Verfahren zum Nachrüsten eines Gasturbinenkraftwerks Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachrüsten eines bereits bestehenden Gasturbinenkraftwerks, welches mit einer C0 ₂ -Abtrennvorrichtung ausgestattet werden soll.

Die Abtrennung von C0 ₂ -Gas aus einem Abgasstrom einer

Verbrennungsanlage erlaubt einen verminderten Ausstoß von C0 ₂ in die Atmosphäre. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund einer staatlich und zwischenstaatlich reglementierten Verminderungen von ausgestoßenem C02 ein wirtschaftlicher Kostenfaktor, der zunehmen in den geschäftlichen Zukunftsplanungen vieler Unternehmen Berücksichtigung erfahren wird.

Zur selben Zeit ermöglicht ein solches C0 ₂ -Abtrennverfahren auch die gezielte Ansammlung von C0 ₂ -Gas, welches wiederum speziellen prozesstechnischen Verfahren als Ausgangsstoff zu- geführt werden kann. Demzufolge kann C0 ₂ auch als wertvoller Grundstoff betrachtet werden. Ein solches Verfahren zur technischen Verwendung von C0 ₂ stellt beispielsweise das „Enhan- ced Oil Recovery" (EOR) Verfahren dar, bei welchem C0 ₂ in unterirdische Gesteinsschichten von Öllagerstätten einpresst wird, damit es sich in dem in diesen Öllagerstätten vorkommenden Rohöl löst und gleichzeitig eine Viskositätserniedrigung des Rohöls herbeiführt. Aufgrund der Viskositätserniedrigung wird die Fließfähigkeit des Öls deutlich erhöht und kann damit leichter unter geringerem Fliesswiderstand aus den Gesteinsstrukturen entnommen werden. Gleichzeitig dient das in die unterirdischen Öllagerstätten verpresste C0 ₂ dazu, den Umgebungsdruck in den Öllagerstätten zu erhöhen, wodurch ein direktionales Fließverhalten des hinsichtlich seiner Viskosität veränderten Rohöls erreicht werden kann.

Das in die Öllagerstätten eingebrachte C0 ₂ Gas entstammt derzeitig noch mehrheitlich aus Raffinerieprozessen der Erdgas aufbereitenden Industrie. Über die letzten Jahre hat sich je- doch erwiesen, dass der aufwendige Transport an derart erzeugtem C0 ₂ von den Raffineriestätten hin zu den Öllagerstät- ten ein mitunter großes und teures Leitungsnetzwerk erfordert. Die Bereitstellung eines solchen Netzwerkes lässt je- doch wiederum die Kosten für das C0 ₂ und damit die Kosten für das mit Hilfe des C0 ₂ 's geförderten Rohöls stark ansteigen.

Insofern ist man bereits teilweise dazu übergegangen, die Erdgasaufbereitung in örtlicher Nähe zu den Öllagerstätten anzusiedeln. Da die Erdölförderung typischerweise auch Erdgas als Nebenprodukt liefert, kann das dort gewonnene Erdgas verhältnismäßig kostengünstig aufbereitet und folglich C02 verhältnismäßig kostengünstiger gewonnen werden. Weitere Bemühungen richten sich darauf, in den Regionen der Erdölförderung C0 ₂ aus den für die Erdölförderung betriebenen Verbrennungsanlagen zur Energiegewinnung abzutrennen. Die Verbrennungsanlagen sind aufgrund des starken Vorkommens an Erdgas in den Regionen der Erdölförderung meist als Gasturbi- nen ausgeführt. Hierzu wird die Verbrennungsanlage für den Betrieb mit einer geeigneten C0 ₂ -Abtrennvorrichtung ausgestattet, wobei das mittels der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung gewonnene C0 ₂ weiter aufbereitet werden kann. Ebenso kann das so gewonnene C0 ₂ unmittelbar in die Öllagerstätten zur verbesser- ten Ölgewinnung unter Druck eingepumpt werden. Die Ausstattung der Verbrennungsanlage mit einer C02 -Abtrennvorrichtung erfolgt hierbei typischerweise indem beide Komponenten in einer Gesamtanlage konzipiert und miteinander verschaltet werden, wobei beide Komponenten hinsichtlich ihres Betriebes auf die jeweils andere Komponente eingestellt werden.

