DE102017103182A1 - Apparatus for treating a crude gas volume flow laden with oxidizable constituents - Google Patents

Apparatus for treating a crude gas volume flow laden with oxidizable constituents Download PDF

Info

Publication number
DE102017103182A1
DE102017103182A1 DE102017103182.0A DE102017103182A DE102017103182A1 DE 102017103182 A1 DE102017103182 A1 DE 102017103182A1 DE 102017103182 A DE102017103182 A DE 102017103182A DE 102017103182 A1 DE102017103182 A1 DE 102017103182A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
volume flow
turbine exhaust
exhaust gas
desorption
adsorbent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102017103182.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Stefan Gores
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krantz GmbH
Original Assignee
Krantz GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krantz GmbH filed Critical Krantz GmbH
Priority to DE102017103182.0A priority Critical patent/DE102017103182A1/en
Priority to CN201810153929.6A priority patent/CN108434929A/en
Publication of DE102017103182A1 publication Critical patent/DE102017103182A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/06Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/70Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/40Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40088Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating
    • B01D2259/4009Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating using hot gas

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eines mit oxidierbaren Bestandteilen belasteten Rohgasvolumenstroms (1), wobei der Rohgasvolumenstrom (1) entlang einer Oberfläche eines Adsorbens (2) geleitet wird, wobei sich oxidierbare Bestandteile des Rohgasvolumenstroms (1) an dem Adsorbens (2) anlagern und dadurch der Rohgasvolumenstrom (1) in einen Reingasvolumenstrom (3) umgewandelt wird, wobei an dem Adsorbens (2) angelagerte oxidierbare Bestandteile mittels eines dem Adsorbens (2) zugeleiteten Desorptionsvolumenstroms (4) von dem Adsorbens (2) desorbiert werden, wodurch der Desorptionsvolumenstrom (4) mit oxidierbaren Bestandteilen beladen wird, wobei der Desorptionsvolumenstrom (4) ausgehend von dem Adsorbens (2) einer Gasturbine (5) zugeleitet wird, mittels derer in dem Desorptionsvolumenstrom (4) enthaltene oxidierbare Bestandteile zumindest teilweise oxidiert werden, wodurch der Desorptionsvolumenstrom (4) in einen Turbinenabgasvolumenstrom (6) umgewandelt wird.Um eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, bei denen eine Behandlung des Desorptionsvolumenstroms zuverlässig erfolgt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Turbinenabgasvolumenstrom (6) zumindest teilweise auf eine Adsorptionszone des Adsorbens (2) geleitet wird.Weiterhin betrifft die vorliegende Anmeldung eine zugehörige Vorrichtung.The present application relates to a process for purifying a raw gas volume flow (1) loaded with oxidizable constituents, the crude gas volume flow (1) being conducted along a surface of an adsorbent (2), oxidizable constituents of the crude gas volume flow (1) being carried to the adsorbent (2). and thereby the raw gas volume flow (1) is converted into a clean gas volume flow (3), wherein oxidizable constituents attached to the adsorbent (2) are desorbed from the adsorbent (2) by means of a desorption volumetric flow (4) fed to the adsorbent (2) Desorptionsvolumenstrom (4) is loaded with oxidizable constituents, wherein the desorption volume flow (4) from the adsorbent (2) to a gas turbine (5) is supplied, by means of which in the desorption volume flow (4) contained oxidizable constituents are at least partially oxidized, whereby the Desorptionsvolumenstrom (4) converted into a turbine exhaust gas volume flow (6) w In order to provide a device and a method in which a treatment of the desorption volume flow takes place reliably, it is proposed according to the invention that the turbine exhaust gas volume flow (6) is at least partially directed onto an adsorption zone of the adsorbent (2). Furthermore, the present application relates to an associated device ,

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eines mit oxidierbaren Bestandteilen belasteten Rohgasvolumenstroms, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

  1. a) Der Rohgasvolumenstrom wird entlang einer Oberfläche eines Adsorbens geleitet, wobei sich oxidierbare Bestandteile des Rohgasvolumenstroms an dem Adsorbens anlagern und dadurch der Rohgasvolumenstrom in einen Reingasvolumenstrom umgewandelt wird.
  2. b) Der Reingasvolumenstrom wird in die Umwelt entlassen.
  3. c) An dem Adsorbens angelagerte oxidierbare Bestandteile werden mittels eines dem Adsorbens zugeleiteten Desorptionsvolumenstroms von dem Adsorbens desorbiert, wodurch der Desorptionsvolumenstrom mit oxidierbaren Bestandteilen beladen wird.
  4. d) Der Desorptionsvolumenstrom wird ausgehend von dem Adsorbens einer Gasturbine zugeleitet, mittels derer in dem Desorptionsvolumenstrom enthaltene oxidierbare Bestandteile zumindest teilweise oxidiert werden, wodurch der Desorptionsvolumenstrom in einen Turbinenabgasvolumenstrom umgewandelt wird.
The present application relates to a process for the purification of a raw gas volume flow charged with oxidisable constituents, comprising the following process steps:
  1. a) The raw gas volume flow is passed along a surface of an adsorbent, wherein oxidizable constituents of the crude gas volume flow accumulate on the adsorbent and thereby the raw gas volume flow is converted into a clean gas volume flow.
  2. b) The clean gas volume flow is released into the environment.
  3. c) Oxidizable constituents attached to the adsorbent are desorbed from the adsorbent by means of a desorption volumetric flow fed to the adsorbent, whereby the desorption volumetric flow is charged with oxidisable constituents.
  4. d) The desorption volumetric flow, starting from the adsorbent, is fed to a gas turbine, by means of which oxidizable constituents contained in the desorption volumetric flow are at least partially oxidized, whereby the desorption volumetric flow is converted into a turbine exhaust gas volumetric flow.

Weiterhin betrifft die vorliegende Anmeldung eine Vorrichtung zur Behandlung eines mit oxidierbaren Bestandteilen beladenen Rohgasvolumenstroms, umfassend:

  • - eine Rohgasleitung,
  • - eine Reingasleitung,
  • - ein Adsorbens,
  • - eine Desorptionsgasleitung,
  • - eine Gasturbine und
  • - eine Turbinenabgasleitung,
wobei mittels der Rohgasleitung einer Adsorptionszone des Adsorbens der Rohgasvolumenstrom zuleitbar ist, wobei oxidierbare Bestanteile des Rohgasvolumenstroms an dem Adsorbens anlagerbar sind, sodass der Rohgasvolumenstrom in einen Reingasvolumenstrom umwandelbar ist, wobei mittels der Desorptionsgasleitung einer Desorptionszone des Adsorbens ein Desorptionsvolumenstrom zuleitbar ist, mittels dessen an dem Adsorbens angelagerte oxidierbare Bestandteile von dem Adsorbens desorbierbar sind, wobei der Desorptionsvolumenstrom mittels der Desorptionsgasleitung ausgehend von dem Adsorbens der Gasturbine zuleitbar ist, sodass in dem Desorptionsvolumenstrom enthaltene oxidierbare Bestandteile mittels der Gasturbine zumindest teilweise oxidierbar sind, wodurch der Desorptionsvolumenstrom in einen Turbinenabgasvolumenstrom umwandelbar ist, wobei der Turbinenabgasvolumenstrom mittels der Turbinenabgasleitung ausgehend von der Gasturbine ableitbar ist, wobei mittels der Reingasleitung der Reingasvolumenstrom ausgehend von dem Adsorbens ableitbar ist.Furthermore, the present application relates to a device for treating a laden with oxidizable constituents crude gas volume flow, comprising:
  • a crude gas line,
  • - a clean gas line,
  • an adsorbent,
  • a desorption gas line,
  • - a gas turbine and
  • a turbine exhaust line,
wherein by means of the crude gas line of an adsorption of the adsorbent, the crude gas volume flow is zulid, whereby oxidizable Bestanteile the Rohgasvolumenstroms be added to the adsorbent, so that the Rohgasvolumenstrom is convertible into a clean gas volume flow, by means of Desorptionsgasleitung a desorption of the adsorbent a Desorptionsvolumenstrom is zuleitbar means of which at the Adsorbent annealed oxidizable constituents of the adsorbent are desorbed, wherein the desorption volume flow by means of Desorptionsgasleitung starting from the adsorbent gas turbine is fed so that contained in the Desorptionsvolumenstrom oxidizable constituents are at least partially oxidized by the gas turbine, whereby the Desorptionsvolumenstrom is convertible into a turbine exhaust gas volume flow, said the turbine exhaust gas volume flow can be derived by means of the turbine exhaust gas line starting from the gas turbine, wherein by means of the clean gas line the clean gas Volume flow is derived from the adsorbent.

Unter „oxidierbaren Bestandteilen“ werden im Sinne der vorliegenden Anmeldung insbesondere flüchtige organische Verbindungen (VOC) verstanden. Derartige Bestandteile dürfen immissionsschutzrechtlich nicht ohne Weiteres in die Umwelt entlassen werden, da sie potenziell schädlich sind. Daher sind Einrichtungen, bei denen derartige Bestandteile anfallen, typischerweise mit einer Nachbehandlung ausgestattet, die dazu geeignet ist, aus einem jeweiligen Abgasvolumenstrom besagte Bestandteile zu entfernen.For the purposes of the present application, "oxidisable constituents" are understood in particular to be volatile organic compounds (VOCs). Such components may not be released into the environment without further ado, since they are potentially harmful. Therefore, devices in which such components are produced are typically provided with a post-treatment which is suitable for removing said components from a respective exhaust gas volume flow.

Unter einem „Adsorbens“ wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Einrichtung verstanden, die dazu geeignet ist, jeweilige in dem Rohgasvolumenstrom befindliche oxidierbare Bestandteile zu adsorbieren. Die oxidierbaren Bestandteile können sich dabei aufgrund von Van-der-Waals-Kräften adsorptiv an der Oberfläche des Adsorbens anlagern. Auf diese Weise wird eine Reinigung des jeweiligen Rohgasvolumenstroms erzielt, der über das Adsorbens oder an dem Adsorbens entlang geleitet wird.For the purposes of the present application, an "adsorbent" is understood to mean a device which is suitable for adsorbing oxidizable constituents present in the crude gas volume flow. The oxidizable constituents may adsorbed on the surface of the adsorbent due to van der Waals forces. In this way, a purification of the respective raw gas volume flow is achieved, which is passed over the adsorbent or on the adsorbent along.

