff über ein Membranmodul zur Verfügung gestellt wird.
Beispielsweise wird in einem Membrankraftwerk zur Erzeugung elektrischer Energie oder Wärme das Membranmodul zur O2/N2-Trennung innerhalb oder oberhalb der Verbrennungs- kammer, ähnlich wie der Dampferzeuger, angeordnet. Dadurch kann vorteilhaft auf die Vorwärmung der Luft verzichtet werden. Zudem ermöglicht diese Anordnung sogar Betriebstemperaturen des Membranmoduls bis zu ca. 1300 °C, so wie sie typischerweise in der Verbrennungskammer eines derzeitigen Steinkohlekraftwerkes vorliegen. Es hat sich gezeigt, dass die O2/N2-Trennung unter sonst gleichen Rahmenbedingungen umso effektiver verläuft, je höher die Temperatur ist. Beispielsweise führt eine Erhöhung der Betriebstemperatur der Membran von ca. 800 auf 900 °C zu einer erheblichen Erhöhung der Permeationsrate (bis zu einem Faktor 5). Dies bedeutet wiederum, dass gleichzeitig vorteilhaft der Flächenbedarf der Membran verringert werden kann.
Die Erfindung sieht daher vor, dass wenigstens ein Membranmodul zur O2/N2-Trennung innerhalb oder oberhalb der Verbrennungskammer einer Verbrennungsanlage angeordnet wird. Da sich innerhalb der Verbrennungskammer naturgemäß unterschiedliche Temperaturniveaus ausbilden, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass wenigstens ein Membranmodul variabel und/oder mehrere Module an unterschiedlichen Stellen innerhalb oder oberhalb der Verbrennungskammer angeordnet werden. Dadurch kann die optimale Betriebstemperatur des Membranmoduls, bzw. eines in diverse Stufen aufgeteiltes Membranmodul, durch die Positionierung im Feuerungsraum durch die heißen Rauchgase gewährleistet werden. Der zusätzliche konstruktive Aufwand für Wärmetauscher, eine externe Feuerung oder die Isolierung der Membranmodule kann vorteilhaft entfallen. Bei der Anordnung des oder der Module im Verbrennungsraum ist natürlich eine ebenfalls innerhalb der Verbrennungskammer schon vorhandene Vorrichtung zur Dampferzeugung zu beachten.
Neben dem Membranmodul selbst sind bei der erfindungsgemäßen Feuerungsanlage wenigstens eine Zuführungsleitung für Luft von außerhalb der Verbrennungskammer bis zur Feedseite des Moduls und wenigstens eine Abführungsleitung für die abgereicherte Luft von der Retentatseite der Membran nach außen hin vorgesehen. Ferner ist eine weitere Leitung von der Permeatseite des Membranmoduls zur Abführung des abgetrennten Sauerstoffs vor- gesehen. Der abgetrennte Sauerstoff wird anschließend direkt wieder der Verbrennung zugeführt. Dabei kann es sich möglicherweise als vorteilhaft erweisen, den Sauerstoff zunächst aus der Verbrennungskammer herauszuführen, und außerhalb mit dem rezyklierten Rauchgas zu vermischen, um dann anschließend an geeigneter Stelle der Verbrennung zugeführt zu werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Feuerungsanlage sieht vor, dass die Sauerstoffabtrennung aus der Luft, über eine O2-Membran innerhalb oder oberhalb einer Verbrennungskammer oder einer Vergasungskammer erfolgt. Eine Vorwärmung der Luft kann entfallen. Die Betriebstemperatur der O2-Membran kann auf einfache Weise auf Tempe- raturen oberhalb von 600 °C, insbesondere auf oberhalb von 800 °C, und maximal bis zu der in der Kammer herrschenden Temperatur erhöht und gehalten werden.
