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Phase III

Das Projekt "Phase III" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Das Ziel des Verbundvorhabens 'Druckkohlenstaubfeuerung' ist die Entwicklung eines kombinierten Gas/Dampfturbinenprozesses mit Kohleverbrennung bei Temperaturen ueber dem Ascheschmelzpunkt. Dazu ist das Rauchgas vor dem Eintritt in die Gasturbine von Schlackepartikeln und von dampffoermigen Schadstoffen zu reinigen. Zum Test solcher Reinigungsmethoden wurde eine Kleinpilotanlage mit einer thermischen Leistung von 1 MW in Dorsten errichtet. Als Indikator fuer die Fortschritte bei der Heissgasreinigung werden Proben aus bewaehrten und innovativen Gasturbinenwerkstoffen eingesetzt. Die Versuchsergebnisse aus der atmosphaerischen Anlage (AKSF) mit einfachen Proben dienen dabei als Entscheidungskriterium fuer den jeweils naechsten, aufwendigen Probeneinsatz in der druckbefeuerten Anlage (DKSF). Mit den gewonnenen Erkenntnissen soll es moeglich werden, zulaessige Schadstoffgrenzwerte fuer den kommerziellen Gasturbinenbetrieb mit DKSF zu definieren.

Konzeptentwicklung für das schlanke 55 Prozent plus-IGCC-Kraftwerk bis maximal 1000 MWel (55 Prozent plus-IGCC-Kraftwerk)

Das Projekt "Konzeptentwicklung für das schlanke 55 Prozent plus-IGCC-Kraftwerk bis maximal 1000 MWel (55 Prozent plus-IGCC-Kraftwerk)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen durchgeführt. Die IGCC-Technik verfügt unter den Kraftwerkskonzepten über das größte technische und wirtschaftliche Potential zur CO2-Minderung und -abtrennung sowie die höchste Flexibilität für zukünftige Anforderungen bezüglich Synthesechemie und Wasserstoff-Wirtschaft. Ziel des Vorhabens ist die Konzeptentwicklung von IGCC-Kraftwerken auf Basis der Kohlevergasung (sowohl für Braunkohle als auch für Steinkohle) mit einer Leistung bis 1000 MWel und Wirkungsgraden größer 55 Prozent. Der Zeithorizont für realisierungsreife Technik für ein Demo-Kraftwerk ist 2015. Die spezifischen Kosten sollten ca. 1100 '/kWel (Stand 2000) möglichst nicht überschreiten. Als eine Option des Projektvorhabens wird auch die Möglichkeit der Synthesegaserzeugung und Wasserstofferzeugung aus Synthesegas für die Wasserstoffwirtschaft bearbeitet. Die Bearbeitung soll in vier Projektphasen vorgenommen werden: (I: Vorbereitung; II: Modellierung 55 Prozent-IGCC-Kraftwerk; III: Modellierung Synthese/H2-IGCC-Kraftwerk; IV: Vergleich und Analyse der IGCC-Konzepte). Neben der wissenschaftlichen Verwertung können die Forschungsergebnisse im Bereich der Energietechnik und der chemischen Industrie genutzt werden.

Ausfuehrungsplanung fuer das Kombi-Kraftwerk mit GSP-Vergasung Frankfurt/Oder - Phase I

Das Projekt "Ausfuehrungsplanung fuer das Kombi-Kraftwerk mit GSP-Vergasung Frankfurt/Oder - Phase I" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Babcock Werke durchgeführt. Gesamtziel des Vorhabens ist, ein Kombikraftwerk mit integrierter GSP-Vergasung am Standort Frankfurt/Oder von ca 47 MW TH Prozess- und Heizwaerme und ca 50 MW elektrischer Energie zu errichten und in die vorhandene Infrastruktur einzubinden. Das Kombikraftwerk soll ein am Standort vorhandenes sehr altes und stark abgenutztes Heizkraftwerk ersetzen. Das GSP-Kohlevergasungsverfahren in Verbindung mit modernster Abhitzenutzung fuehrt nicht nur zu ca 100 Prozent Wirkungsgradverbesserung der bestehenden Anlage, sondern auch zur erheblichen Reduzierung der Emissionen von NOX und SOX unter die zulaessigen Grenzen in der BRD. Das vom Energieversorgungsunternehmen in Frankfurt/Oder zu errichtende HKW entspricht dem neuesten energiewirtschaftlichen und umwelttechnischen Stand. Unmittelbares foerderpolitisches Ziel ist neben der Planung und dem Basic-Engineering, Phase 1, das Detail-Engineering und der Bau dieses Heiz-Kombi-Kraftwerkes, Phase 2.