Unter einer „Adsorptionszone“ des Adsorbens wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein Bereich des Adsorbens verstanden, der dazu geeignet ist und genutzt wird, oxidierbare Bestandteile zu adsorbieren. Dabei versteht es sich, dass die Adsorption oxidierbarer Bestandteile an dem Adsorbens nicht ad infinitum vorgenommen werden kann, sondern regelmäßig die an dem Adsorbens angelagerten oxidierbaren Bestandteile desorbiert werden müssen. Das Adsorbens muss folglich gewissermaßen regelmäßig „regeneriert“ werden, um seine reinigende Wirkung auf den Rohgasvolumenstrom zuverlässig ausführen zu können. Die Adsorptionszone kann demzufolge ohne Weiteres an dem Adsorbens als solchem fortwährend wechseln oder wandern. Insbesondere kann ein Bereich des Adsorbens, der mittels des Desorptionsvolumenstroms von den oxidierbaren Bestandteilen „gereinigt“ wurde fortan wieder als Adsorptionszone verwendet werden. Ein Bereich des Adsorbens, der mit dem Desorptionsvolumenstrom beaufschlagt wird, kann analog als „Desorptionszone“ beschrieben werden. Eine im Stand der Technik bekannte und besonders sinnvolle technische Umsetzung zur fortwährenden Be- und Entladung des Adsorbens mit oxidierbaren Bestandteilen besteht in der Ausführung des Adsorbens in Form eines Rotors, der sich, beispielsweise zyklisch oder stetig, um eine Rotationsachse dreht. Die Rohgasleitung und die Desorptionsgasleitung verbleiben derweil ortsfest. Bei dieser Ausführung bildet stets ein mit der Rohgasleitung zusammenwirkender Teil des Rotors die Adsorptionszone, während der mit der Desorptionsgasleitung zusammenwirkende Teil des Rotors die Desorptionszone bildet. Es versteht sich, dass andere Realisierungen ohne Weiteres vorstellbar sind. Für den Erfolg der vorliegenden Erfindung ist die technische Umsetzung des Adsorbens jedenfalls nicht entscheidend.For the purposes of the present application, an "adsorption zone" of the adsorbent is understood to mean a region of the adsorbent which is suitable for this and is used to adsorb oxidisable constituents. It is understood that the adsorption of oxidizable constituents on the adsorbent can not be made ad infinitum, but regularly have to be desorbed the adsorbed on the adsorbent oxidizable constituents. The adsorbent must consequently be "regenerated" to a certain extent in order to reliably carry out its purifying effect on the raw gas volume flow. The adsorption zone can therefore readily change or migrate readily on the adsorbent as such. In particular, a region of the adsorbent which has been "purified" of the oxidizable constituents by means of the desorption volumetric flow can henceforth be used again as the adsorption zone. A region of the adsorbent, which is acted upon by the desorption volume, can be described analogously as "desorption zone". A known in the art and particularly useful technical implementation for continuous loading and unloading of the adsorbent with oxidizable constituents consists in the execution of the adsorbent in the form of a rotor, which rotates, for example cyclically or steadily, about an axis of rotation. The crude gas line and the Desorptionsgasleitung remain while stationary. In this embodiment, a part of the rotor cooperating with the raw gas line always forms the adsorption zone, while the part of the rotor cooperating with the desorption gas line forms the desorption zone. It is understood that other implementations are readily imaginable. In any case, the technical implementation of the adsorbent is not critical to the success of the present invention.

Der Unterschied zwischen einem Rohgasvolumenstrom und einem Reingasvolumenstrom besteht im Sinne der vorliegenden Anmeldung darin, dass in dem Reingasvolumenstrom eine geringere Konzentration an oxidierbaren Bestandteilen vorliegt als in dem Rohgasvolumenstrom. Dabei ist es grundsätzlich unerheblich, auf welche Art und Weise die oxidierbaren Bestandteile aus dem Rohgasvolumenstrom entnommen bzw. entfernt werden. Weiterhin bezeichnet der Reingasvolumenstrom in aller Regel einen solchen, dessen Konzentration an oxidierbaren Bestandteilen derart gering ausfällt, dass jeweilig geltende Immissionsschutzgesetze und Immissionsschutznormen eingehalten sind.The difference between a raw gas volume flow and a clean gas volume flow in the context of the present application is that there is a lower concentration of oxidizable components in the clean gas volume flow than in the raw gas volume flow. It is basically irrelevant in which way the oxidizable constituents are removed or removed from the raw gas volume flow. Furthermore, the clean gas volume flow usually refers to one whose concentration of oxidizable constituents is so low that respective applicable immission control laws and immission control standards are complied with.

Unter dem „Desorptionsvolumenstrom“ wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein gasförmiger Volumenstrom verstanden, der dazu geeignet ist, an dem Adsorbens angelagerte oxidierbare Bestandteile von selbigem zu desorbieren. Auf diese Weise wird das Adsorbens „gereinigt“, sodass es fortwährend für die Aufnahme von oxidierbaren Bestandteilen aus einem Rohgasvolumenstrom geeignet ist. Der Desorptionsvolumenstrom weist infolge der Desorption eine deutlich erhöhte Konzentration an oxidierbaren Bestandteilen auf, wobei besagte Konzentration typischerweise um ein Mehrfaches größer ist als in dem Rohgasvolumenstrom.For the purposes of the present application, the term "desorption volumetric flow" is understood to mean a gaseous volumetric flow which is suitable for desorbing oxidizable constituents of the same deposited on the adsorbent. In this way, the adsorbent is "cleaned", so that it is continuously suitable for the absorption of oxidizable constituents from a raw gas volume flow. As a result of the desorption, the desorption volumetric flow has a markedly increased concentration of oxidizable constituents, said concentration typically being several times greater than in the crude gas volumetric flow.

Unter einer „Gasturbine“ können im Sinne der vorliegenden Anmeldung insbesondere sogenannte Mikrogasturbinen verstanden werden, die zur Behandlung von Rohgasvolumenströmen in Kombination mit einem Adsorbens besonders gut geeignet sind. Eine Gasturbine umfasst typischerweise einen Verdichter, der mit einer Turbine auf einer gemeinsamen Welle angeordnet ist. Ebenfalls kann mit dieser Welle ein Generator verbunden sein, mittels dessen elektrischer Strom erzeugbar ist. Dabei wird mittels der Turbine die Welle angetrieben, wodurch wiederum sowohl der Verdichter als auch der Generator angetrieben werden. Weiterhin umfasst eine derartige Gasturbine typischerweise mindestens eine Brennkammer, in der ein jeweilig zu verbrennen Antriebsstoff, insbesondere ein Gas, verbrannt werden können. Eine dadurch entstehende Ausdehnung des Brenngases kann sodann in der Turbine entspannen, wodurch letztere angetrieben wird.For the purposes of the present application, a "gas turbine" can be understood as meaning in particular so-called micro gas turbines which are particularly well suited for the treatment of crude gas volume flows in combination with an adsorbent. A gas turbine typically includes a compressor arranged with a turbine on a common shaft. Also can be connected to this wave, a generator by means of which electrical power can be generated. The shaft is driven by the turbine, which in turn drives both the compressor and the generator. Furthermore, such a gas turbine typically comprises at least one combustion chamber, in which a respective combustion fuel, in particular a gas, can be burned. A resulting expansion of the fuel gas can then relax in the turbine, whereby the latter is driven.

Der „Turbinenabgasvolumenstrom“ bezeichnet im Sinne der vorliegenden Anmeldung schließlich den Volumenstrom, der nach Behandlung des Desorptionsvolumenstroms mittels der Gasturbine letztere verlässt.In the context of the present application, the "turbine exhaust gas volume flow" finally denotes the volume flow which leaves the latter after treatment of the desorption volume flow by means of the gas turbine.

Stand der TechnikState of the art

Verfahren sowie Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art sind im Stand der Technik bereits bekannt. Beispielsweise offenbart das Dokument JP 2012-115833 A eine Vorrichtung, bei der eine Aufkonzentrationseinrichtung zum Einsatz kommt. Mittels dieser Aufkonzentrationseinrichtung werden aus einem gasförmigen Volumenstrom oxidierbare Bestandteile entnommen, die sodann später mittels eines Desorptionsvolumenstroms von der Aufkonzentrationseinrichtung desorbiert werden. Der sich daraus ergebende Desorptionsvolumenstrom weist eine gegenüber dem ursprünglichen Volumenstrom gesteigerte Konzentration der oxidierbaren Bestandteile auf, sodass dessen Behandlung mittels einer Gasturbine sinnvoll ist. Dieses Vorgehen ist in dem besagten Dokument beschrieben.Methods and devices of the type described above are already known in the art. For example, the document discloses JP 2012-115833 A a device in which a concentration device is used. By means of this concentration device oxidizable constituents are taken from a gaseous volume flow, which are then desorbed later by means of a Desorptionsvolumenstroms of the concentration device. The resulting desorption volumetric flow has an increased concentration of the oxidizable constituents compared with the original volumetric flow, so that its treatment by means of a gas turbine makes sense. This procedure is described in said document.

Weiterhin sind eine gattungsgemäße Vorrichtung sowie ein gattungsgemäßes Verfahren aus der Internationalen Patentanmeldung WO 2016/038012 A1 bekannt.Furthermore, a generic device and a generic method from the International patent application WO 2016/038012 A1 known.

Die bekannten Techniken weisen den Nachteil auf, dass eine zuverlässige Behandlung des Desorptionsvolumenstroms mittels einer Gasturbine nicht immer gewährleistet werden kann. Dies führt dazu, dass der Turbinenabgasvolumenstrom, der die Gasturbine verlässt, mitunter noch eine Restkonzentration an oxidierbaren Bestandteilen aufweist, die mit den geltenden immissionsschutzrechtlichen Grenzwerten nicht vereinbar sind.The known techniques have the disadvantage that a reliable treatment of the desorption volume flow by means of a gas turbine can not always be guaranteed. As a result, the turbine exhaust gas volume flow leaving the gas turbine sometimes still has a residual concentration of oxidisable constituents that are incompatible with the applicable immission control limits.

Aufgabetask

Entsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, bei denen eine Behandlung des Desorptionsvolumenstroms zuverlässig erfolgt.Accordingly, the present invention has for its object to provide an apparatus and a method in which a treatment of the Desorptionsvolumenstroms takes place reliably.

Lösungsolution

Die zugrunde liegende Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch den folgenden Verfahrensschritt gelöst:

  • e) Der Turbinenabgasvolumenstrom wird zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, auf eine Adsorptionszone des Adsorbens geleitet.
The underlying object is achieved, starting from the method of the type described above, according to the invention by the following method step:
  • e) The turbine exhaust gas volume flow is at least partially, preferably completely, passed to an adsorption zone of the adsorbent.

Insbesondere ist es denkbar, dass der Turbinenabgasvolumenstrom mittelbar oder unmittelbar auf die Adsorptionszone des Adsorbens geleitet wird. In einem Fall, in dem der Turbinenabgasvolumenstrom unmittelbar auf die Adsorptionszone geleitet wird, können etwaige in dem Turbinenabgasvolumenstrom enthaltene, restliche oxidierbare Bestandteile zumindest soweit mittels des Adsorbens adsorbiert werden, dass sodann die immissionsschutzrechtlichen Grenzwerte eingehalten sind. Der mittels des Adsorbens abermals behandelte Turbinenabgasvolumenstrom wird somit in einen Reingasvolumenstrom umgewandelt und kann ohne Weiteres in die Umwelt entlassen werden.In particular, it is conceivable that the turbine exhaust gas volume flow indirectly or directly is passed to the adsorption zone of the adsorbent. In a case where the turbine exhaust gas volumetric flow is passed directly to the adsorption zone, any residual oxidizable constituents contained in the turbine exhaust gas volumetric flow may be adsorbed by the adsorbent at least to the extent that the emission control limits are complied with. The treated by means of the adsorbent again turbine exhaust gas volume flow is thus converted into a clean gas flow and can be discharged easily into the environment.