Die Erfindung eignet sich ausdrücklich sowohl für eine Anwendung des Membranmoduls unter Druck, unter atmosphärischem Druck und als auch in der Vakuum Variante. Das bedeu- tet, dass sowohl verdichtete Luft (typischerweise bis zu 40 bar), als auch Luft unter Atmosphärendruck in die Membran geleitet werden kann. Für den Fall der Betriebsweise mit Vakuum würde in einer Ausgestaltung der Erfindung eine Vakuumpumpe den abgetrennten Sauerstoff zunächst aus dem Permeatraum des Membranmoduls absaugen. Anschließend könnte eine Verdichtung, beispielsweise auf Atmosphärendruck, erfolgen, um eine Zudosierung zum Rauchgas zu erleichtern. Das Absaugen von O2 mittels Vakuumpumpe ist vergleichbar mit dem Absaugen von CO2 beim Post-combustion-Kraftwerk mit CO2-Membran am kalten Rauchgasende. So lassen erste Abschätzungen zum Energiebedarf der Vakuumpumpe erwarten, dass die Wirkungsgradein- büße (inkl. Cθ2-Verflüssigung) bei ca. 6 % liegen wird (Vakuumpumpe und CO2- Verflüssigung etwa mit gleichen Anteilen).
Die Erfindung ist insbesondere in Kraftwerken einzusetzen, da dort regelmäßig ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff bei einem Temperaturniveau über 800 °C in einer Feuerungsanlage umgesetzt wird und eine sauerstoffreiche Atmosphäre prozessbedingt zur Anwendung kommt, wobei der Sauerstoff über eine Membranmodul zur Verfügung gestellt wird.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht zudem vor, dass das O2-Membranmodul nicht nur innerhalb einer Verbrennungs- oder Vergasungskammer als wärmeabgebender Pro- zess in einer Feuerungsanlage angeordnet sein muss, sondern das Modul kann im Rahmen der Erfindung auch vorteilhaft benachbart, insbesondere oberhalb der Verbrennungs- oder Verga- sungskammerangeordnet sein. Wichtig und entscheidend ist nur, dass die in der Kammer erzeugte Wärme direkt für die Beheizung des O2-Membranmoduls genutzt und auf eine zusätzliche Luftvorwärmung verzichtet werden kann.
Bei dem erfϊndungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Feuerungsanlage mit einem kohlenstoffhaltigen Brennstoff, bei dem prozessbedingt eine Sauerstoffatmosphäre im Feuerungsraum benötigt wird, und dieser Sauerstoff durch Abtrennung über eine Hochtemperatur- Membran zur Verfügung gestellt werden kann, ergeben sich die Vorteile aus der hohen Be- triebstemperatur der durch die Kammer beheizten Membran, die eine besonders hohe Effektivität verspricht, verbunden mit einer konstruktiven Einsparung an Wärmtauschern, die andernfalls zur Vorwärmung der Luft benötigt würden, und an Isolationsmaterial, welches andernfalls für eine Membrananordnung an einer anderen, kühleren Stelle notwendig gewesen wäre. Spezieller Beschreibungsteil
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Figuren näher erläutert, ohne dass dadurch eine Einschränkung der Erfindung auf die vorgenannten Ausfϊihrungsformen gesehen wird. Die Figuren beziehen sich insbesondere auf Feuerungsanlagen in Kraftwerken, wobei die Erfindung aber nicht auf Kraftwerke beschränkt ist.
