Dampfkraftwerke

Bei einem Kohlekraftwerk mit Vergasung wird Kohle nicht direkt verbrannt, sondern zuerst in ein brennbares Gas umgewandelt. Dieses Gas lässt sich dann in einem kombinierten Gas- und Dampfturbinenblock zur Stromerzeugung nutzen. Bekannt ist diese Technologie als IGCC-Kraftwerk. Das steht für Integrated Gasification Combined Cycle.

 

1. Vergasung mit Kohleaufbereitung

Im Vergaser wird die Kohle unter Sauerstoffmangel in ein brennbares Gas aus den Hauptkomponenten H2 und CO umgewandelt. Die Luftzerlegungsanlage stellt technischen Sauerstoff (O2) als Vergasungsmittel her. Der als Nebenprodukt entstehende Stickstoff (N2) wird zur Verdünnung des Brenngases in der Gasturbine benutzt. In den existierenden IGCC-Kraftwerken wie zum Beispiel im niederländischen Buggenum, dominieren Flugstromvergasungsverfahren.

 

2. Gasaufbereitung und CO2-Abtrennung

An die Vergasung schließt sich eine Kette von Prozessen zur Gasaufbereitung an. Dabei werden Schadkomponenten, wie H2S, zur Vermeidung von SOx-Emissionen, mit chemischen und physikalischen Waschmitteln entfernt.

Bei IGCC-Kraftwerken mit CO2-Abtrennung beinhaltet die Gasaufbereitung zusätzliche Schritte zur Gaskonditionierung. Dabei wird das im Gas enthaltene CO unter Zugabe von Wasserdampf in CO2 und H2 gewandelt. Durch die gestiegene CO2-Konzentration, kann das Kohlendioxid leichter aus dem Gas abgetrennt werden. Dieser Prozess zur CO2-Abscheidung heißt Pre-Combustion-Carbon-Capture.

 

3. GuD-Block für die energetische Nutzung des Brenngases

Damit steht nach der Gasaufbereitung für die Verbrennung in der Gasturbine entweder ein gereinigtes Rohgas oder ein wasserstoffreiches Gas zur Verfügung. Da Wasserstoff bzw. Synthesegas von Erdgas deutlich abweichende Eigenschaften aufweisen, ist die Verdünnung mit Stickstoff notwendig, um hohe NOx-Emissionen bei der Verbrennung zu vermeiden. Durch Weiter- und Neuentwicklungen von Gasturbinen-Brennern sollen die mit der Wasserstoffverbrennung verbundenen Probleme zukünftig überwunden werden.

 

Bild: RWE