In einem Fall, in dem der Turbinenabgasvolumenstrom mittelbar dem Adsorbens zugeleitet wird, ist es insbesondere denkbar, den Turbinenabgasvolumenstrom dem Rohgasvolumenstrom zuzuleiten, sodass sich beide Volumenströme miteinander vermischen, bevor sie der Adsorptionszone dem Adsorbens zugeleitet werden. Der Turbinenabgasvolumenstrom durchläuft infolgedessen gewissermaßen abermals die gesamte Behandlung des Rohgasvolumenstroms.In a case in which the turbine exhaust gas volume flow is indirectly fed to the adsorbent, it is conceivable, in particular, to supply the turbine exhaust gas volume flow to the raw gas volume flow, so that both volume flows mix with one another before they are passed to the adsorption zone to the adsorbent. As a result, the turbine exhaust gas volumetric flow, so to speak, again passes through the entire treatment of the crude gas volumetric flow.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat viele Vorteile. Insbesondere erlaubt es die Behandlung des Turbinenabgasvolumenstroms mittels des Adsorbens, um im Ergebnis lediglich solches Abgas in die Umwelt zu entlassen, dass höchstens mit der maximal zulässigen Konzentration an oxidierbaren Bestandteilen belastet ist. Auf diese Weise ist die im Stand der Technik regelmäßig zu beklagende nicht ausreichende Behandlungsqualität des Desorptionsvolumenstroms mittels einer Gasturbine deutlich verbessert, sodass immissionsschutzrechtlichen Grenzwerte dauerhaft und zuverlässig eingehalten werden können.The method according to the invention has many advantages. In particular, it allows the treatment of the turbine exhaust gas volume flow by means of the adsorbent, to release in the result only such exhaust gas in the environment that is loaded at most with the maximum permissible concentration of oxidizable constituents. In this way, the in the prior art regularly complained of insufficient treatment quality of Desorptionsvolumenstroms means of a gas turbine is significantly improved, so that immission control limits can be maintained permanently and reliably.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Turbinenabgasvolumenstrom vor seiner Zuleitung zu der Adsorptionszone des Adsorbens gekühlt. Hierzu ist zu erläutern, dass die Adsorption von oxidierbaren Bestandteilen in aller Regel lediglich dann zuverlässig funktioniert, wenn die Temperatur des jeweiligen Rohgasvolumenstroms, der auf das Adsorbens geleitet wird, vergleichsweise gering ist. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the turbine exhaust gas volume flow is cooled before it is fed to the adsorption zone of the adsorbent. For this purpose, it should be explained that the adsorption of oxidizable constituents usually only works reliably if the temperature of the respective crude gas volume flow which is conducted onto the adsorbent is comparatively low.

Insbesondere sollte die Temperatur des auf das Adsorbens geleiteten Gasvolumenstroms weniger als 30 °C betragen. Gleichzeitig versteht es sich, dass das aus der Gasturbine austretende Turbinenabgas eine vergleichsweise hohe Temperatur aufweist, beispielsweise im Bereich von ca. 300 °C. Vor der Zuleitung des Turbinenabgasvolumenstroms zu der Adsorptionszone des Adsorbens ist es entsprechend von Vorteil, wenn die Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms deutlich reduziert wird. Beispielsweise kann die Temperatur mittels eines Wärmerückgewinnungssystems abgesenkt werden, wobei die überschüssige Abwärme des Turbinenabgasvolumenstroms einer sinnvollen Verwendung zugeführt werden kann. Auf diese Weise kann die Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms in aller Regel auf deutlich unter 200 °C reduziert werden.In particular, the temperature of the gas volume flow conducted to the adsorbent should be less than 30 ° C. At the same time, it goes without saying that the turbine exhaust gas leaving the gas turbine has a comparatively high temperature, for example in the region of approximately 300 ° C. Prior to the supply of the turbine exhaust gas volume flow to the adsorption of the adsorbent, it is accordingly advantageous if the temperature of the turbine exhaust gas volume flow is significantly reduced. For example, the temperature can be lowered by means of a heat recovery system, wherein the excess waste heat of the turbine exhaust gas volume flow can be fed to a meaningful use. In this way, the temperature of the turbine exhaust gas volumetric flow can generally be reduced to well below 200 ° C.

Für die Zuleitung eines solchen Turbinenabgasvolumenstroms zu dem Adsorbens ist es besonders vorteilhaft, wenn dieser zunächst mit dem „normalen“ Rohgasvolumenstrom vermischt wird, wobei vorzugsweise der Volumenanteil des Rohgasvolumenstroms denjenigen des Turbinenabgasvolumenstroms erheblich übersteigt, insbesondere mindestens um den Faktor 10. Auf diese Weise wird die - in Hinblick auf die Adsorption der oxidierbaren Bestandteile betrachtet nach wie vor hohe - Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms gewissermaßen „verdünnt“, sodass letztlich eine zuverlässige Adsorption der oxidierbaren Bestandteile des dann gemischten Rohgasvolumenstroms an dem Adsorbens stattfinden kann.For the supply of such a turbine exhaust gas volume flow to the adsorbent, it is particularly advantageous if it is first mixed with the "normal" Rohgasvolumenstrom, preferably wherein the volume fraction of Rohgasvolumenstroms significantly exceeds that of the turbine exhaust gas volumetric flow, in particular at least by a factor of 10. In this way, the With regard to the adsorption of the oxidizable constituents, high turbine exhaust gas volume flow is still to a certain extent "diluted" so that ultimately a reliable adsorption of the oxidizable constituents of the then mixed crude gas volume flow to the adsorbent can take place.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren dann besonders von Vorteil sein, wenn der Turbinenabgasvolumenstrom zumindest teilweise dazu verwendet wird, den Desorptionsvolumenstrom zu erwärmen. Hierzu ist zu erläutern, dass es für eine effektive Desorption der oxidierbaren Bestandteile von dem Adsorbens erforderlich ist, dass der Desorptionsvolumenstrom eine bestimmte Mindesttemperatur aufweist. Beispielsweise kann die Temperatur des Desorptionsvolumenstroms in etwa 200 °C betragen. In diesem Temperaturbereich werden die oxidierbaren Bestandteile, die an dem Adsorbens anlagern, von selbigem desorbiert und in dem Desorptionsvolumenstrom gelöst. Letzterer weist sodann nach Durchströmung der Desorptionszone des Adsorbens eine gesteigerte Konzentration an oxidierbaren Bestandteilen auf, sodass sich eine thermische Behandlung des Desorptionsvolumenstroms lohnt.Furthermore, the method according to the invention can be particularly advantageous when the turbine exhaust gas volume flow is at least partially used to heat the desorption volume flow. It should be explained that it is necessary for an effective desorption of the oxidizable constituents of the adsorbent that the desorption volume flow has a certain minimum temperature. For example, the temperature of the Desorptionsvolumenstroms be in about 200 ° C. In this temperature range, the oxidizable constituents which accumulate on the adsorbent are desorbed from the same and dissolved in the desorption volume flow. The latter then has, after flowing through the desorption zone of the adsorbent, an increased concentration of oxidisable constituents, so that a thermal treatment of the desorption volumetric flow is worthwhile.

Wie vorstehend bereits erläutert ist, weist der Turbinenabgasvolumenstrom nach seinem Austritt aus der Gasturbine typischerweise eine stark gesteigerte Temperatur auf. Da der Desorptionsvolumenstrom besonders einfach aus einem Anteil des Rohgasvolumenstroms gebildet werden kann, ist die erhöhte Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms besonders gut einsetzbar, die vergleichsweise niedrige Temperatur des abgezweigten, zur Verwendung als Desorptionsvolumenstrom vorgesehenen Anteils des Rohgasvolumenstroms deutlich zu steigern und auf diese Weise dessen Eignung zur Desorption der oxidierbaren Bestandteile von dem Adsorbens herbeizuführen. Die Erwärmung des Desorptionsvolumenstroms kann weiterhin insofern vorteilhaft sein, als damit einhergehend notwendigerweise die Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms gesenkt wird. Gemäß obiger Erläuterung ist dies im Hinblick auf die abermalige Zuleitung des Turbinenabgasvolumenstroms zu dem Adsorbens vorteilhaft, sodass verbleibende oxidierbare Bestandteile, die in dem Turbinenabgasvolumenstrom enthalten sind, von dem Adsorbens adsorbiert werden können.As already explained above, the turbine exhaust gas volumetric flow typically has a greatly increased temperature after it leaves the gas turbine. Since the desorption volume flow can be formed particularly easily from a portion of the crude gas volume flow, the increased temperature of the turbine exhaust gas volume flow is particularly well applicable to significantly increase the relatively low temperature of the diverted, intended for use as Desorptionsvolumenstrom portion of Rohgasvolumenstroms and in this way its suitability for desorption the oxidizable components of the adsorbent bring about. The heating of the desorption volumetric flow can furthermore be advantageous insofar as it necessarily involves lowering the temperature of the turbine exhaust gas volumetric flow. As explained above, this is in view of the renewed supply of the Turbine exhaust gas volumetric flow to the adsorbent advantageous so that remaining oxidizable constituents contained in the turbine exhaust gas volumetric flow can be adsorbed by the adsorbent.

Zur Übertragung der Wärmeenergie von dem Turbinenabgasvolumenstrom auf den Desorptionsvolumenstrom kann es besonders vorteilhaft sein, beide Volumenströme einem Wärmetauscher zuzuleiten. Im Zuge der Durchströmung des Wärmetauschers sowohl mit dem Turbinenabgasvolumenstrom als auch dem Desorptionsvolumenstrom sind die Energieniveaus der beiden Volumenströme bestrebt, sich aneinander anzugleichen. Infolgedessen werden der Desorptionsvolumenstrom erwärmt und der Turbinenabgasvolumenstrom abgekühlt.To transfer the heat energy from the turbine exhaust gas volume flow to the desorption volume flow, it may be particularly advantageous to feed both volume flows to a heat exchanger. In the course of the flow through the heat exchanger both with the turbine exhaust gas volume flow and the desorption volume flow, the energy levels of the two volume flows endeavor to align themselves. As a result, the desorption volumetric flow is heated and the turbine exhaust gas volumetric flow is cooled.

Alternativ zur Verwendung eines Wärmetauschers kann es ebenso von Vorteil sein, zumindest einen Teil des Turbinenabgasvolumenstroms unmittelbar dem Desorptionsvolumenstrom zuzuleiten, sodass sich die beiden Volumenströme miteinander vermischen. Mit anderen Worten wird bei diesem Vorgehen gewissermaßen ein geänderter Desorptionsvolumenstrom gebildet, der zum Teil von dem ursprünglichen Desorptionsvolumenstrom und zum Teil von zumindest einem Anteil des Turbinenabgasvolumenstroms gebildet ist. Es versteht sich, dass auch bei diesem Vorgehen die Temperatur des geänderten Desorptionsvolumenstroms schließlich höher ist als die des ursprünglichen Desorptionsvolumenstroms, da der Turbinenabgasvolumenstrom eine höhere Temperatur aufweist als der ursprüngliche Desorptionsvolumenstrom.Alternatively to the use of a heat exchanger, it may also be advantageous to supply at least part of the turbine exhaust gas volume flow directly to the desorption volume flow, so that the two volume flows mix with one another. In other words, this approach effectively forms a modified desorption volume flow, which is formed in part by the original desorption volume flow and in part by at least a portion of the turbine exhaust gas volume flow. It is understood that even with this procedure, the temperature of the modified Desorptionsvolumenstroms is ultimately higher than that of the original Desorptionsvolumenstroms, since the turbine exhaust gas volumetric flow has a higher temperature than the original Desorptionsvolumenstrom.