In den Figuren 1 bis 4 bedeuten: 1 Verbrennungskammer mit Dampfkessel, 2 Reinigung des Abgases, in der Regel umfassend Entstaubung ggf. Entstickung, und weitere Abgasbehandlung
3 Kondensation des Rauchgases bzw. Wasserdampfabtrennung,
4 Luftzerlegungsanlage,
5 Hochtemperatur-O2-Membran (OTM = Oxygen Transport Membrane) 6 rekuperativer Wärmetauscher
7 Kreislaufgebläse
8 Kompressor, Vakuumpumpe
9 Vergasungskammer
10 Reinigungsstufe 11 Shift-Stufe zur Umwandlung in CO2
12 CO2- Abtrennung, z. B. durch eine H2-Membran
13 Brennkammer/Wärmetauscher zur Luftvorwärmung
14 Brennkammer
15 Gasturbine mit 15a Kompressor
15b Welle 15c Turbine
In Figur 1 ist das aus dem Stand der Technik bekannte Konzept des Oxyfuel-Prozesses darge- stellt. Die Kohle wird in einer Atmosphäre aus angereichertem Sauerstoff und rezykliertem Rauchgas in der Verbrennungskammer mit dem Dampfkessel (1) der Feuerungsanlage verbrannt. Aus dem erzeugten Dampf wird Strom erzeugt. Das Verbrennungsabgas wird in nachfolgenden Reinigungsschritten (2) entstaubt und gegebenenfalls weiter behandelt. Der größte Teil des bei der Verbrennung entstehenden Rauchgases wird in Form von hauptsächlich CO2 und Wasserdampf mit Temperaturen um 200 °C in die Verbrennungskammer (1) zurückgeführt. Aus dem übrigen Abgasstrom wird der mit der Kohle eingetragene Wasserdampf auskondensiert (3), so dass annähernd reines CO2 abgetrennt werden kann. Der einge- setzte Sauerstoff wird in einer Luftzerlegungsanlage (4) kryogen erzeugt.
Figur 2 stellt das Oxycoal-Verfahren dar. Auch hier wird die Kohle in einer Atmosphäre aus reinem Sauerstoff und rezykliertem Rauchgas in der Verbrennungskammer mit dem Dampfkessel (1) verbrannt. Aus dem erzeugten Dampf wird Strom erzeugt. Das Verbrennungsabgas wird in nachfolgenden Reinigungsschritten (2) heiß entstaubt und ggf. weiter behandelt. Das Rauchgas wird in Form von hauptsächlich CO2 und Wasserdampf nunmehr jedoch einer Hochtemperatur-O2-Membran (5) zugeführt, in der das Rauchgas mit Sauerstoff angereichert wird. Der Sauerstoff wird dabei der Luft entzogen, welche zunächst durch einen Kompressor (8) auf 20 bar verdichtet wird. Die Luft erwärmt sich dabei auf ca. 400 °C. Ein rekuperativer Wärmetauscher (6) wärmt dabei die der Hochtemperatur-O2-Membran zugeführte Luft mit Hilfe des aus der Membran austretenden Rauchgases auf ca. 750 0C vor. Die abgereicherte Luft wird wieder entspannt und abgeleitet. Das mit Sauerstoff angereicherte Rauchgas gelangt wieder in die Verbrennungskammer mit dem Dampfkessel (1) zurück.
In der Figur 3 ist eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung dargestellt, bei der die Hochtemperaturmembran (5) innerhalb der Verbrennungskammer (1) des Kraftwerkes, ähnlich wie der Dampferzeuger, angeordnet ist. Für die Zuführung der Luft kann auf Wärmtauscher verzichtet werden. Die abgetrennte Luft wird in diesem Fall aus der Verbrennungskammer mit der Nutzung der darin enthaltenen Wärme herausgeführt. Der erzeugte Sauerstoff wird dem rezyklierten Rauchgas vor Eintritt in die Verbrennungskammer zugeführt.