Auch wenn die Verbrennungsanlage aufgrund der in ihr stattfindenden oxidativen Verbrennung C0 ₂ in verhältnismäßig großen Mengen erzeugen kann, ist seine Abtrennung in einer nach- geschalteten C0 ₂ -Abtrennvorrichtung nur mittels eines energieintensiven C0 ₂ -Abtrennverfahrens möglich. Dieser zusätzliche Verbrauch an Energie vermindert einerseits die Kostengünstigkeit des so gewonnenen C0 ₂ und zusätzlich auch die Ge- samteffizienz des Systems aus Verbrennungsanlage und C0 ₂ - Abtrennvorrichtung merkbar.

Folglich ist es wünschenswert, ein geeignetes Verfahren zum Nachrüsten eines bereits bestehenden Gasturbinenkraftwerks mit einer C0 ₂ -Abtrennvorrichtung vorzuschlagen, wobei das Nachrüstverfahren nicht die Leistungsabgabe, insbesondere die elektrische Leistungsabgabe der Gasturbine einschränken soll. Weiter ist es wünschenswert, ein bereits bestehendes Gastur- binenkraftwerk derart nachzurüsten, dass eine effiziente Abtrennung von C0 ₂ aus dem Rauchgas des Gasturbinenkraftwerks ermöglicht wird. Besonders bevorzugt soll eine Nachrüstung eines Gasturbinenkraftwerks ermöglicht werden, welche einen im Wesentlichen energieautarken Betrieb einer damit fluid- technisch verschalteten C0 ₂ -Abtrennvorrichtung erlaubt.

Diese der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden durch ein Verfahren zum Nachrüsten eines bereits bestehenden Gasturbinenkraftwerks gemäß Patentanspruch 1 gelöst .

Insbesondere wird die Erfindung durch ein Verfahren zum Nachrüsten eines bereits bestehenden Gasturbinenkraftwerks gelöst, wobei das Verfahren wenigstens folgende Schritte aufweist :

- fluidtechnisches Verbinden einer Gasturbine (5) mit einer Rauchgasleitung (2) geeignet zur Leitung von durch die Gasturbine (5) erzeugtem Rauchgas;

- Koppeln der Rauchgasleitung (2) mit einer Dampferzeu- gungseinheit (10) , die mit einem Wasser-Dampf-Kreislauf

(11) fluidtechnisch verschaltet ist, und über welchen Wasser-Dampf-Kreislauf (11) eine Stromerzeugungseinrichtung (12) betrieben werden kann;

- fluidtechnisches Verbinden einer C02 -Abtrennvorrichtung (20) mit der Rauchgasleitung (2) zur Abtrennung des C02 aus dem Rauchgas in der Rauchgasleitung (2) , sowie

- elektrisches Verbinden der Stromerzeugungseinrichtung

(12) mit der C02 -Abtrennvorrichtung (20), bevorzugt zum im Wesentlichen energieautarken Betrieb der C02- Abtrennvorrichtung (20) ;

Hier wie auch nachfolgend soll ein elektrisches Verbinden in seiner breitest möglichen Bedeutungsform verstanden werden. Insbesondere soll ein elektrisches Verbinden eine direkte, wie auch indirekte elektrische Verbindung umfassen.

Ebenso ist es ausführungsgemäß möglich, dass die Stromerzeu- gungseinrichtung mit weiteren elektrische Energie verbrauchenden Komponenten verbunden wird, damit diese in einer wirtschaftlichen Weise betrieben werden können. Solche Komponenten sind teilweise weiter unten beschrieben. Hier wie im Weiteren soll auch der Begriff des Gasturbinenkraftwerks in einer breiten Form verstanden werden. Insbesondere umfassen erfindungsgemäße Gasturbinenkraftwerke auch gasturbinenbasierte Verbrennungsanlagen, die in der ölför- dernden Industrie wie auch der chemischen Industrie zum Ein- satz kommen. Die erfindungsgemäßen Gasturbinenkraftwerke sind jedoch nicht in einer Combined-Cycle-Anordnung vorgesehen, sondern als Single-Cycle bzw. Simple-Cycle Kraftwerk ausgelegt . Weiter sind die erfindungsgemäßen Gasturbinenkraftwerke herkömmliche und noch nicht an spätere Erweiterungen angepasst, in der Art etwa dass sie mit einer C0 ₂ -Abtrennvorrichtung ohne weitere technische Veränderungen ausgestattet werden könnten. D.h. die erfindungsgemäßen Gasturbinenkraftwerke sind insbesondere keine capture-ready Kraftwerke.

