Читать книгу Verfahrenstechnik für Dummies - Burkhard Lohrengel - Страница 20

Für ein Kohlekraftwerk können Sie verschiedene Unit Operations anhand von Abbildung 1.4 identifizieren. Die angelieferte Kohle gelangt über Fördereinrichtungen zur Kohlemühle. Hier wird die Kohle staubfein zermahlen und mit vorgewärmter Luft getrocknet. Zusammen mit der Verbrennungsluft wird die Kohle in die Brennkammer eingeblasen und verbrannt. Bei der Oxidation der Kohle wird durch die exotherme Reaktion Wärme frei und es entstehen heiße Verbrennungsgase. Diese durchströmen den Dampferzeuger des Hauptkessels. Hierbei handelt es sich um ein von Wasser durchflossenes Wärmetauschersystem. Das Wasser nimmt die Wärme der Verbrennungsgase auf und verdampft dadurch bei hohen Temperaturen (über 500 °C) und Drücken (200 bar). In der Dampfturbine gibt der Dampf die in ihm gespeicherte Wärmeenergie als mechanische Energie an die Turbine ab. Die sich dadurch mit etwa 3000 Umdrehungen pro Minute drehende Welle der Turbine überträgt ihre Bewegungsenergie auf den Generator. Der Generatorläufer dreht sich in einem Magnetfeld und wandelt dadurch seine Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Über den Transformator wird der Strom als Produkt an die Kunden verkauft. Die nicht nutzbare Wärme wird im Kondensator über das Kühlwasser als Abwärme abgegeben, der Dampf kondensiert, das Kühlwasser erwärmt sich.

Die im Dampferzeuger abgekühlten Verbrennungsgase (Rauchgase) können nicht direkt an die Umwelt abgegeben werden, da bei der Verbrennung von Kohle als umweltbelastende Emissionen Stickoxide, Staub und Schwefeldioxid anfallen, die aus dem Abgasstrom entfernt werden müssen. Hier wird ein weiteres Aufgabengebiet der Verfahrenstechnik deutlich, der Umweltschutz. Mittels eines chemisch-katalytischen Verfahrens (DENOX) werden in der Entstickungsanlage durch Eindüsung von Ammoniak die Stickoxide zu elementarem Stickstoff reduziert. Die Entfernung der im Rauchgas mitgeführten Flugasche erfolgt mittels elektrischer Abscheider (Elektrofilter). Die Rauchgasentschwefelungsanlage (REA) bildet den Abschluss der Rauchgasreinigung. In Waschtürmen (Absorption, die Erklärung liefert Ihnen Teil III) wird das Rauchgas mit einer Waschflüssigkeit (Kalksuspension) besprüht. Das Schwefeldioxid wird von der Waschflüssigkeit aufgenommen und reagiert hier mit dem Kalkstein zu Gips, der an die Baustoffindustrie verkauft wird. Ein Saugzug saugt das Rauchgas durch die Anlage. Das Rauchgas verlässt das Kraftwerk gereinigt über den Kamin.

Für das Beispiel Kraftwerk gemäß Abbildung 1.4 können unter anderem folgende Unit Operations identifiziert werden:

 Lagerung (Kohlehalde),

 Förderung (Kohleförderung über Gurtförderer),

 Zerteilen (mechanische Zerkleinerung in der Kohlemühle),

 Reagieren (Verbrennung als chemische Reaktion),

 Wärmeübertragen (Dampferzeuger),

 Reagieren (Entfernung von Stickstoffoxiden durch katalytische chemische Reaktion),

 Trennen (mechanische Trennung von Gas und Feststoff in der Entstaubung),

 Trennen (thermische Trennung von SO2 und Gas durch Absorption),

 Wärmeübertragen (Kondensator).

Abbildung 1.4 Unit Operations am Beispiel eines Kohlekraftwerks (EnBW)