Die Figuren 4 und 5 stellen jeweils eine Kohlevergasungsanlage zur Stromerzeugung dar. In Figur 4 ist der derzeitige Stand der Technik wiedergegeben. Die Kohle wird hierbei in einer Mischung aus partieller (teilweiser) Oxidation und Vergasung mit Wasserdampf zu einem Gemisch aus CO und Wasserstoff (Synthesegas) umgesetzt (9). Es schließt sich die Reinigung (10) an, in der insbesondere Ruß und Schwefelverbindungen aus dem Synthesegas entfernt werden. Es folgt eine Stufe, in der das CO hauptsächlich in CO2 umgewandelt wird (11), welches dann in einer Abtrennstufe (12) vom energiereichen, H2-haltigen Gas abgetrennt wird. Diese Abtrennung kann beispielsweise über eine H2-Membran erfolgen. Das letztgenannte H2-reiche Gas wird zum einen für die Luftvorwärmung eingesetzt, in dem ein Teil davon verbrannt wird (13). Die so vorgewärmte Luft wird einer O2-Membran zugeleitet, in der der Luft ein großer Anteil an Sauerstoff entzogen wird. Die Sauerstoff abgereicherte Luft wird an- schließend zusammen mit dem restlichen H2-reichen Gas in der Brennkammer (14) einer Gasturbine (15b) verbrannt, die über eine Welle (15c) mit dem Luftverdichter (15a) in Verbindung steht. Das die Turbine verlassende etwas kühlere Rauchgas wird anschließend zur Dampferzeugung und weiter zur Stromerzeugung genutzt.
In der Figur 5 ist nun die erfindungsgemäße Umsetzung dargestellt. Die zur Sauerstoffgene- rierung notwendige O2-Membran (5) ist in der Vergasungsanlage (9) untergebracht, wo reiner Sauerstoff benötigt wird. Auf eine Teilverbrennung des wasserstoffreichen Gases zur Luftvorwärmung kann so vorteilhaft verzichtet werden. Das gesamte H2-reiche Gas kann in der Turbine, bzw. für die Dampferzeugung genutzt werden. Der in der CVMembran gewonnene Sauerstoff wird über eine externe Leitung ggf. verdichtet und der Vergasungsanlage an entsprechender Stelle zugeführt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Betreiben einer Feuerungsanlage, bei dem kohlenstoffhaltiger Brennstoff mit Hilfe von nahezu reinem / angereichertem Sauerstoff verbrannt oder vergast wird, und wobei der eingesetzte Sauerstoff durch Abtrennung aus Luft mit Hilfe einer Hoch- tempertaur-O2-Membran erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die O2- Abtrennung aus der Luft über die O2-Membran innerhalb oder direkt benachbart zu einem Wärme abgebenden Prozesses der Feuerungsanlage erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die O2- Abtrennung aus der Luft über die O2- Membran innerhalb oder oberhalb einer Verbrennungskammer erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die O2- Abtrennung aus der Luft über die O2- Membran innerhalb oder oberhalb einer Vergasungskammer erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, bei dem feedseitig die O2-Membran mit atmosphärischer Luft bis maximal 1 bar betrieben wird, und permeatseitig ein Unterdruck von maximal 0,1 bar angelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Unterdruck mit Hilfe einer Vakuumpumpe eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem feedseitig die Membran mit verdichteter Luft , insbesondere mit Luft bis maximal 40 bar, betrieben wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem Kohle als der kohlenstoffhaltiger Brennstoff eingesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das abgetrennte O2 zunächst verdichtet und erst dann dem Verbrennungs- bzw. Vergasungsprozess zugeleitet wird.
9. Feuerungsanlage zur Erzeugung elektrischer Energie oder Wärme mit einer Verbrennungskammer zur Erzeugung vom Dampfund wenigstens einer Hochtemperatur-O2- Membran zur Abtrennung von Sauerstoff aus Luft, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochtemperatur-O2-Membran innerhalb oder oberhalb der Verbrennungskammer oder einer Vergasungsanlage angeordnet ist.
10. Feuerungsanlage nach Anspruch 9, bei dem wenigstens eine Zuführungsleitung für Luft von außerhalb der Verbrennungskammer bzw. Vergasungskammer bis zur Feedseite des O2-Membranmoduls und wenigstens eine Abführungsleitung für die abgereicherte Luft von der Retentatseite des Membranmoduls aus der Kammer heraus vorgesehen sind.
11. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 10, bei dem eine weitere Leitung von der Permeatseite des Membranmoduls zur Abführung des abgetrennten Sauerstoffs aus der Verbrennungs- bzw. Vergasungskammer heraus vorgesehen ist.
12. Feuerungsanlage nach Anspruch 11 , bei dem in der weiteren Leitung eine Vakuumpumpe vorgesehen ist.
13. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 12, bei dem die weitere Leitung mit einer Leitung für rezykliertes Rauchgases verbunden ist.
14. Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem in der weiteren Leitung einen Kompressor und/oder Turbine vorgesehen ist.
15. Verwendung einer Feuerungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 14, in einem Kohlekraftwerk oder in einem Stahlwerk.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010133193A3 (de) * 2009-05-16 2011-10-13 Forschungszentrum Jülich GmbH Kraftwerk sowie verfahren zum betreiben desselben

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013202713A1 (de) 2013-02-20 2014-08-21 Technische Universität Dresden Vergasungsverfahren zur Erzeugung von Synthesegas mit integrierter Bereitstellung des Vergasungsmittels
DE102015005940B4 (de) 2015-05-12 2018-03-29 Jochen Otto Prasser Verfahren zur Integration regenerativ erzeugten Stroms in ein Stromnetz unter Nutzung von Kohlenmonoxid

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1040861A1 (de) * 1999-03-29 2000-10-04 Praxair Technology, Inc. Verfahren zur angereicherten Verbrennung unter Verwendung von Systemen mit einer festen elektrolytischen Membran
US20020073938A1 (en) * 2000-12-19 2002-06-20 Bool Lawrence E. Oxygen separation and combustion apparatus and method
US20020073844A1 (en) * 2000-12-19 2002-06-20 Bool Lawrence E. Method and system for combusting a fuel
US20020088221A1 (en) * 2000-10-13 2002-07-11 Griffin Timothy A. Method and device for generating hot combustion waste gases
US20070134604A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-14 John Sirman Fluid heating method
US20070175411A1 (en) * 2004-02-25 2007-08-02 Jean-Xavier Morin Oxygen-producing oxycombustion boiler

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007056841A1 (de) 2007-11-23 2009-05-28 Forschungszentrum Jülich GmbH Membran-Kraftwerk und Verfahren zum Betreiben eines solchen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1040861A1 (de) * 1999-03-29 2000-10-04 Praxair Technology, Inc. Verfahren zur angereicherten Verbrennung unter Verwendung von Systemen mit einer festen elektrolytischen Membran
US20020088221A1 (en) * 2000-10-13 2002-07-11 Griffin Timothy A. Method and device for generating hot combustion waste gases
US20020073938A1 (en) * 2000-12-19 2002-06-20 Bool Lawrence E. Oxygen separation and combustion apparatus and method
US20020073844A1 (en) * 2000-12-19 2002-06-20 Bool Lawrence E. Method and system for combusting a fuel
US20070175411A1 (en) * 2004-02-25 2007-08-02 Jean-Xavier Morin Oxygen-producing oxycombustion boiler
US20070134604A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-14 John Sirman Fluid heating method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KNEER R ET AL: "OXYCOAL-AC" VGB POWERTECH, VGB POWERTECH, ESSEN, DE, Bd. 86, Nr. 10, 1. Januar 2006 (2006-01-01), Seiten 74-81, XP001500466 ISSN: 1435-3199 in der Anmeldung erwähnt *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010133193A3 (de) * 2009-05-16 2011-10-13 Forschungszentrum Jülich GmbH Kraftwerk sowie verfahren zum betreiben desselben
US8778054B2 (en) 2009-05-16 2014-07-15 Forschungszentrum Juelich Gmbh Power station and method for operating the same

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DE102008010928A1 (de) 2009-08-27
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