Bau und Betrieb einer Versuchsanlage zur Vorbehandlung von Abwaessern aus der Vergasung von Braunkohle nach dem HTW-Verfahren

Das Projekt "Bau und Betrieb einer Versuchsanlage zur Vorbehandlung von Abwaessern aus der Vergasung von Braunkohle nach dem HTW-Verfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinbraun durchgeführt. Im Rahmen der Planungen fuer ein Kombikraftwerk mit intergrierter Braunkohlevergasung (KoBra), wurden an der Hoch-Temperatur-Winkler-Vergaseranlage (HTW) Untersuchungen zur Erprobung und Absicherung des KoBra-Abwasserkonzeptes durchgefuehrt. Schwerpunktmaessig wurde die Elimination von HCN in der waessrigen und gasfoermigen Phase untersucht. Ebenso war auch die Entfernung von H2S eine wichtige verfahrenstechnische und wirtschaftliche Zielsetzung. Ergebnisse: 1. Die H2S-Strippung fuehrte zu sehr geringen Restgehalten im Bodenprodukt bei gleichzeitig vertretbaren Gehalten an NH3 im Kopfprodukt des Strippers. 2. Bei der HCN-Elimination in der waessrigen Phase mittels H202 konnten Restkonzentrationen bis 1 mg/l erreicht werden. 3. Die katalytische Umsetzung von HCN in der Gasphase fuehrte zu Umsatzraten bis ca. 90 Prozent. Die bisher erreichten Untersuchungsergebnisse zeigen das Potential einer weitgehenden Elimination von H2S und HCN. Eine abschliessende Bewertung der gesamten Versuchsergebnisse erfolgt zum Projektende.

Planung eines Kombi-Kraftwerkes mit integrierter GSP-Flugstromvergasung

Das Projekt "Planung eines Kombi-Kraftwerkes mit integrierter GSP-Flugstromvergasung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Babcock Werke durchgeführt. Das Vorhabenkonzept umfasst die technisch wirtschaftliche Planung eines Kombikraftwerkes mit integrierter GSP-Kohlevergasung. Mit diesem Anlagenkonzept wird im Vergleich zu herkoemmlichen Kraftwerken mit Staubfeuerungs- Entschwefelungs- und Entstickungsanlage ein Wirkungsgradgewinn von ca 6 Prozent-Punkten erreicht. Dabei fuehrt die bessere Brennstoffausnutzung zu einer Reduzierung des Rauchgasmassenstromes, ebenso wie diese Technik auch die Vorschaltung notwendiger Brenngasreinigungsanlagen sehr geringe VOX- und SO2-Emissionen erwarten laesst. Der in der Brenngasreinigungsanlage anfallende Schwefel liegt in elementarer, damit chemisch-technisch nuetzlich weiter verwendbarer Form vor. Aufgrund des Verfahrens ist das Nebenprodukt der Kraftwerksasche ein nicht eluierbares Produkt, welches weiterverwendet werden kann. Der GSP-Vergaser selbst hat seine Einsatzfaehigkeit fuer problematische Kohlen gezeigt. Die Vergasung von salzhaltiger Braunkohle, die erfolgreich an der grosstechnischen Anlage betrieben wird, macht diese Technik verfuegbar fuer die Salzkohleressourcen in Griechenland, der Tuerkei und Indien und bietet Anwendung fuer das Inland und den Export.