Ebenso ist es denkbar, dass kein „ursprünglicher Desorptionsvolumenstrom“ vorgesehen wird, sondern der Desorptionsvolumenstrom letztlich vollständig von zumindest einem Teil des Turbinenabgasvolumenstroms gebildet wird. Bei dieser Vorgehensweise wird zumindest ein Teil des Turbinenabgasvolumenstroms unmittelbar auf die Desorptionszone des Adsorbens geleitet, wobei eine Temperatur des so gebildeten Desorptionsvolumenstroms vorteilhafterweise im Bereich von ca. 200 °C liegt.It is also conceivable that no "original desorption volume flow" is provided, but that the desorption volume flow is ultimately completely formed by at least part of the turbine exhaust gas volume flow. In this procedure, at least a portion of the turbine exhaust gas volumetric flow is passed directly to the desorption zone of the adsorbent, wherein a temperature of the desorption volumetric flow thus formed is advantageously in the range of about 200 ° C.

Um bei der letztgenannten Variante die Temperatur des Desorptionsvolumenstroms beeinflussen zu können, kann es besonders von Vorteil sein, die Turbinenabgasleitung, mittels derer der Turbinenabgasvolumenstrom ausgehend von der Gasturbine abgeleitet wird, mit einer Frischluftzufuhr zu versehen. Auf diese Weise ist dem Turbinenabgasvolumenstrom je nach Bedarf Frischluft zumischbar, wodurch die Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms - und mithin des Desorptionsvolumenstroms - geregelt werden kann. Insbesondere ist es denkbar, die Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms mittels einer Temperaturmesseinheit fortwährend zu überwachen, wobei in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur ein Ventil automatisch gesteuert wird, das die Zuleitung von Frischluft zu dem Turbinenabgasvolumenstrom regelt.In order to be able to influence the temperature of the desorption volume flow in the last-mentioned variant, it may be particularly advantageous to provide the turbine exhaust gas line, by means of which the turbine exhaust gas volume flow is derived from the gas turbine, with a fresh air supply. In this way, fresh air can be mixed with the turbine exhaust gas volumetric flow as required, as a result of which the temperature of the turbine exhaust gas volumetric flow-and thus of the desorption volumetric flow-can be regulated. In particular, it is conceivable to continuously monitor the temperature of the turbine exhaust gas volume flow by means of a temperature measuring unit, wherein a valve which controls the supply of fresh air to the turbine exhaust gas volume flow is automatically controlled as a function of the measured temperature.

Ausgehend von der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art wird die zugrunde liegende Aufgabe erfindungsgemäß durch mindestens eine Rezirkulationsleitung gelöst, mittels derer zumindest ein Teil des Turbinenabgasvolumenstroms zumindest mittelbar auf die Adsorptionszone des Adsorbens leitbar ist.Based on the device of the type described above, the underlying object is achieved by at least one recirculation line, by means of which at least a portion of the turbine exhaust gas volume flow is at least indirectly on the adsorption of the adsorbent can be conducted.

Unter einer „Rezirkulationsleitung“ wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Leitung verstanden, die zumindest mittelbar, vorzugsweise unmittelbar, mit der Turbinenabgasleitung sowie zumindest mittelbar, vorzugsweise unmittelbar, mit der Adsorptionszone des Adsorbens verbunden ist. Auf diese Weise ist die Rezirkulationsleitung dazu geeignet, zumindest einen Teil des Turbinenabgasvolumenstroms, vorzugsweise den gesamten Turbinenabgasvolumenstrom, der Adsorptionszone des Adsorbens zuzuführen, sodass oxidierbare Bestandteile des Turbinenabgasvolumenstroms mittels des Adsorbens adsorbiert werden können.For the purposes of the present application, a "recirculation line" is understood to be a line which is connected at least indirectly, preferably directly, to the turbine exhaust gas line and at least indirectly, preferably directly, to the adsorption zone of the adsorbent. In this way, the recirculation line is suitable for supplying at least part of the turbine exhaust gas volume flow, preferably the entire turbine exhaust gas volume flow, to the adsorption zone of the adsorbent so that oxidisable constituents of the turbine exhaust gas volumetric flow can be adsorbed by means of the adsorbent.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders gut geeignet, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Die sich hieraus ergebenden Vorteile sind vorstehend bereits erläutert.The device according to the invention is particularly well suited to carry out the method according to the invention. The resulting advantages are already explained above.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Rezirkulationsleitung unmittelbar an die Rohgasleitung angeschlossen, sodass der Turbinenabgasvolumenstrom zunächst mit dem Rohgasvolumenstrom vermischt wird, bevor er dem Adsorbens zugeleitet wird. Diese Vorgehensweise ist gemäß obiger Erläuterung im Hinblick auf eine wünschenswerte Temperatur des zu dem Adsorbens gelangenden Gasvolumenstroms von Vorteil, damit eine effektive Adsorption der oxidierbaren Bestandteile stattfinden kann.In an advantageous embodiment of the device according to the invention, the recirculation line is connected directly to the crude gas line, so that the turbine exhaust gas volume flow is first mixed with the raw gas volume flow before it is fed to the adsorbent. This procedure, as explained above, is advantageous in view of a desirable temperature of the gas volume flow reaching the adsorbent, so that effective adsorption of the oxidizable constituents can take place.

Ebenfalls mit der Zielsetzung, die Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms zu manipulieren, kann es ergänzend oder alternativ vorteilhaft sein, die Vorrichtung mit einer Temperaturbehandlungseinrichtung auszustatten. Diese ist dazu geeignet, zumindest denjenigen Teil des Turbinenabgasvolumenstroms abzukühlen, der mittels der Rezirkulationsleitung zu der Adsorptionszone des Adsorbens rezirkuliert werden soll. Als Temperaturbehandlungseinrichtung ist insbesondere der Einsatz eines Wärmerückgewinnungssystems vorteilhaft, um die überschüssige Abwärme des Turbinenabgasvolumenstroms gewinnbringend weiter zu verwenden.Also with the aim of manipulating the temperature of the turbine exhaust gas volume flow, it may be additionally or alternatively advantageous to equip the device with a temperature treatment device. This is suitable for cooling at least that part of the turbine exhaust gas volume flow which is to be recirculated by means of the recirculation line to the adsorption zone of the adsorbent. In particular, the use of a heat recovery system is advantageous as a temperature treatment device in order to profitably continue to use the excess waste heat of the turbine exhaust gas volume flow.

In einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst diese mindestens eine Bypassleitung, mittels derer zumindest ein Teil des Turbinenabgasvolumenstroms aus der Turbinenabgasleitung abzweigbar ist. Ein abgezweigter Teil des Turbinenabgasvolumenstroms kann aufgrund der vergleichsweise hohen Temperatur desselben besonders gut in dem Prozessablauf verwendet werden, um die Temperatur des Desorptionsvolumenstroms zu beeinflussen. Gemäß obiger Erläuterung kann dies besonders vorteilhaft sein, da die Desorption der oxidierbaren Bestandteile von dem Adsorbens eine gewisse Temperatur des Desorptionsvolumenstroms voraussetzt.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, this comprises at least one bypass line, by means of which at least part of the turbine exhaust gas volume flow can be branched off from the turbine exhaust gas line. A branched-off part of the turbine exhaust gas volumetric flow can be used particularly well in the process flow due to its comparatively high temperature in order to influence the temperature of the desorption volumetric flow. As explained above, this may be particularly advantageous since the desorption of the oxidizable constituents from the adsorbent presupposes a certain temperature of the desorption volumetric flow.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Bypassleitung strömungstechnisch mit einem Wärmetauscher verbunden ist, dem neben dem Turbinenabgasvolumenstrom ferner der Desorptionsvolumenstrom zuleitbar ist. Durch die Zusammenkunft sowohl des Turbinenabgasvolumenstroms als auch des Desorptionsvolumenstroms in den Wärmetauscher wird die Wärmeenergie des Turbinenabgasvolumenstroms auf den Desorptionsvolumenstrom übertragen.In particular, it can be advantageous if the bypass line is fluidically connected to a heat exchanger, to which, in addition to the turbine exhaust gas volume flow, the desorption volume flow can also be supplied. By gathering both the turbine exhaust gas volume flow and the desorption volume flow into the heat exchanger, the thermal energy of the turbine exhaust gas volumetric flow is transferred to the desorption volumetric flow.

Ebenso ist es denkbar, dass die Bypassleitung strömungstechnisch mit einer Mischeinrichtung verbunden ist, mittels derer ein von dem Turbinenabgasvolumenstrom abgezweigter Anteil desselben mit dem Desorptionsvolumenstrom vermischbar ist. Es versteht sich, dass hierfür auch die Desorptionsgasleitung mit der Mischeinrichtung verbunden sein muss. Durch die „Beimischung“ des vergleichsweise heißen Turbinenabgasvolumenstroms zu dem Desorptionsvolumenstrom wird letztlich die Temperatur des letzteren angehoben.Likewise, it is conceivable that the bypass line is fluidically connected to a mixing device, by means of which a branched off from the turbine exhaust gas volume fraction thereof can be mixed with the desorption volume flow. It is understood that for this purpose, the desorption gas line must be connected to the mixing device. The "admixture" of the comparatively hot turbine exhaust gas volume flow to the desorption volume flow ultimately raises the temperature of the latter.

Alternativ ist es weiterhin ebenso denkbar, dass die Bypassleitung unmittelbar die Desorptionsgasleitung bildet, das heißt der Desorptionsvolumenstrom vollständig von dem abgezweigten Teil des Turbinenabgasvolumenstroms gebildet ist. Um bei einer solchen Ausführung eine Temperatur des Desorptionsvolumenstroms beeinflussen zu können, kann es von besonderem Vorteil sein, die Vorrichtung mit mindestens einer Frischluftzufuhr auszustatten. Diese ist entweder an der Turbinenabgasleitung oder an der Bypassleitung/Desorptionsgasleitung anzuschließen, sodass dem Turbinenabgasvolumenstrom bzw. dem Desorptionsvolumenstrom (vor dessen Leitung zu der Desorptionszone des Adsorbens) ein Frischluftvolumenstrom zuleitbar ist. Durch Vermischung des Frischluftvolumenstroms mit dem Turbinenabgasvolumenstrom wird letztlich die Temperatur des letzteren (und mithin die Temperatur des Desorptionsvolumenstroms) reduziert.Alternatively, it is also conceivable that the bypass line directly forms the desorption gas line, that is, the desorption volume flow is completely formed by the diverted part of the turbine exhaust gas volume flow. In order to be able to influence a temperature of the desorption volume flow in such an embodiment, it may be of particular advantage to equip the device with at least one fresh air supply. This is to be connected either to the turbine exhaust gas line or to the bypass line / desorption gas line, so that a fresh air volume flow can be supplied to the turbine exhaust gas volume flow or the desorption volume flow (before the line to the desorption zone of the adsorbent). By mixing the fresh air volume flow with the turbine exhaust gas volumetric flow, the temperature of the latter (and consequently the temperature of the desorption volumetric flow) is ultimately reduced.

