OXYCOAL-AC

Betreuer

Dipl.-Ing. Jan-Christoph Haag
Dipl.-Ing. Bernhard Persigehl

Zielsetzung

Abbildung 1: Kraftwerksprozess nach BÜRGER 2003 (vereinfachte Darstellung)
Kraftwerksprozess nach BÜRGER 2003

Ziel des Verbundvorhabens OXYCOAL-AC ist die Entwicklung eines CO2-emissionsfreien Kohleverbrennungsprozesses zur Stromerzeugung, unter Beteiligung von sechs RWTH-Hochschulinstituten und einem begleitenden Beraterkreis aus der Industrie. Der Kraftwerksprozess (Abbildung 1, vereinfachte Darstellung nach BÜRGER 2003) wird bestimmt durch eine Kohleverbrennung mit rezirkulierendem Heißgas und Luftsauerstoff. Dem nach der Verbrennung entstehenden Heißgas wird der Wasserdampf durch Kondensation entzogen, für das CO2 besteht die Möglichkeit der verfahrenstechnischen Weiterverarbeitung oder der Einlagerung. Den für den Verbrennungsprozess notwendigen Sauerstoff (O2) spaltet eine Membran aus der Luft ab, eine kryogene Sauerstoffabtrennung kann somit umgangen werden.

Vorgehensweise

Abbildung 2: Turbomaschinen im Prozess
Turbomaschinen im Prozess

Das Teilprojekt des Instituts für Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen (IST) befasst sich mit der Auslegung der für den Kraftwerksprozess erforderlichen Turbokomponenten. Neben einem Verdichter für die Luftzerlegung und einer Stickstoffturbine für eine Energierückgewinnung kommt ein entsprechendes hochbelastetes Gebläse zur Kompensation der Strömungswiderstände im Heißgas-Kreislauf zum Einsatz. Ziel des Institutes ist es die optimalen und z.T. neuartigen Turbokomponenten für einen effizienten Kraftwerksprozess zu bestimmen, Lösungen für kritische Turbokomponenten zu erarbeiten und eine Optimierung dieser Komponenten hinsichtlich des Auslegungspunktes sowie des Teillastbetriebes zu erreichen.

Zur Auslegung der Turbomaschinen (Abbildung 2) kommen Eigenentwicklungen und kommerzielle Tools zum Einsatz. Diese ermöglichen eine eindimensionale stromfadentheoretischen Betrachtung, sowie auch 2-D-/ 3-D-CFD-Analysen der Strömungsverhältnisse innerhalb der Turbomaschine.

Projektpartner

RWE Power
RWE POWER
Institut für Wärme- und Stoffübertragungen
Institut für Wärme- und Stoffübertragungen
E.ON Energie AG
E.ON Energie AG
Institut für Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen
Institut Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen
MAN TURBO
MAN TURBO
Institut für Reglungstechnik
Institut für Reglungstechnik
Linde AG
Linde AG
Institut für Keramische Komponenten im Maschinenbau
Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau
Hitachi Power Eurobe GmbH
Hitachi Power Europe
Instititut für Verfahrenstechnik
Aachener Verfahrenstechnik
WS-Wärmeprozesstechnik GmbH
WS-Wärmeprozesstechnik GmbH
Instititut für Technische Verbrennung
Instititut für Technische Verbrennung

Weitere Informationen

Das Projekt im Internet: http://www.oxycoal.de

  • Stadler, H., Beggel, F., Persigehl, B., Kneer, R., Modigell, M., Jeschke, P.
    The OXYCOAL-AC process: Component behaviour and thermodynamic efficiency
    3rd International Freiberg Conference on IGCC & XtL Technologies
    18-21 May 2009, Dresden, Germany
  • Persigehl, B., Haag, J.-Ch., Hönen, H., Jeschke, P.
    Implementation of gas turbine components in a CO2-free brown coal power plant
    The Future of Gas Turbine Technology
    4th International Conference
    15-16 October 2008, Brussels, Belgium
  • Haag, J.-Ch., Hildebrandt, A., Hönen, H., Assadi, M., Kneer, R.
    Turbomachinery Simulation in Design Point and Part-Load Operation for Advanced CO2 Capture Power Plant Cycles
    ASME Turbo Expo 2007, Montreal, Canada, GT-2007-27488
  • Kneer, R., Förster, M., Abel, D., Maier, H., Modigell, M., Niehuis, R., Peters, N.
    OXYCOAL-AC: „Innovative Herausforderung für eine saubere Lösung der zukünftigen Stromversorgung
    VGB PowerTech, 86, (2006) 10, 74/81