Erfindungsgemäß erlaubt das Verfahren zum Nachrüsten eines bereits bestehenden Gasturbinenkraftwerks eine geeignete Ver- schaltung verschiedener funktioneller Komponenten des Kraft- werks derart, dass ein energieeffizienter Betrieb unter gleichzeitiger Abtrennung von C0 ₂ aus dem Rauchgas der Gasturbine erreicht werden kann. Hierzu wird die Gasturbine zunächst derart mit einer Rauchgasleitung versehen, dass das durch die Gasturbinen während der Verbrennung erzeugte Rauchgas geeignet abgeleitet werden kann. Durch die Kopplung der Rauchgasleitung mit einer Dampferzeugungseinheit , kann die Wärme, welche in dem Rauchgas enthalten ist, in geeigneter Weise auf einen Wasser-Dampf-Kreislauf überführt werden. Dieser Wasser-Dampf-Kreislauf ist zudem dazu ausgebildet, eine Stromerzeugungseinrichtung zu betreiben.

Nach erfolgtem Wärmeübertrag mittels der Dampferzeugungsein- heit soll das Rauchgas einer C0 ₂ -Abtrennvorrichtung zugeführt werden, weshalb ein fluidtechnisches Verbinden der Rauchgasleitung mit einer solchen C0 ₂ -Abtrennvorrichtung vorgenommen werden muss. Durch die elektrische Verschaltung der Stromerzeugungseinrichtung mit der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung können die elektrische Energie verbrauchenden Komponenten der C0 ₂ -

Abtrennvorrichtung besonders energieeffizient mit elektrischer Energie versorgt werden. Die elektrische Energie, welche durch Entnahme der Wärme mittels der Dampferzeugungseinheit aus dem Rauchgas stammt, erlaubt folglich den Betrieb der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung ohne auf die elektrische Energie zurückgreifen zu müssen, welche durch den Betrieb der Gasturbine in dem Kraftwerk erzeugt wurde.

Vor allem sieht das Verfahren zum Nachrüsten eines bereits bestehenden Gasturbinenkraftwerks die Bereitstellung einer weiteren Stromerzeugungsquelle, nämlich der Stromerzeugungs- einrichtung vor, die insbesondere lediglich zur Bereitstellung von elektrischer Energie für die Komponenten der C0 ₂ - Abtrennvorrichtung vorgesehen ist. Darüber hinaus ist es na- türlich auch möglich, die so erzeugte elektrische Energie auch noch weiteren elektrische Energie verbrauchenden Komponenten zur Verfügung zu stellen, die entweder mit der Rauchgasleitung bzw. den damit verschalteten Komponenten in geeigneter Wechselwirkung stehen.

Das Nachrüsten eines bereits bestehenden Gasturbinenkraftwerks erlaubt eine Erweiterung des Kraftwerks hinsichtlich seiner Funktionalität. So wird bei Betrieb des Gasturbi- nenkraftwerks nicht nur elektrische Energie erzeugt, sondern auch C0 ₂ gezielt angesammelt, welches etwa für die Ölgewin- nung bereitstehen kann. Hierzu ist das C0 ₂ aus der C0 ₂ - Abtrennvorrichtung ab- und den Öllagerstätten in geeigneter Form zuzuführen. Da in den Regionen der Ölförderung zur Bereitstellung von elektrischer Energie typischerweise auch Gasturbinenkraftwerke betrieben werden, kann C0 ₂ direkt vor Ort, d.h. in der Nähe zu den Öllagerstätten erzeugt werden. Folglich entfällt ein energieineffizienter und kostenaufwen- diger Transport von C0 ₂ über längere Strecken.

Zudem werden die Gasturbinenkraftwerke bei der Nachrüstung hinsichtlich ihrer elektrischen Leistungsfähigkeit nicht eingeschränkt, so dass diese weiterhin ohne Einschränkungen die elektrischen Energiemengen liefern können, für welche sie ursprünglich ausgelegt wurden. Die für die C0 ₂ -Abtrennung notwendige elektrische Energie kann vollständig oder aber wenigstens mehrheitlich durch die Stromerzeugungseinrichtung bereitgestellt werden.