Verbesserung des Wirkungsgrades und der Wirtschaftlichkeit von IGCC Kraftwerken durch Optimierung des Dampfkreislaufes - ECO

Das Projekt "Verbesserung des Wirkungsgrades und der Wirtschaftlichkeit von IGCC Kraftwerken durch Optimierung des Dampfkreislaufes - ECO" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 12 Maschinenwesen, Lehrstuhl für Technik der Energieversorgung und Energieanlagen durchgeführt. The main goal of the project is to disseminate advanced IGCC technology typically based on entrained flow gasifiers with dry coal feed by participation in and organisation of workshops and conferences. As the European demonstration projects Buggenum/NL and Puertollano/E cannot include the latest technical developments, mainly with regard to the gas turbine, further development efforts have to be done to bring this technology a step forward. The objectives are: - Dissemination of IGCC technology, - Comparison of suitable power plant concepts based on coal, - Saving fossil fuel resources, - Reduction of noxious gas and CO2 emissions, - Reduction of plant complexity and thereby improvement of operational behaviour, - Reduction of electricity generating costs.

Studie zur Auslegung und Optimierung eines Ein-Druck-/Mehr-Druck-Dampf-Wasserkreislaufs fuer ein Kohle-Kombikraftwerk mit integrierter Kohlevergasung

Das Projekt "Studie zur Auslegung und Optimierung eines Ein-Druck-/Mehr-Druck-Dampf-Wasserkreislaufs fuer ein Kohle-Kombikraftwerk mit integrierter Kohlevergasung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik durchgeführt. Es wurden Untersuchungen und Berechnungen zur exergetischen Bewertung und Optimierung von Ein- und Mehrdruck-Abhitzedampferzeugern als verbindendes Glied im gekoppelten Gas- und Dampfturbinenprozess durchgefuehrt. Fuer einen Ein-Druck-Abhitzekessel wurden dabei auch ueberkritische Dampfzustaende analysiert. Das Ziel der Betrachtungen bestand in der Ermittlung optimaler Dampfparameter fuer ein Kohle-Kombi-Kraftwerk mit integrierter Kohlevergasung. Vorgestellt wird ein dafuer verwendetes mathematisches Verfahren, das zur Optimierung nahezu beliebiger Zielfunktionen nutzbar ist. Neben der Auswertung der Optimierungsergebnisse wird auf die Realisierbarkeit der Ergebnisse eingegangen. Sie kann durch eine Zwischenueberhitzung wesentlich erleichtert werden, deren Einfluss ebenfalls beschrieben wird.

COORIVA: Baubarkeitsuntersuchungen für ein IGCC-Referenzkraftwerk ab 2015 für Braun- und Steinkohle mit CO2-Rückhaltung

Das Projekt "COORIVA: Baubarkeitsuntersuchungen für ein IGCC-Referenzkraftwerk ab 2015 für Braun- und Steinkohle mit CO2-Rückhaltung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Die CO2-Reduzierung erlangt bei der Stromerzeugung zunehmende Bedeutung. Neben Wirkungsgraderhöhung sind auch alle Möglichkeiten der CO2-Abtrennung zu untersuchen. Das IGCC-Kraftwerk hat die günstigsten technologischen Voraussetzungen. Ziel des Vorhabens ist, technisch verbesserte und CO2-freie IGCC-Konzepte für Stein- und Braunkohle zu entwickeln, die den Anforderungen des Marktes genügen, unter Berücksichtigung von Betreiber- und Herstellererfahrungen und neuer Ansätze zum Komponenten- und Prozessdesign. Siemens PG wird seine als Kraftwerksbauer bei den Demoanlagen Puertollano und Buggenum sowie der kommerziellen ISAB-Anlage gesammelten Erfahrungen einbringen. Dies geschieht im wesentlichen bei der Konzeptentwicklung und der Bearbeitung des Gesamtanlagendesigns mit Schwerpunkt GUD, Anlagenintegration und Blockführung/ Leittechnik. Darüber hinaus wird die Auslegung eines Anlagenkonzeptes auf Basis PHTW sowie weiterer Prozess- und Komponentenverbesserungen begleitet. Ziel des Vorhabens ist die Basisplanung einer Demonstrationsanlage für ein CO2-freies wettbewerbsfähiges IGCC-Kraftwerk im Rahmen dieses Verbundvorhabens.