Figurenlistelist of figures

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung sind nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt:

  • 1: Eine schematische Skizze einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 2: Eine schematische Skizze einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung und
  • 3: Eine schematische Skizze einer dritten erfindungsgemäßen Vorrichtung.
The method according to the invention and the device according to the invention are explained in more detail below with reference to exemplary embodiments which are illustrated in the figures. It shows:
  • 1 : A schematic sketch of a first device according to the invention,
  • 2 : A schematic sketch of a second device according to the invention and
  • 3 : A schematic sketch of a third device according to the invention.

Eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung 10, die in 1 dargestellt ist, umfasst eine Rohgasleitung 11 zur Leitung eines Rohgasvolumenstroms 1, eine Reingasleitung 13 zur Leitung eines Reingasvolumenstroms 3, eine Desorptionsgasleitung 14 zur Leitung eines Desorptionsvolumenstroms 4 und eine Turbinenabgasleitung 16 zur Leitung eines Turbinenabgasvolumenstroms 6.A first device according to the invention 10 , in the 1 is shown, comprises a crude gas line 11 for guiding a raw gas volume flow 1 , a clean gas line 13 for conducting a clean gas volume flow 3 , a desorption gas line 14 for guiding a desorption volume flow 4 and a turbine exhaust line 16 for guiding a turbine exhaust gas volume flow 6 ,

Weiterhin umfasst die Vorrichtung 10 ein Adsorbens 2, das hier an einem Aufkonzentrationsrotor angeordnet ist. Dieser Aufkonzentrationsrotor weist eine Rotationsachse 32 auf, um die herum er rotierbar ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das Adsorbens 2 fortwährend bewegt werden, sodass stets wechselnde Bereiche des Aufkonzentrationsrotors mit dem Rohgasvolumenstrom 1 sowie mit dem Desorptionsvolumenstrom 4 beaufschlagt werden. Ein Bereich des Aufkonzentrationsrotors, der mit der Rohgasleitung 11 zusammenwirkt und folglich mit dem Rohgasvolumenstrom 1 beaufschlagt wird, wird hier als Adsorptionszone 33 bezeichnet. Der Bereich, der mit der Desorptionsgasleitung 14 zusammenwirkt und folglich mit dem Desorptionsvolumenstrom 4 beaufschlagt wird, wird analog als Desorptionszone 34 bezeichnet. Diese Vorgehensweise ist im Stand der Technik bereits bekannt.Furthermore, the device comprises 10 an adsorbent 2 , which is arranged here on a Aufkonzentrationsrotor. This concentration rotor has an axis of rotation 32 on which he is trained around rotatable. In this way, the adsorbent 2 are constantly moved so that constantly changing areas of Aufkonzentrationsrotors with the raw gas flow 1 as well as with the desorption volume flow 4 be charged. An area of the concentration rotor that is connected to the raw gas pipeline 11 interacts and consequently with the raw gas volume flow 1 is acted upon here as adsorption zone 33 designated. The area associated with the desorption gas line 14 interacts and consequently with the desorption volume flow 4 is acted upon analogously as a desorption zone 34 designated. This procedure is already known in the art.

Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 eine Gasturbine 5, die hier von einer Mikrogasturbine gebildet ist. Diese umfasst wiederum einen Verdichter 19, eine Turbine 23 sowie einen Generator 25, wobei diese drei Bauteile auf einer gemeinsamen Welle 24 angeordnet sind. Weiterhin umfasst die Gasturbine 5 eine Brennkammer 21, in der oxidierbare Bestandteile unter Zuführung von Energie oxidiert werden können. In dem gezeigten Beispiel wird der Brennkammer 21 mittels eines Brenners Energie zugeführt, der mittels einer Brennstoffzufuhr 22 mit Brennstoff versorgt wird. Als Brennstoff wird hier Erdgas verwendet. Schließlich umfasst die Gasturbine 5 noch einen Wärmetauscher 20, mittels dessen der bereits verdichtete Desorptionsvolumenstrom 4 vor seiner Behandlung in der Brennkammer 21 erwärmt werden kann, wobei die hierfür notwendige Wärmeenergie aus dem Turbinenabgasvolumenstrom 6 entnommen wird, der die Turbine 23 verlässt. Hierdurch wird die Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms 6 reduziert. Furthermore, the device according to the invention comprises 10 a gas turbine 5 , which is formed here by a micro gas turbine. This in turn includes a compressor 19 , a turbine 23 as well as a generator 25 , these three components on a common shaft 24 are arranged. Furthermore, the gas turbine includes 5 a combustion chamber 21 in which oxidisable constituents can be oxidized with the introduction of energy. In the example shown, the combustion chamber 21 supplied by a burner energy, by means of a fuel supply 22 is supplied with fuel. As fuel natural gas is used here. Finally, the gas turbine includes 5 another heat exchanger 20 , by means of which the already compressed desorption volume flow 4 before its treatment in the combustion chamber 21 can be heated, the heat energy required for this purpose from the turbine exhaust gas volume flow 6 is taken from the turbine 23 leaves. As a result, the temperature of the turbine exhaust gas volumetric flow becomes 6 reduced.

Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ein Wärmerückgewinnungssystem 7, das an die Turbinenabgasleitung 16 angeschlossen ist. Das Wärmerückgewinnungssystem 7 dient dazu, dem Turbinenabgasvolumenstrom 6 Wärmeenergie zu entziehen und auf diese Weise die Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms 6 zu reduzieren.Furthermore, the device according to the invention comprises 10 a heat recovery system 7 attached to the turbine exhaust pipe 16 connected. The heat recovery system 7 serves to the turbine exhaust gas volume flow 6 Heat energy to escape and in this way the temperature of the turbine exhaust gas flow 6 to reduce.

Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung 10 eine Rezirkulationsleitung 12, die in dem gezeigten Beispiel die Turbinenabgasleitung 16 unmittelbar mit der Rohgasleitung 11 verbindet. Mittels der Rezirkulationsleitung 12 wird der Turbinenabgasvolumenstrom 6 ausgehend von den Wärmerückgewinnungssystem 7 dem Rohgasvolumenstrom 1 zugeleitet und schließlich mit selbigem vermischt. Erst anschließend wird der Rohgasvolumenstrom 1 der Adsorptionszone 33 des Adsorbens 2 zugeleitet, wobei ein Ventilator 29 die Strömung des Rohgasvolumenstroms 1 in der Rohgasleitung 11 bewirkt. Nach der Adsorption der oxidierbaren Bestandteile an dem Adsorbens 2 sind selbige aus dem Rohgasvolumenstrom 1 entfernt, wodurch letzterer in den Reingasvolumenstrom 3 umgewandelt wird. Der Reingasvolumenstrom 3 wird sodann mittels der Reingasleitung 13 einem Schornstein 28 zugeführt und schließlich in die Umwelt entlassen.According to the invention, the device comprises 10 a recirculation line 12 in the example shown, the turbine exhaust gas line 16 directly with the crude gas line 11 combines. By means of the recirculation line 12 becomes the turbine exhaust gas volume flow 6 starting from the heat recovery system 7 the raw gas volume flow 1 fed and finally mixed with selbigem. Only then is the raw gas volume flow 1 the adsorption zone 33 of the adsorbent 2 being fed, being a fan 29 the flow of the crude gas volume flow 1 in the crude gas line 11 causes. After adsorption of the oxidizable constituents on the adsorbent 2 selbige are removed from the raw gas volume flow 1, whereby the latter in the clean gas volume flow 3 is converted. The clean gas volume flow 3 is then by means of the clean gas line 13 a chimney 28 fed and finally released into the environment.

An die Rohgasleitung 11 ist ferner die Desorptionsgasleitung 14 angeschlossen, mittels derer dem Rohgasvolumenstrom 1 der Desorptionsvolumenstrom 4 entnehmbar ist. Mit anderen Worten ist der Desorptionsvolumenstrom 4 hier von einem Teil des Rohgasvolumenstroms 1 gebildet, der aus der Rohgasleitung 11 abgezweigt wird. Es versteht sich, dass die Temperatur des Desorptionsvolumenstroms 4 unmittelbar nach dessen Abzweigung aus dem Rohgasvolumenstrom 1 zu gering ist, um eine Desorption der oxidierbaren Bestandteile von der Desorptionszone 34 des Adsorbens 2 zu bewirken. Zur Erhöhung der Temperatur des Desorptionsvolumenstroms 4 wird selbiger zunächst ein erstes Mal auf den Aufkonzentrationsrotor geleitet und zwar in einen Bereich, dessen Temperatur erhöht ist. Der Aufkonzentrationsrotor dient insoweit gewissermaßen als Wärmespeichermasse für den Desorptionsvolumenstrom 4. Trotz dieser Erwärmung des Desorptionsvolumenstroms 4 ist dessen Temperatur in aller Regel noch nicht ausreichend hoch, um eine effiziente Desorption der oxidierbaren Bestandteile von dem Adsorbens 2 bewirken zu können.To the crude gas line 11 is also the Desorptionsgasleitung 14 connected, by means of which the raw gas volume flow 1 the desorption volume flow 4 is removable. In other words, the desorption volume flow 4 here from part of the raw gas volume flow 1 formed from the crude gas line 11 is branched off. It is understood that the temperature of the desorption volumetric flow 4 immediately after it has been branched off from the raw gas volume flow 1 is too low to desorb the oxidizable constituents from the desorption zone 34 of the adsorbent 2 to effect. To increase the temperature of the desorption volume flow 4 The same is first passed a first time on the Aufkonzentrationsrotor and that in an area whose temperature is increased. The Aufkonzentrationsrotor serves so far as a kind of heat storage mass for the Desorptionsvolumenstrom 4 , Despite this heating of the desorption volume flow 4 its temperature is usually not high enough to efficiently desorb the oxidizable components from the adsorbent 2 to be able to effect.

Daher wird der Desorptionsvolumenstrom 4 in dem gezeigten Beispiel weiterhin einen Wärmetauscher 8 zugeleitet. Dieser Wärmetauscher 8 ist ferner mit der Turbinenabgasleitung 16 verbunden, mittels derer den Wärmetauscher 8 der Turbinenabgasvolumenstrom 6 zumindest anteilsmäßig zuleitbar ist. Auf diese Weise kann die in dem Turbinenabgasvolumenstrom 6 enthaltene Wärmeenergie in dem Wärmetauscher 8 auf den Desorptionsvolumenstrom 4 übertragen werden, sodass sich die Temperatur des letzteren erhöht und dieser schließlich zur Desorption der oxidierbaren Bestandteile geeignet ist. Zur Regelung der Temperatur des Desorptionsvolumenstroms 4 vor dessen Zuleitung zu der Desorptionszone 34 des Adsorbens 2 wirkt die Desorptionsgasleitung 14 mit einer Temperaturmesseinheit 26 zusammen. Letztere ist dazu geeignet, die Temperatur des Desorptionsvolumenstroms 4 fortwährend zu erfassen. In Abhängigkeit der so erfassten Temperatur können zwei Ventile 27, die in die Turbinenabgasleitung 16 eingebracht sind, gestellt werden, wodurch der Anteil des Turbinenabgasvolumenstroms 6, der dem Wärmetauscher 8 zugeleitet wird, eingestellt werden kann. Derjenige Anteil des Turbinenabgasvolumenstroms 6, der nicht dem Wärmetauscher 8 zugeführt werden soll, wird mittels der Turbinenabgasleitung 16 um den Wärmetauscher 8 herum zu dem Wärmerückgewinnungssystem 7 geleitet.Therefore, the desorption volume flow becomes 4 in the example shown, a heat exchanger 8th fed. This heat exchanger 8th is also with the turbine exhaust line 16 connected, by means of which the heat exchanger 8th the turbine exhaust gas volume flow 6 at least proportionally be forwarded. In this way, in the turbine exhaust gas volume flow 6 contained heat energy in the heat exchanger 8 to the desorption volume flow 4 be transferred so that the temperature of the latter increases and this is finally suitable for the desorption of the oxidizable constituents. For controlling the temperature of the desorption volume flow 4 before it is fed to the desorption zone 34 of the adsorbent 2 acts the desorption gas line 14 with a temperature measuring unit 26 together. The latter is suitable for the temperature of the desorption volume flow 4 constantly to capture. Depending on the temperature thus detected, two valves 27 entering the turbine exhaust pipe 16 are introduced, whereby the proportion of turbine exhaust gas volumetric flow 6 of the heat exchanger 8th can be adjusted. The proportion of the turbine exhaust gas volume flow 6 that is not the heat exchanger 8th is to be supplied, by means of the turbine exhaust gas line 16 around the heat exchanger 8th around to the heat recovery system 7 directed.