Gemäß einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Nachrüsten ist vorgesehen, dass der Schritt des elektrischen Verbindens der Stromerzeugungseinrichtung mit der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung ein Verbinden mit wenigstens einer Pumpe der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung um- fasst, bzw. ist. Demgemäß erlaubt das Verfahren einen Betrieb der von der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung umfassten Pumpen mittels der durch die Stromerzeugungseinrichtung erzeugten elektrischen Energiemengen. Der Verbrauch von anderweitig erzeugter elektrischer Energie ist damit unnötig. Hierbei ist auch darauf hinzuweisen, dass in einer C0 ₂ -Abtrennvorrichtung typischerweise Pumpen die am meisten elektrische Energie verbrauchenden Komponenten sein können. Durch die Versorgung dieser Pumpen allein mit elektrischer Energie aus der Stromerzeu- gungseinrichtung kann die Gesamteffizienz des die C0 ₂ -

Abtrennvorrichtung umfassenden Gasturbinenkraftwerks deutlich gesteigert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die C0 ₂ -Abtrennvorrichtung wenigstens einen Absorberabschnitt und wenigstens einen Desorberabschnitt umfasst, die beide fluidtechnisch miteinander gekoppelt sind, wobei insbesondere der Schritt des fluidtech- nischen Verbindens einer C0 ₂ -Abtrennvorrichtung mit der

Rauchgasleitung ein fluidtechnisches Verbinden mit dem wenigstens einen Absorberabschnitt umfasst bzw. ist. Ausführungsgemäß umfasst die C0 ₂ -Abtrennvorrichtung also einen Ab- sorberabschnitt in welchem typischerweise durch ein Waschmittel das C0 ₂ aus dem Rauchgas der Gasturbine ausgewaschen wird. Zur Rückgewinnung des Waschmittels, bzw. zur Abtrennung des so entfernten C0 ₂ 's vom Waschmittel wird das Waschmittel in dem Desorberabschnitt thermisch behandelt. Die thermische Behandlung erfordert typischerweise Temperaturen von wenigstens 100° C oder darüber und erlaubt nach Desorption des C0 ₂ 's von dem Waschmittel eine gezielte Trennung beider Substanzen. Das gasförmige C0 ₂ kann in geeigneter Form abgeführt werden. Das Waschmittel steht wiederum zur weiteren C0 ₂ - Absorbtion in dem Absorberabschnitt bereit und wird diesem erneut zugeführt .

Eine detaillierte Darstellung der einzelnen Vorgänge in einer solchen C0 ₂ -Abtrennvorrichtung, die wenigstens einen Absor- berabschnitt sowie wenigstens einen Desorberabschnitt umfasst, kann aus der DE 102012202703.3 entnommen werden. Dieses Dokument soll zudem ausdrücklich durch Verweis mit in die vorliegende Anmeldung einbezogen werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird weiter ein Schritt des thermischen Koppeins des Wasser-Dampf-Kreislaufs mit der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung mit umfasst, insbesondere ein Schritt des thermischen Koppeins des Wasser-Dampf-Kreislaufs mit einem Desorberabschnitt der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung . Die thermische Kopplung erlaubt thermische Energie aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf zu entnehmen und der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung zu zuführen. Die C0 ₂ - Abtrennvorrichtung kann durch die Bereitstellung der zusätz- liehen thermischen Energie in besonders energieeffizienter Weise betrieben werden. Insbesondere wenn die C0 ₂ - Abtrennvorrichtung wenigstens einen Absorberabschnitt sowie wenigstens einen Desorberabschnitt umfasst, eignet sich eine thermische Abführung von thermischer Energie aus dem Wasser- Dampf-Kreislauf zum Betrieb des Desorberabschnitts . Da der Desorberabschnitt bei Betrieb mit thermischer Wärme versorgt werden muss, kann folglich die aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf entnommene thermische Energie in geeigneter Weise dem Desor- berabschnitt zur Verfügung gestellt werden. Gleichzeitig kann die thermische Kopplung des Wasser-Dampf-Kreislaufs mit der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung eine geeignete Wärmesenke in dem Wasser-Dampf-Kreislauf darstellen, die einen Betrieb der mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf verbundenen Dampferzeugungseinheit überhaupt erst ermöglicht.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein weiterer Schritt des fluidtechnischen Verbindens der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung mit einem C0 ₂ - Versorgungsnetzwerk umfasst sein, welcher insbesondere als ein Schritt des fluidtechnischen Verbindens eines Desorberabschnitts der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung mit einem C0 ₂ - Versorgungsnetzwerk ausgeführt ist. Das C0 ₂ - Versorgungsnetzwerk dient hierbei der Versorgung der ölför- dernden Industrie mit geeigneten Mengen an C0 ₂ . Durch eine direkte Einspeisung des C0 ₂ 's in das betreffende Versorgungsnetzwerk kann das C0 ₂ direkt und besonders kostengünstig der ölfordernden Industrie zur Verfügung gestellt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird weiter ein Kühlkreislauf mit dem Wasser- Dampf-Kreislauf fluidtechnisch verschaltet, dessen elektrische Energie verbrauchenden Komponenten mit der Stromerzeugungseinrichtung elektrisch verbunden werden, bzw. dessen thermische Energie der C02 -Abtrennvorrichtung zur Verfügung gestellt wird. Dieser Kühlkreislauf kann beispielsweise als thermische Kopplung des Wasser-Dampf-Kreislaufs mit der C0 ₂ - Abtrennvorrichtung, wie oben beschrieben, ausgeführt sein. Ebenso kann dieser Kühlkreislauf als ein externer Kühlkreislauf ausgeführt sein, der Kälteleistung zur Verfügung stellen kann. Insbesondere kann der Kühlkreislauf auch Kühltürme umfassen, die dafür geeignet sind, den Kühlkreislauf mit geeig- neter Kälteleistung zu versorgen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird weiter eine Kältemaschine der C02-