Teilprojekt: System- und Phasenverhalten CO2-reicher Ströme aus Kraftwerken unter Einfluss von Feuchte

Das Projekt "Teilprojekt: System- und Phasenverhalten CO2-reicher Ströme aus Kraftwerken unter Einfluss von Feuchte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Thermische Verfahrenstechnik V-8 durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojektes COORAL sollen die Verunreinigungen, die sich beim Oxyfuel- und Oxycoal-Prozess, beim IGCC mit CO2-Abtrennung und beim DKW-Prozess mit chemischer Absorption ergeben können, in Abhängigkeit von der Betriebsweise und anderer Randbedingungen betrachtet und deren Auswirkungen auf Transport, Injektion und Lagerung bewertet werden, um so eine energetisch und ökonomische Optimierung der CO2-Abscheidung und Reinigung zu ermöglichen. In diesem Teilprojekt sollen offene Fragestellungen zu den thermophysikalischen Systemdaten und den Zustandsgrößen der verschiedenen Stoffgemische untersucht werden. Die Zusammensetzung der Gasgemische wird durch die Projektpartner vorgegeben. Mittels Quarz- und Kapillarviskosimeter werden Fluidviskositäten unter Druck bestimmt. Zur Bestimmung der Gemischdichte unter realen Bedingungen soll eine Hochdruckmagnetschwebewaage, erweitert mit einer Dichtemesszelle, zur Anwendung kommen. Zur Untersuchung des Taupunktes und der Hydratbildung werden Versuche mit einem Feuchtesensor unter Förder- und Lagerbedingungen in Hochdrucksichtzellen durchgeführt. In Zusammenhang mit der erweiterten Anlage zur Festbettdurchströmung werden Grenzphasenverhalten der Mischung und Porenwasser untersucht. Grenzwerte für Begleitkomponenten im CO2 sollen erarbeitet werden. Zusammen mit den Systemdatenwerden prinzipielle Aussagen zur Umsetzung der geplanten großindustriellen CO2-Sequestrierung möglich.

Verbesserung von Kombikraftwerken mit integrierter Kohlevergasung ausgehend vom Stand der Technik (Puertollano)

Das Projekt "Verbesserung von Kombikraftwerken mit integrierter Kohlevergasung ausgehend vom Stand der Technik (Puertollano)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 12 Maschinenwesen, Lehrstuhl für Technik der Energieversorgung und Energieanlagen durchgeführt. OBJECTIVES: Power plants based on the integrated combined cycle (IGCC) already in operation (Buggenum, 250 MW) or under construction (Puertollano, 300 MW) are generally characterized as demonstration facilities. The same applies to the development status of such plants in the US. The most attractive features of IGCC power plants are the extremely low environmental pollution and their capability to utilize various fuels such as coal, oil refinery residues, biomass, waste, etc., if the gasifiers are adequately adapted. Moreover, it is to be expected that such plants will attain higher efficiencies than conventional coal-fired power plants, thereby also reducing CO2 emissions effectively. Despite these advantages, further efforts are still necessary to achieve competitiveness with respect to the conventional steam power plant. There are three factors determining electricity generating costs, which can be influenced by design, process engineering and manufacture, namely the investment, fuel consumption and availability. Even if first-of-its-kind costs are neglected, it is to be expected that the specific investment of IGCC power plants based on the present design still turns out to be slightly above those of the conventional ones. As both the conventional steam power plant employing supercritical live steam and the IGCC of current design (Puertollano type) attain net efficiencies of 45 Prozent, an IGCC successor plant must show better performance to be competitive. As a consequence, investigations aiming at design improvements have to be carried out in order to accelerate market penetration and to benefit in this way from the environmental advantages of an IGCC in the near future. For this reason this Joule project 'Advanced Cycle Technologies' was set up by five partners from several countries of the European Union with the objective to study measures of cost reduction and efficiency enhancement and to jointly provide a basis for an advanced design. The studies also include co-gasification of coal and biomass in an entrained-flow gasifier suitable for IGCCs. The investigations comprise experiments on laboratory scale as well as computations, theoretical elaborations and design studies. Since two of the project partners are manufacturer and supplier companies of main components of the European IGCC demonstration power plants, the design studies also include the assessment of potential improvements with respect to feasibility and availability. The project work is subdivided into four task areas. Since most of the measures for efficiency enhancement influence costs and availability, the task areas are strongly interrelated. As any change in design and performance parameters influences the performance of other subsystems, repeated thermodynamic and economy analyses are performed. Therefore, close cooperation of the project partners is imperative.

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