Nach der Desorption der oxidierbaren Bestandteile von der Desorptionszone 34 wird der Desorptionsvolumenstrom 4 - angetrieben durch einen Ventilator 17 - der Gasturbine 5 zugeführt. Zur Behandlung des Desorptionsvolumenstroms 4 mittels der Gasturbine 5 wird ersterer zunächst mittels des Verdichters 19 verdichtet und sodann der Brennkammer 21 zugeführt. Zur Steigerung des Wirkungsgrades des Verdichters 19 ist es empfehlenswert - und in dem gezeigten Beispiel auch realisiert - die Temperatur des Desorptionsvolumenstroms 4 mittels einer Kühleinrichtung 18 abzukühlen. Idealerweise sollte die Temperatur des Desorptionsvolumenstroms vor Eintritt in den Verdichter 19 unterhalb von 15 °C liegen. In der Praxis kann es aus wirtschaftlichen Gründen hingegen sinnvoll sein, die Abkühlung nicht in dem für den Verdichter 19 optimalen Umfang vorzunehmen, da der Energieeinsatz zur Abkühlung größer Wäre als der Ertragsgewinn aufgrund des höheren Wirkungsgrades des Verdichters 19.After desorption of the oxidizable constituents from the desorption zone 34 becomes the desorption volume flow 4 - powered by a fan 17 - the gas turbine 5 fed. For the treatment of the desorption volume flow 4 by means of the gas turbine 5 The first one is first by means of the compressor 19 compressed and then the combustion chamber 21 fed. To increase the efficiency of the compressor 19 It is recommended - and realized in the example shown - the temperature of the desorption volume flow 4 by means of a cooling device 18 cool. Ideally, the temperature of the desorption volumetric flow should be before entering the compressor 19 below 15 ° C. In practice, it may be useful for economic reasons, the cooling is not in the for the compressor 19 optimal extent, since the energy use for cooling would be greater than the yield gain due to the higher efficiency of the compressor 19 ,

Wie vorstehend bereits erläutert ist, sollte ferner die Temperatur des Desorptionsvolumenstroms 4 vor dessen Zuleitung in die Brennkammer 21 erhöht werden, was in dem gezeigten Beispiel mittels des Wärmetauschers 20 erreicht wird. Infolge der Oxidation der oxidierbaren Bestandteile des Desorptionsvolumenstroms 4 in der Brennkammer 21 findet eine Volumenausdehnung des Desorptionsvolumenstroms 4 statt. Der behandelte Desorptionsvolumenstrom 4 befindet sich mithin letztlich in einem erheblich komprimierten Zustand, der in der Turbine 23 entspannt wird. Hierdurch werden letztlich die Turbine 23 und mit dieser zusammen über die Welle 24 auch der Verdichter 19 sowie der Generator 25 angetrieben. Der von oxidierbaren Bestandteilen zumindest weitgehend befreite und entspannte Desorptionsvolumenstrom 4 bildet fortan den Turbinenabgasvolumenstrom 6. Dieser verlässt schließlich die Gasturbine 5 mittels der Turbinenabgasleitung 16.As already explained above, the temperature of the desorption volumetric flow should also be 4 before it is fed into the combustion chamber 21 be increased, which in the example shown by means of the heat exchanger 20 is reached. Due to the oxidation of the oxidizable components of the Desorptionsvolumenstroms 4 in the combustion chamber 21 finds a volume expansion of the desorption volume flow 4 instead of. The treated desorption volume flow 4 Consequently, it is ultimately in a considerably compressed state in the turbine 23 is relaxed. This will ultimately be the turbine 23 and with this together about the wave 24 also the compressor 19 as well as the generator 25 driven. The at least largely freed from oxidizable constituents and relaxed Desorptionsvolumenstrom 4 henceforth forms the Turbine exhaust gas flow 6 , This finally leaves the gas turbine 5 by means of the turbine exhaust gas line 16 ,

Etwaige oxidierbaren Bestandteile, die aufgrund einer unvollständigen Verbrennung derselben in der Brennkammer 21 weiterhin in dem Turbinenabgasvolumenstrom 6 vorhanden sind, werden erfindungsgemäß im Zuge eines weiteren Umlaufs in der Vorrichtung 10 behandelt, indem der Turbinenabgasvolumenstrom 6 mittels der Rezirkulationsleitung 12 rezirkuliert und hierdurch abermals auf die Adsorptionszone 33 des Adsorbens 2 geleitet wird.Any oxidizable components due to incomplete combustion thereof in the combustion chamber 21 continue in the turbine exhaust gas volume flow 6 are present, according to the invention in the course of another circulation in the device 10 treated by the turbine exhaust gas volumetric flow 6 by means of the recirculation line 12 recirculated and thereby again on the adsorption zone 33 of the adsorbent 2 is directed.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, das in 2 dargestellt ist, ist in wesentlichen Teilen identisch zu derjenigen Vorrichtung 10 gemäß 1 ausgeführt. Der einzige Unterschied besteht darin, dass anstelle des Wärmetauschers 8 zur Übertragung von Wärmeenergie von dem Turbinenabgasvolumenstrom 6 auf den Desorptionsvolumenstrom 4 in dem weiteren Ausführungsbeispiel eine Mischeinrichtung 9 zum Einsatz gelangt. Diese ist dazu geeignet, zumindest einen Anteil des Turbinenabgasvolumenstroms 6 mit den Desorptionsvolumenstrom 4 zu vermischen, wodurch im Ergebnis die Temperatur des Desorptionsvolumenstroms 4 gesteigert wird. Besagter Anteil des Turbinenabgasvolumenstroms 6 wird der Mischeinrichtung 9 mittels einer Bypassleitung 15 zugeführt, die an die Turbinenabgasleitung 16 angeschlossen ist. Vergleichbar zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 kommt ein Temperaturmessmittel 26 zum Einsatz, dessen erfasste Temperaturinformation auf die Stellung von zwei Ventilen 27 Einfluss nimmt. In Abhängigkeit der Stellungen der Ventile 27 wird ein kleinerer oder größerer Anteil des Turbinenabgasvolumenstroms 6 der Mischeinrichtung 9 zugeleitet. Das Verhältnis wird dabei idealerweise so gewählt, dass die Temperatur des Desorptionsvolumenstroms 4 unmittelbar vor seiner Zuleitung zu dem Adsorbens 2 im Bereich von ca. 200 °C liegt.Another embodiment of the device according to the invention 10 , this in 2 is substantially identical to that device 10 according to 1 executed. The only difference is that instead of the heat exchanger 8th for transferring heat energy from the turbine exhaust gas volume flow 6 on the desorption volume flow 4 in the further embodiment, a mixing device 9 used. This is suitable for at least a portion of the turbine exhaust gas volume flow 6 with the desorption volume flow 4 to mix, resulting in the temperature of the Desorptionsvolumenstroms 4 is increased. Said share of the turbine exhaust gas volume flow 6 becomes the mixing device 9 by means of a bypass line 15 fed to the turbine exhaust line 16 connected. Comparable to the embodiment according to 1 comes a temperature measuring device 26 used, whose detected temperature information on the position of two valves 27 Influence. Depending on the positions of the valves 27 becomes a smaller or larger proportion of the turbine exhaust gas volume flow 6 the mixing device 9 fed. The ratio is ideally chosen so that the temperature of the Desorptionsvolumenstroms 4 immediately before its supply to the adsorbent 2 in the range of about 200 ° C.

Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ergibt sich schließlich aus dem Ausführungsbeispiel gemäß 3. Bei dieser Ausgestaltung wird ein Anteil des Turbinenabgasvolumenstroms 6 unmittelbar als Desorptionsvolumenstrom 4 verwendet. Besagter Anteil wird mittels einer Bypassleitung 15, die gleichzeitig gewissermaßen die Desorptionsgasleitung 14 bildet, aus der Turbinenabgasleitung 16 entnommen. Hierdurch wird letztlich der Desorptionsvolumenstrom 4 vollständig von dem aus der Turbinenabgasleitung 16 entnommenen Anteil des Turbinenabgasvolumenstroms 6 gebildet. Es versteht sich, dass entsprechend die Temperatur des Desorptionsvolumenstroms 4 automatisch der Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms 6 entspricht.Another variant of the device according to the invention 10 finally results from the embodiment according to 3 , In this embodiment, a proportion of the turbine exhaust gas volume flow 6 directly as a desorption volume flow 4 used. Said share is by means of a bypass line 15 , which at the same time to a certain extent the Desorptionsgasleitung 14 forms, from the turbine exhaust line 16 taken. As a result, ultimately the desorption volume flow 4 completely from the turbine exhaust gas line 16 removed proportion of the turbine exhaust gas volume flow 6 educated. It is understood that, correspondingly, the temperature of the desorption volumetric flow 4 automatically the temperature of the turbine exhaust gas flow 6 equivalent.

Um einen Einfluss auf diese Temperatur nehmen zu können, wirkt die Turbinenabgasleitung 16 in dem gezeigten Beispiel mit einer Frischluftzufuhr 30 zusammen. Mittels dieser ist es möglich, den Turbinenabgasvolumenstrom 6 Frischluft zuzuführen und auf diese Weise die Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms 6 zu reduzieren. Vergleichbar zu den übrigen Ausführungsbeispielen ist für eine kontrollierte Beeinflussung der Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms 6 und mithin des Desorptionsvolumenstroms 4 ein Temperaturmessmittel 26 vorgesehen, das die Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms 6 fortwährend überwacht. In Abhängigkeit der erfassten Temperatur des Turbinenabgasvolumenstroms 6 wird ein Ventil 31 gestellt, das die Zufuhr von Frischluft zu dem Turbinenabgasvolumenstrom 6 regelt.In order to be able to influence this temperature, the turbine exhaust gas line works 16 in the example shown with a fresh air supply 30 together. By means of this it is possible to control the turbine exhaust gas volume flow 6 Supply fresh air and in this way the temperature of the turbine exhaust gas volumetric flow 6 to reduce. Comparable to the other embodiments is for a controlled influencing the temperature of the turbine exhaust gas volume flow 6 and hence the desorption volume flow 4 a temperature measuring means 26 provided that the temperature of the turbine exhaust gas volume flow 6 constantly monitored. Depending on the detected temperature of the turbine exhaust gas volume flow 6 becomes a valve 31 This is the supply of fresh air to the turbine exhaust gas volumetric flow 6 regulates.

Die vorstehend im Zusammenhang mit den diskutierten Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können unabhängig voneinander vorteilhaft wirken und sind nicht zwingend auf die hier beschriebenen Merkmalskombinationen angewiesen. Folglich sind auch andere Kombinationen der einzelnen Merkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele untereinander denkbar.The features described above in connection with the embodiments discussed may operate independently of each other advantageously and are not necessarily reliant on the feature combinations described herein. Consequently, other combinations of the individual features of the embodiments described above are conceivable with each other.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
RohgasvolumenstromRohgasvolumenstrom
22
Adsorbensadsorbent
33
ReingasvolumenstromClean gas flow
44
DesorptionsvolumenstromDesorptionsvolumenstrom
55
Gasturbinegas turbine
66
TurbinenabgasvolumenstromTurbine exhaust gas flow
77
Wärmerückgewinnungssystemheat recovery system
88th
Wärmetauscherheat exchangers
99
Mischeinrichtungmixing device
1010
Vorrichtungcontraption
1111
Rohgasleitungraw gas
1212
Rezirkulationsleitungrecirculation
1313
ReingasleitungClean gas line
1414
DesorptionsgasleitungDesorptionsgasleitung
1515
Bypassleitungbypass line
1616
TurbinenabgasleitungTurbine exhaust line
1717
Ventilatorfan
1818
Kühleinrichtungcooling device
1919
Verdichtercompressor
2020
Wärmetauscherheat exchangers
2121
Brennkammercombustion chamber
22 22
Brennstoffzufuhrfuel supply
2323
Turbineturbine
2424
Wellewave
2525
Generatorgenerator
2626
TemperaturmesseinheitTemperature measurement unit
2727
VentilValve
2828
Schornsteinchimney
2929
Ventilatorfan
3030
FrischluftzufuhrFresh air
3131
VentilValve
3232
Rotationsachseaxis of rotation
3333
Adsorptionszoneadsorption
3434
Desorptionszonedesorption

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2012115833 A [0010]JP 2012115833A [0010]
  • WO 2016/038012 A1 [0011]WO 2016/038012 A1 [0011]

Claims (15)

Verfahren zur Reinigung eines mit oxidierbaren Bestandteilen belasteten Rohgasvolumenstroms (1), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Der Rohgasvolumenstrom (1) wird entlang einer Oberfläche eines Adsorbens (2) geleitet, wobei sich oxidierbare Bestandteile des Rohgasvolumenstroms (1) an dem Adsorbens (2) anlagern und dadurch der Rohgasvolumenstrom (1) in einen Reingasvolumenstrom (3) umgewandelt wird. b) Der Reingasvolumenstrom (3) wird in die Umwelt entlassen. c) An dem Adsorbens (2) angelagerte oxidierbare Bestandteile werden mittels eines dem Adsorbens (2) zugeleiteten Desorptionsvolumenstroms (4) von dem Adsorbens (2) desorbiert, wodurch der Desorptionsvolumenstrom (4) mit oxidierbaren Bestandteilen beladen wird. d) Der beladene Desorptionsvolumenstrom (4) wird ausgehend von dem Adsorbens (2) einer Gasturbine (5) zugeleitet, mittels derer die in dem Desorptionsvolumenstrom (4) enthaltenen oxidierbaren Bestandteile zumindest teilweise oxidiert werden, wodurch der Desorptionsvolumenstrom (4) in einen Turbinenabgasvolumenstrom (6) umgewandelt wird, gekennzeichnet durch den folgenden Verfahrensschritt: e) Der Turbinenabgasvolumenstrom (6) wird zumindest teilweise sowie zumindest mittelbar auf eine Adsorptionszone des Adsorbens (2) geleitet.A process for purifying a raw gas volume flow (1) loaded with oxidisable constituents, comprising the following process steps: a) The raw gas volumetric flow (1) is conducted along a surface of an adsorbent (2), oxidizable constituents of the crude gas volumetric flow (1) on the adsorbent (2 ) and thereby the crude gas volume flow (1) is converted into a clean gas volume flow (3). b) The clean gas volume flow (3) is released into the environment. c) Oxidizable components attached to the adsorbent (2) are desorbed from the adsorbent (2) by means of a desorption volumetric flow (4) fed to the adsorbent (2), whereby the desorption volumetric flow (4) is charged with oxidisable constituents. d) The loaded desorption volume flow (4) is fed from the adsorbent (2) to a gas turbine (5), by means of which the oxidizable constituents contained in the desorption volume flow (4) are at least partially oxidized, whereby the desorption volume flow (4) into a turbine exhaust gas flow volume (4). 6), characterized by the following method step: e) The turbine exhaust gas volume flow (6) is conducted at least partially and at least indirectly to an adsorption zone of the adsorbent (2). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbinenabgasvolumenstrom (6) dem Rohgasvolumenstrom (1) zugeleitet wird, sodass sich der Rohgasvolumenstrom (1) und der Turbinenabgasvolumenstrom (6) miteinander vermischen.Method according to Claim 1 , characterized in that the turbine exhaust gas volume flow (6) is supplied to the raw gas volume flow (1), so that the crude gas volume flow (1) and the turbine exhaust gas volume flow (6) mix with each other. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbinenabgasvolumenstrom (6) vor seiner Zuleitung zu der Adsorptionszone des Adsorbens (2) gekühlt wird, insbesondere mittels eines Wärmerückgewinnungssystems (7).Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the turbine exhaust gas volume flow (6) is cooled before its supply to the adsorption zone of the adsorbent (2), in particular by means of a heat recovery system (7). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbinenabgasvolumenstrom (6) zumindest teilweise dazu verwendet wird, den Desorptionsvolumenstrom (4) zu erwärmen.Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the turbine exhaust gas volume flow (6) is at least partially used to heat the desorption volume flow (4). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) und der Desorptionsvolumenstrom (4) einem Wärmetauscher (8) zugeleitet werden, mittels dessen Wärmeenergie des Turbinenabgasvolumenstroms (6) auf den Desorptionsvolumenstrom (4) übertragen wird, wobei der Desorptionsvolumenstrom (4) erwärmt und der Turbinenabgasvolumenstrom (6) abgekühlt werden.Method according to Claim 4 , characterized in that at least a part of the turbine exhaust gas volume flow (6) and the desorption volume flow (4) are fed to a heat exchanger (8), by means of which heat energy of the turbine exhaust gas volume flow (6) is transferred to the desorption volume flow (4), wherein the desorption volume flow (4) heated and the turbine exhaust gas flow (6) are cooled. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) dem Desorptionsvolumenstrom (4) zugeleitet wird, sodass sich der Turbinenabgasvolumenstrom (6) und der Desorptionsvolumenstrom (4) miteinander vermischen, wodurch eine Temperatur des Desorptionsvolumenstroms (4) gesteigert wird.Method according to Claim 4 , characterized in that at least a part of the turbine exhaust gas volume flow (6) is fed to the desorption volume flow (4), so that the turbine exhaust volume flow (6) and the Desorptionsvolumenstrom (4) mix with each other, whereby a temperature of the Desorptionsvolumenstroms (4) is increased. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) unmittelbar als Desorptionsvolumenstrom (4) verwendet und einer Desorptionszone des Adsorbens (2) zugeleitet wird.Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that at least a part of the turbine exhaust gas volume flow (6) is used directly as Desorptionsvolumenstrom (4) and a desorption zone of the adsorbent (2) is fed. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der zur Verwendung als Desorptionsvolumenstrom (4) vorgesehene Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) abgekühlt wird, bevor er der Desorptionszone des Adsorbens (2) zugeleitet wird, wobei der Turbinenabgasvolumenstrom (6) vorzugsweise mit Frischluft vermischt wird.Method according to Claim 7 , characterized in that at least the part of the turbine exhaust gas volumetric flow (6) intended for use as a desorption volumetric flow (4) is cooled before it is fed to the desorption zone of the adsorbent (2), the turbine exhaust gas volumetric flow (6) preferably being mixed with fresh air. Vorrichtung (10) zur Behandlung eines mit oxidierbaren Bestandteilen beladenen Rohgasvolumenstroms (1), umfassend: - eine Rohgasleitung (11), - eine Reingasleitung (13), - ein Adsorbens (2), - eine Desorptionsgasleitung (14), - eine Gasturbine (5) und - eine Turbinenabgasleitung (16), wobei mittels der Rohgasleitung (11) einer Adsorptionszone des Adsorbens (2) der Rohgasvolumenstrom (1) zuleitbar ist, wobei oxidierbare Bestanteile des Rohgasvolumenstroms (1) an dem Adsorbens (2) anlagerbar sind, sodass der Rohgasvolumenstrom (1) in einen Reingasvolumenstrom (3) umwandelbar ist, wobei mittels der Desorptionsgasleitung (14) einer Desorptionszone des Adsorbens (2) ein Desorptionsvolumenstrom (4) zuleitbar ist, mittels dessen an dem Adsorbens (2) angelagerte oxidierbare Bestandteile von dem Adsorbens (2) desorbierbar sind, wobei der Desorptionsvolumenstrom (4) mittels der Desorptionsgasleitung (14) ausgehend von dem Adsorbens (2) der Gasturbine (5) zuleitbar ist, sodass in dem Desorptionsvolumenstrom (4) enthaltene oxidierbare Bestandteile mittels der Gasturbine (5) zumindest teilweise oxidierbar sind, wodurch der Desorptionsvolumenstrom (4) in einen Turbinenabgasvolumenstrom (6) umwandelbar ist, wobei der Turbinenabgasvolumenstrom (6) mittels der Turbinenabgasleitung (16) ausgehend von der Gasturbine (5) ableitbar ist, wobei mittels der Reingasleitung (13) der Reingasvolumenstrom (3) ausgehend von dem Adsorbens (2) ableitbar ist, gekennzeichnet durch mindestens eine Rezirkulationsleitung (12), mittels derer zumindest ein Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) zumindest mittelbar auf die Adsorptionszone des Adsorbens (2) leitbar ist.Device (10) for treating a crude gas volume flow (1) loaded with oxidizable constituents, comprising: - a crude gas line (11), - a clean gas line (13), - an adsorbent (2), - a desorption gas line (14), - a gas turbine ( 5) and - a turbine exhaust gas line (16), by means of the crude gas line (11) an adsorption of the adsorbent (2) the Rohgasvolumenstrom (1) can be fed, whereby oxidizable Bestanteile the Rohgasvolumenstroms (1) are attachable to the adsorbent (2), so the crude gas volume flow (1) can be converted into a clean gas volume flow (3), wherein a desorption volume flow (4) can be supplied by means of the desorption gas line (14) to a desorption zone of the adsorbent (2), by means of which oxidizable constituents of the adsorbent attached to the adsorbent (2) (2) are desorbable, wherein the desorption volume flow (4) by means of the Desorptionsgasleitung (14) starting from the adsorbent (2) of the gas turbine (5) can be fed, so that in the Desorptionsv By means of the gas turbine (5), the desorbable volume flow (4) can be converted into a turbine exhaust gas volumetric flow (6), the turbine exhaust gas volumetric flow (6) starting from the gas turbine (16) by means of the turbine exhaust gas line (16). 5) can be derived, wherein by means of the clean gas line (13) of the clean gas volume flow (3), starting from the adsorbent (2) can be derived, characterized by at least one recirculation line (12), by means of which at least part of the turbine exhaust gas volume flow (6) can be conducted at least indirectly to the adsorption zone of the adsorbent (2). Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rezirkulationsleitung (12) derart an die Rohgasleitung (11) angeschlossen ist, dass der Turbinenabgasvolumenstrom (6) und der Rohgasvolumenstrom (1) vor deren Zuleitung zu der Adsorptionszone des Adsorbens (2) miteinander vermischbar sind.Device (10) according to Claim 9 , characterized in that the recirculation line (12) is connected to the crude gas line (11) such that the turbine exhaust gas volume flow (6) and the Rohgasvolumenstrom (1) before their supply to the adsorption of the adsorbent (2) are intermixable. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch mindestens eine Temperaturbehandlungseinrichtung, mittels derer zumindest ein zu rezirkulierender Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) vor seiner Zuleitung zu der Adsorptionszone des Adsorbens (2) abkühlbar ist, wobei die Temperaturbehandlungseinrichtung vorzugsweise von einem Wärmerückgewinnungssystem (7) gebildet ist.Device (10) according to Claim 9 or 10 , characterized by at least one temperature treatment device, by means of which at least one part of the turbine exhaust gas volume stream (6) to be recirculated can be cooled before it is fed to the adsorption zone of the adsorbent (2), wherein the temperature treatment device is preferably formed by a heat recovery system (7). Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch mindestens eine Bypassleitung (15), mittels derer zumindest ein Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) aus der Turbinenabgasleitung (16) abzweigbar ist.Device (10) according to one of Claims 9 to 11 , characterized by at least one bypass line (15), by means of which at least a part of the turbine exhaust gas volume flow (6) from the turbine exhaust gas line (16) can be branched off. Vorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung (15) strömungstechnisch mit einem Wärmetauscher (8) verbunden ist, sodass der abgezweigte Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) ausgehend von der Turbinenabgasleitung (16) dem Wärmetauscher (8) zuleitbar ist, wobei ferner die Desorptionsgasleitung (14) strömungstechnisch mit dem Wärmetauscher (8) verbunden ist, sodass der Desorptionsvolumenstrom (4) dem Wärmetauscher (8) zuleitbar ist, wobei mittels des Wärmetauschers (8) Wärmeenergie ausgehend von dem abgezweigten Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) auf den Desorptionsvolumenstrom (4) übertragbar ist.Device (10) according to Claim 12 , characterized in that the bypass line (15) is fluidly connected to a heat exchanger (8), so that the branched off part of the turbine exhaust gas volume flow (6) from the turbine exhaust gas line (16) the heat exchanger (8) can be fed, wherein further the desorption gas line (14 ) is fluidically connected to the heat exchanger (8), so that the desorption volume flow (4) the heat exchanger (8) zuleitbar, wherein by means of the heat exchanger (8) heat energy from the diverted portion of the turbine exhaust gas volume flow (6) on the Desorptionsvolumenstrom (4) transferable is. Vorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung (15) strömungstechnisch mit einer Mischeinrichtung (9) verbunden ist, sodass der abgezweigte Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) ausgehend von der Turbinenabgasleitung (16) der Mischeinrichtung (9) zuleitbar ist, wobei ferner die Desorptionsgasleitung (14) strömungstechnisch mit der Mischeinrichtung (9) verbunden ist, sodass der Desorptionsvolumenstrom (4) der Mischeinrichtung (9) zuleitbar ist, wobei mittels der Mischeinrichtung (9) der abgezweigte Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) mit dem Desorptionsvolumenstrom (4) vermischbar ist.Device (10) according to Claim 12 , characterized in that the bypass line (15) is fluidically connected to a mixing device (9), so that the branched off part of the turbine exhaust gas volume flow (6) from the turbine exhaust gas line (16) of the mixing device (9) can be fed, wherein further the desorption gas line (14 ) is fluidically connected to the mixing device (9), so that the desorption volume flow (4) of the mixing device (9) is zuleitbar, wherein by means of the mixing device (9) of the branched off part of the turbine exhaust gas volume flow (6) with the desorption volume flow (4) is miscible. Vorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung (15) die Desorptionsgasleitung (14) bildet, sodass der abgezweigte Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) unmittelbar auf die Desorptionszone des Adsorbens (2) leitbar ist, wobei vorzugsweise der abgezweigte Teil des Turbinenabgasvolumenstroms (6) zumindest mittelbar mit einem Frischluftvolumenstrom mischbar ist, sodass eine Temperatur des abgezweigten Teils Turbinenabgasvolumenstroms (6) reduzierbar ist.Device (10) according to Claim 12 , characterized in that the bypass line (15) forms the Desorptionsgasleitung (14), so that the branched off part of the turbine exhaust gas flow (6) directly to the desorption zone of the adsorbent (2) can be conducted, wherein preferably the diverted part of the turbine exhaust gas volume flow (6) at least indirectly is miscible with a fresh air volume flow, so that a temperature of the branched part turbine exhaust gas volume flow (6) can be reduced.
DE102017103182.0A 2017-02-16 2017-02-16 Apparatus for treating a crude gas volume flow laden with oxidizable constituents Ceased DE102017103182A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017103182.0A DE102017103182A1 (en) 2017-02-16 2017-02-16 Apparatus for treating a crude gas volume flow laden with oxidizable constituents
CN201810153929.6A CN108434929A (en) 2017-02-16 2018-02-22 Equipment for handling the unstrpped gas volume flow for carrying oxidable ingredient

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017103182.0A DE102017103182A1 (en) 2017-02-16 2017-02-16 Apparatus for treating a crude gas volume flow laden with oxidizable constituents

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017103182A1 true DE102017103182A1 (en) 2018-08-16

Family

ID=61198767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017103182.0A Ceased DE102017103182A1 (en) 2017-02-16 2017-02-16 Apparatus for treating a crude gas volume flow laden with oxidizable constituents

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN108434929A (en)
DE (1) DE102017103182A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114699879A (en) * 2022-03-28 2022-07-05 昆山工统环保科技有限公司 Activated carbon adsorption device for catalytic combustion gas adsorption

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005048298B3 (en) 2005-10-08 2007-04-26 Johannes Dipl.-Ing. Schedler Rotary bed adsorber for purification of air contaminated with low concentration of organics, uses partial recycle of spent regeneration gases to increase concentration of impurity in final combusted foul gas stream
JP2007177779A (en) 2005-12-26 2007-07-12 Nippon Dengi Kk Treatment method for volatile organic compound (voc gas)
DE102014107030A1 (en) 2014-05-19 2015-11-19 Caverion Deutschland GmbH Process for the purification of a raw material gas stream containing oxidizable constituents and associated apparatus
WO2016038012A1 (en) 2014-09-12 2016-03-17 Dürr Systems GmbH Method and regenerative separating apparatus for separating contaminants from process exhaust air

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE502607C2 (en) * 1993-07-06 1995-11-20 Flaekt Ab Process for the purification of humid gas flow containing impurities such as volatile solvents
JP3948486B1 (en) * 2006-07-10 2007-07-25 石川島播磨重工業株式会社 Method for treating volatile organic compound, adsorption / desorption device, and system for treating volatile organic compound
CN202478779U (en) * 2012-02-28 2012-10-10 苏州乔尼设备工程有限公司 System device for treating organic waste gas by adsorption-catalytic combustion
CN102941000A (en) * 2012-11-12 2013-02-27 天津市联合环保工程设计有限公司 Organic waste gas multifunctional integral processing device
CN104994933B (en) * 2013-02-19 2017-03-15 西门子公司 For processing gas stream, it is particularly useful for the apparatus and method for processing natural gas flow
JP6281392B2 (en) * 2014-04-14 2018-02-21 東洋紡株式会社 Organic solvent-containing gas treatment system
CN204485594U (en) * 2015-03-18 2015-07-22 北京鞍信天硕工程技术有限公司 Based on color-coating line exhaust-gas treatment and the heat recovery system of concentration runner and RTO

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005048298B3 (en) 2005-10-08 2007-04-26 Johannes Dipl.-Ing. Schedler Rotary bed adsorber for purification of air contaminated with low concentration of organics, uses partial recycle of spent regeneration gases to increase concentration of impurity in final combusted foul gas stream
JP2007177779A (en) 2005-12-26 2007-07-12 Nippon Dengi Kk Treatment method for volatile organic compound (voc gas)
DE102014107030A1 (en) 2014-05-19 2015-11-19 Caverion Deutschland GmbH Process for the purification of a raw material gas stream containing oxidizable constituents and associated apparatus
WO2016038012A1 (en) 2014-09-12 2016-03-17 Dürr Systems GmbH Method and regenerative separating apparatus for separating contaminants from process exhaust air

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114699879A (en) * 2022-03-28 2022-07-05 昆山工统环保科技有限公司 Activated carbon adsorption device for catalytic combustion gas adsorption
CN114699879B (en) * 2022-03-28 2023-01-31 昆山工统环保科技有限公司 Activated carbon adsorption device for catalytic combustion gas adsorption

Also Published As

Publication number Publication date
CN108434929A (en) 2018-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2382028B1 (en) Method for separating carbon dioxide from an exhaust gas of a fossil fired power plant
DE60116756T2 (en) METHOD FOR OPERATING A COMBUSTION PLANT AND A COMBUSTION PLANT
DE60006305T2 (en) Gas Turbine System
EP2067941A2 (en) Combined cycle power plant with exhaust gas recycling and CO2 separation, and also method for operating such a combined cycle power plant
DE102014218344B4 (en) Process and system for separating contaminants from process exhaust air
DE2041458A1 (en) Process for the recovery of organic fumes from air currents
EP2531776A1 (en) Method and device for dehumidifying interior air in offshore applications
DE102011004240A1 (en) Apparatus for regenerating a carbon dioxide absorption solution
DE102017103182A1 (en) Apparatus for treating a crude gas volume flow laden with oxidizable constituents
WO2020025247A1 (en) Regenerative co2 adsorber for a submarine comprising a heating and cooling device
DE102020113447B3 (en) Carbon dioxide-ambient air direct collection device and carbon dioxide-ambient air direct collection method
EP2946828B1 (en) Method for the purification of a flow of input gas containing oxidisable components and associated device
DE2616999C3 (en) Adsorption device
DE3731882C1 (en) Process and plant for exhaust air purification
DE102017103204A1 (en) Apparatus for treating a crude gas volume flow laden with oxidizable constituents
DE3603985C2 (en)
DE102010022805A1 (en) Method and apparatus for removing volatile organic compounds from indoor air of closed habitats
WO2010139724A1 (en) Gas turbine having a molten carbonate fuel cell
DE10030753B4 (en) Process and device for the desorption of adsorbers
WO2016146637A1 (en) Method for exhaust gas aftertreatment, and an exhaust gas aftertreatment system
DE2849691C2 (en)
DE10359959B4 (en) Dehumidification of biogas
WO2014037128A1 (en) Gas turbine plant with an afterburner device for separating co2
DE69931090T2 (en) Equipment for regulating the ambient air
DE102016116649A1 (en) Process and device for the treatment of ash, in particular rust or boiler ash from thermal recycling

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: PATENT- & RECHTSANWAELTE BAUER WAGNER PRIESMEY, DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final