Abtrennvorrichtung fluidtechnisch nachgeschaltet, welche Käl- temaschine dazu ausgebildet ist, bei Betrieb Wasser aus dem aus der C02 -Abtrennvorrichtung austretenden Gasstrom auszu- kondensieren . Die Kältemaschine ermöglicht folglich bei Betrieb die Bereitstellung von flüssigem Wasser, welches aus der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung ausgetreten ist. Das in der Kälte- maschine auskondensierte Wasser stammt hierbei zum größten Teil aus dem Verbrennungsprozess in der Gasturbine, in welcher Brennstoff, bevorzugt Erdgas, zu C0 ₂ und Wasser verbrannt wird. Aufgrund der verhältnismäßig großen Mengen an Erdgas, die bei Betrieb der Gasturbine im Kraftwerk ver- braucht werden, kann Wasser in industriell brauchbaren Mengen erzeugt werden. Dieses steht nach Auskondensation in der Kältemaschine für weitere prozesstechnische bzw. kraftwerkstechnische Verfahren zur Verfügung. Ebenso ist es denkbar, dass das so auskondensierte Wasser der menschlichen Benutzung zu- geführt werden kann.

Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Wärmetauscher mit der Rauchgasleitung verschaltet, welche dazu ausgebildet ist, Wärme aus dem Rauchgas in der Rauchgasleitung auf den aus der

C0 ₂ -Abtrennvorrichtung austretenden Gasstrom zu übertragen. Damit kann einerseits dem der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung zugeführten Rauchgas Wärme entzogen werden, wodurch es auf eine für den Betrieb der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung geeignete Tempera- tur abgekühlt werden kann. Gleichzeitig kann dem aus der C0 ₂ - Abtrennvorrichtung austretenden Gasstrom Wärme zugeführt werden, so dass dieser Gasstrom etwa aus einem Kamin durch kon- vektive Luftzirkulation austreten kann. Hierbei beträgt das Temperaturniveau des der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung zugeführten Rauchgases typischerweise zwischen 30°C und 100°C, bevorzugt zwischen 30°C und 50°C, wobei dieses Temperaturniveau im Wesentlichen bei Durchtritt durch die C0 ₂ -Abtrennvorrichtung gleich bleibt. Nach thermischer Behandlung des aus der C0 ₂ - Abtrennvorrichtung austretenden Gasstroms in einer vorab beschriebenen Kältemaschine, kann das Temperaturniveau bis auf etwa 10 bis 25° C abgesenkt werden. Aufgrund dieses relativ geringen Temperaturniveaus im Vergleich zu der Umgebungstem- peratur, muss dem Gasstrom weitere Wärme zugeführt werden, damit er beispielsweise mittels eines Kamins Luftschichten der Umgebung konvektiv zugeführt werden kann, die über dem Bodenniveau liegen. Entsprechend einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Nachrüsten wird eine Kühlvorrichtung mit der Rauchgasleitung verschaltet, die insbesondere zwischen der Dampferzeugungseinheit und der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung vorgesehen ist, und die dazu ausgebildet ist, Wärme aus dem in der Rauchgasleitung befindlichen Rauchgas zu entnehmen und damit einen Kälteerzeugungsprozess energetisch zu versorgen. Die Kühlvorrichtung ist folglich geeignet, weitere Kühlleistung zur Verfügung zu stellen. Diese Kühlleistung kann durch mit dem Gasturbinenkraftwerk verschaltete Komponenten abgerufen werden, bzw. kann auch weiteren externen Komponenten zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere ist die Kühlvorrichtung als Adsorptionskältemaschine, als Absorptionskältemaschine und/oder als DampfStrahlkältemaschine ausgebildet. Je nach abgefragter Kühlleistung wird dem Rauchgas in der Rauchgas- leitung mehr oder minder thermische Energie entzogen.

Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Stromerzeugungseinrichtung eine mit einem Generator gekoppelte Gegendruckturbine. Da eine solche besonders energieeffizient zur elektrischen Stromerzeugung eingesetzt werden kann, wird eine solche besonders bevorzugt vorgesehen . Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Gasturbine hinsichtlich ihrer elektrischen Leistungsabgabe bei der Nachrüstung nicht verändert . Dieser Umstand ist mitunter wesentlich, für eine vorteilhafte Effi- zienz bei Betrieb des Systems aus Gasturbine und C0 ₂ - Abtrennvorrichtung .

Ebenso ist es möglich, dass gemäß einer weiteren Ausführungsform, die Betriebsparameter der Gasturbine nicht hinsichtlich der Nachrüstung, insbesondere hinsichtlich des Betriebs der Dampferzeugungseinheit und des Betriebs der C02- Abtrennvorrichtung angepasst werden. Folglich erfordert der Betrieb der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung relativ wenige bzw. keine Anpassungen des Prozesses bei Betrieb der Gasturbine. Die C0 ₂ -Gewinnung mittels der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung erfolgt damit im Wesentlichen unabhängig vom Betrieb der Gasturbine und zeitlich nachgeschaltet. Diese Ausführungsform ermöglicht folglich eine vereinfachte Kopplung zwischen Gasturbine und C0 ₂ -Abtrennvorrichtung .

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von weiteren Figuren erklärt werden. Hierbei zeigen die Figuren lediglich schematische Darstellungen, welche die konkrete Verwirklichung der Erfindung entsprechend einer Ausführungsform nicht einschrän- ken soll.

Weiter sind die Figuren lediglich beispielhaft zu verstehen und schränken somit wiederum nicht die Allgemeinheit, in welcher die vorliegende Erfindung beansprucht wird, ein.

Hierbei zeigen:

FIG 1 eine erste Ausführungsform des mittels dem erfinderischen Verfahren zum Nachrüsten eines bereits bestehenden Gasturbinenkraftwerks erzeugten Systems . FIG 2 ein Flussdiagramm zur Darstellung der Abfolge einzelner Schritte gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens . FIG 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Nachrüsten eines bereits bestehenden Gasturbinenkraftwerks 1 erzeugten Systems aus Gasturbine 5 und C0 ₂ -Abtrennvorrichtung . Hierzu wurde an eine Gasturbine 5 eine Rauchgasleitung 2 angeschlossen, die zur Ableitung des aus der Gasturbine 5 austretenden Rauchgases geeignet ist. Das Rauchgas wird mittels der Rauchgasleitung 2 an eine Dampferzeugungseinheit 10 geleitet, welche durch thermischen Kontakt dem Rauchgas thermische Energie entnimmt und diese auf einen Wasser-Dampf-Kreislauf 11 überträgt. Der Fluidfluss im Wasser-Dampf-Kreislauf 11 wird von einer Pumpe (vorliegend nicht mit Bezugszeichen versehen) unterhalten, und nach Durchlaufen der Dampferzeugungseinheit 10 einer Gegendruckturbine 13 zugeführt. Durch Entspannung in der Gegendruckturbine 13 sowie durch Abgabe von thermischer Energie zur Bereitstellung von mechanischer Energie in der Gegendruckturbine 13 wird ein mit der Gegendruckturbine 13 verbundener Generator 14 angetrieben. Die bei Betrieb des Generators 14 erzeugte elektrische Energie wird über eine geeignete elektrische Verbindung einer C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 zugeleitet. Der Wasser-Dampf-Kreislauf 11 weist überdies einen Kühlkreislauf 15 auf, der dazu ausgebildet ist, Wärme aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf 11 abzuführen und diese der C0 ₂ - Abtrennvorrichtung 20 zuzuleiten. Die C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 kann diese Wärme zur Erwärmung geeigneter Abschnitte, ins- besondere zur Erwärmung geeigneter Abschnitte in einem Desor- berabschnitt 25, nutzen. Gleichzeitig stellt der Kühlkreislauf 15 innerhalb des Wasser-Dampf-Kreislaufs 11 eine geeignete Wärmesenke dar. Nach Abgabe von thermischer Energie durch das Rauchgas an die Dampferzeugungseinheit 10, tritt das Rauchgas in der Rauchgasleitung 2 mit einer Kühlvorrichtung 60 in thermischen Kontakt und stellt dieser Wärmeleistung zur Erzeugung von Kälte- leistung zur Verfügung. Insbesondere ist die Kühlvorrichtung 60 als Adsorptions- bzw. Absorptionskältemaschine ausgeführt.

Strömungstechnisch nachfolgend wird weiterhin thermische Energie aus dem Rauchgas in der Rauchgasleitung 2 mittels eines Wärmetauschers 50 entnommen, wobei die so entnommene Wärme auf den aus der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 austretenden Gasstrom übertragen wird. Insbesondere wird die Wärme auf einen aus einer Kältemaschine 40 austretenden Gasstrom übertra- gen, welche der Kältemaschine 40 der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 fluidtechnisch nachgeschaltet ist.

Sollte das Rauchgas in der Rauchgasleitung durch die vorangehend beschriebenen thermischen Konditionierschritte noch nicht ausreichend für den Betrieb der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 abgekühlt worden sein, ist es auch möglich, weitere Komponenten vorzusehen, die mit der Rauchgasleitung 2 verschaltet sind und dem darin strömenden Rauchgas Wärme entziehen können .

Das so thermische konditionierte Rauchgas wird der C0 ₂ - Abtrennvorrichtung 20 zugeführt. Insbesondere wird das Rauchgas einem Absorberabschnitt 24 zugeführt, welcher mit einem Desorberabschnitt 25 fluidtechnisch verbunden ist. In dem Ab- sorberabschnitt 24 wird das einströmende Rauchgas mit einem Waschmittel geeignet behandelt, so dass das C0 ₂ aus dem

Rauchgas abgetrennt wird. Nach erfolgter Abtrennung wird die Verbindung aus Waschmittel und C0 ₂ dem Desorberabschnitt 25 mittels einer geeigneten Pumpe 21 zugeleitet, wobei der De- sorberabschnitt 25 die Verbindung von Waschmittel und C0 ₂ thermisch derart behandelt, dass beide Stoffe getrennt werden. Dies erfolgt bei Temperaturen von etwa 100° C oder darüber. Nach erfolgter Trennung beider Stoffe kann das C0 ₂ über eine geeignete Ableitung aus der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 in ein C0 ₂ -Versorgungsnetzwerk 30 überführt werden. Das regenerierte Waschmittel wird aus dem Desorberabschnitt dem Absorberabschnitt 24 wiederum zugeführt, um dort erneut C0 ₂ zu binden, d.h. auszuwaschen. Der aus der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 austretende Gasstrom wird ausführungsgemäß einer Kältemaschine 40 zugeführt, welche dem Gasstrom erneut soviel thermische Energie entzieht, damit das in dem Gasstrom befindliche Wasser auskondensiert. Folglich wird der Taupunkt für Wasser des aus der C0 ₂ - Abtrennvorrichtung 20 austretenden Gasstroms unterschritten.

Das auskondensierte Wasser kann über eine geeignete Ableitung entnommen werden. Die Ableitung kann das Wasser zur Zwischen- speicherung auch einem nicht weitere gezeigten Speicher zuführen, aus welchem eine gewünschte Menge an Wasser auch dann entnommen werden kann, wenn die Kältemaschine 40 nicht in der Lage ist, die nachgefragten Mengen kurzfristig zu liefern. So kann bspw. die durch die Kältemaschine 40 erzeugte Menge an flüssigem Wasser auch von der Umgebungstemperatur abhängen. Wird etwa vermehrt Wasser bei relativ hoher Umgebungstemperatur benötigt, so etwa während der Tageszeit bei voller Sonneneinstrahlung, ist es sinnvoll, Wasser zu einer Tageszeit anzusammeln, zu welcher die Umgebungstemperaturen geringer sind und folglich die Bereitstellung von flüssigem Wasser durch die Kältemaschine 40 effizienter erfolgen kann. Dies ist beispielsweise während den Nachtstunden der Fall. Das so angesammelte Wasser kann insbesondere wieder während eines Betriebs während des Tages bei hoher Sonneneinstrahlung in die C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 zurück geführt werden, um dort Flüssigkeitsverluste auszugleichen .

Zum Betrieb der Kältemaschine 40 kann dieser über eine geeig- nete Zuleitung elektrische Energie zugeführt werden. Diese kann insbesondere durch den Generator 14 bereit gestellt werden, welcher mit der Gegendruckturbine 13 zur Stromerzeugung zusammen wirkt. Das aus der Kältemaschine 40 austretende Gas wird erneut in dem Wärmetauscher 50 thermisch konditioniert, so dass sein Temperaturniveau erhöht wird. Hierbei wird Wärme aus dem zur Zuführung an die C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 vorgesehenen Rauchgas auf den aus der Kältemaschine 40 austretenden Gas- strom übertragen. Ein Wärmeübertrag ist insofern erforderlich, als dass das aus der Kältemaschine 40 austretende Gas nicht ausreichend Wärme aufweist, um beispielsweise über ei- nen Kamin ausgeschieden werden zu können.

FIG 2 zeigt ein Flussdiagramm zur Erklärung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Nachrüsten eines bereits bestehenden Gasturbinenkraftwerks 1. Gemäß ei- nem ersten Schritt wird eine Gasturbine 5 mit einer Rauchgasleitung 2 verbunden. Diese Verbindung ermöglicht die gezielte Ableitung und Führung des aus der Gasturbine 5 austretenden Rauchgases. Gemäß einem zweiten Schritt wird die Rauchgasleitung 2 mit einer Dampferzeugungseinheit 10 gekoppelt, welche mit einem Wasser-Dampf-Kreislauf 11 fluidtechnisch verschaltet ist und zum Betrieb einer Stromerzeugungseinrichtung 12 vorgesehen ist. Folglich kann dem Rauchgas in der Rauchgasleitung 2 thermische Wärme entzogen werden, welche auf das Wasser in dem Wasser-Dampf-Kreislauf 11 übertragen werden kann. Diese thermische Wärme wird in einem thermischen Wasser-Dampf-Prozess in elektrische Energie mit Hilfe der Stromerzeugungseinrichtung 12 umgewandelt. Gemäß einem dritten Schritt wird die Rauchgasleitung mit einer C0 ₂ - Abtrennvorrichtung 20 fluidtechnisch verbunden, wobei die C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 bevorzugt geeignet ist, um C0 ₂ aus dem Rauchgas zu entfernen. Die Entfernung ermöglicht die gezielte Sammlung sowie auch die gezielte Ableitung des so gewonnenen C0 ₂ 's. Gemäß einem weiter nachfolgenden Schritt des ausführungsgemäßen Verfahrens wird die Stromerzeugungsein- richtung 12 elektrisch mit der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 verbunden. Folglich können die von der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung umfassten elektrischen Komponenten mittels des elektrischen Stromes aus der Stromerzeugungseinrichtung 12 versorgt und betrieben werden. Dies erhöht wiederum die Effizienz des ge- samten Kraftwerksprozesses, da für den Betrieb der elektrischen Komponenten der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 keine elektrische Energie von außen zugeführt werden muss. Vielmehr stammt die Energie für den Betrieb der C0 ₂ -Abtrennvorrichtung 20 aus dem Rauchgas der Gasturbine 5, welches ohnehin ungenutzt der Umgebung zugeleitet würde. Dies betrifft insbesondere Gasturbinen 5 die im Sinne einer Single-Cycle-Anordnung betrieben werden.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen .