DE3714854C2

DE3714854C2 -

Info

Publication number: DE3714854C2
Application number: DE19873714854
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr.-Ing. 4300 Essen De Spindler
Original assignee: Steag GmbH
Current assignee: Steag GmbH
Priority date: 1987-05-05
Filing date: 1987-05-05
Publication date: 1991-09-05
Also published as: DE3714854A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nutzung der bei einem Kohlevergasungsprozeß anfallenden Abhitze bei der Kopplung eines Kohlevergasungsprozesses mit einem kombinierten Gas-Dampfturbinen-Prozeß nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zum Durchführen dieses Verfahrens.The invention relates to a method for using the in a coal gasification process Coupling a coal gasification process with a combined one Gas-steam turbine process according to the preamble of the claim 1. The invention further relates to an arrangement to perform this procedure.

Bei der vollständigen Vergasung von Kohle werden etwa 70 bis 80% der Energie der Kohle in chemische Energie des Kohlegases überführt. Die restliche Energie fällt - bis auf geringfügige Verluste - als Wärme an.When coal is completely gasified, about 70 to 80% of the energy of coal in chemical energy of coal gas transferred. The rest of the energy drops - except for a small amount Losses - as heat.

Aus der DE-OS 28 35 852 ist eine kombinierte Gas-Dampfkraftanlage mit einer Vergasungseinrichtung für Brennstoff bekannt, bei der die Dampfturbinenanlage von einem Dampferzeuger angetrieben wird. Letzterer erhält Kohlegas aus dem Kohlevergaser sowie Luft, die durch Wärmetausch mit dem Abhitzeträger aus dem Kohlevergasungsprozeß vorerhitzt ist. Die Gasturbine ist dem Dampferzeuger nachgeschaltet und leistet in dieser Anordnung keinen Betrag zum Antrieb der Dampfturbinenanlage.From DE-OS 28 35 852 is a combined gas-steam power plant known with a gasification device for fuel, in which the steam turbine system is driven by a steam generator becomes. The latter receives coal gas from the coal gasifier as well as air generated by heat exchange with the waste heat carrier the coal gasification process is preheated. The gas turbine is downstream of the steam generator and performs in this arrangement no amount to drive the steam turbine system.

Aus der DE-OS 32 04 672 ist es bei einem Kombiprozeß bekannt, die im Gesamtprozeß benötigte Verbrennungsluft in Teilströme aufzuteilen, wobei ein Hauptstrom als Verbrennungsluft für eine Wirbelschichtfeuerung und ein abgezweigter Teilstrom im Wirbelbett der Wirbelschichtfeuerung indirekt vorgeheizt und als Verbrennungsluft für die Brennkammer einer Gasturbine verwendet wird. Eine Nutzung der Abhitze des Kohlevergasers zur Verbrennungsluftvorwärmung ist nicht vorgesehen.From DE-OS 32 04 672 it is known in a combination process the combustion air required in the overall process in partial flows split, with a main stream as combustion air for a fluidized bed combustion and a branched partial flow in the Fluid bed of the fluidized bed firing indirectly preheated and as combustion air for the combustion chamber of a gas turbine is used. Using the waste heat from the coal gasifier for preheating combustion air is not provided.

Die Erfahrungen mit Verfahren der eingangs genannten Art, nämlich kombinierten Gas- und Dampfturbinen-Prozessen (Kombi prozessen) mit integrierter Kohlevergasung, haben gezeigt, daß die Effektivität der Nutzung dieser Wärme einen wesentlichen Einfluß auf die Konkurrenzfähigkeit eines solchen Kraftwerks prozesses mit Kohle als Brennstoff gegenüber einem konventio nellen Dampfkraftwerksprozeß hat.Experience with procedures of the type mentioned at the beginning, namely combined gas and steam turbine processes (combi processes) with integrated coal gasification, have shown that the effectiveness of using this heat is essential Influence on the competitiveness of such a power plant process with coal as fuel versus a convention nelle steam power plant process.

Aus der DE-OS 33 19 711 ist ein Kombiverfahren der eingangs genannten Art mit integrierter Kohlevergasung bekannt, bei der die Nutzung der im Rohgas enthaltenen Wärme zum Zwecke der Optimierung des Wirkungsgrades der Gesamtanlage dadurch verbessert werden soll, daß hinter dem Rohgas-Reingas-Wärmetauscher ein Niederdruck-Dampferzeuger angeordnet ist, dessen Dampf in den Kreislauf der Dampfturbinenanlage eingespeist wird. Der Kohlevergasungsanlage ist eine Luftzerlegungseinrichtung zugeordnet, deren Stickstoffauslaß ausschließlich mit der Reingasleitung zur Brennkammer der Gasturbine bzw. mit den Brennkammerbrennern verbunden ist.DE-OS 33 19 711 is a combination method of the beginning known type with integrated coal gasification known in the the use of the heat contained in the raw gas for the purpose of Optimization of the efficiency of the overall system is improved should be that behind the raw gas-clean gas heat exchanger a low pressure steam generator is arranged, the Steam is fed into the circuit of the steam turbine system becomes. The coal gasification plant is an air separation unit assigned, whose nitrogen outlet only with the clean gas line to the combustion chamber of the gas turbine or with the Combustion chamber burners is connected.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß es zur Optimierung des Gesamtwirkungsgrades des Kombiprozesses sowie der Anlage wesentlich ist, einen möglichst großen Anteil der bei der Kohlevergasung anfallenden Vergasungswärme in den Gasturbinenprozeß einzukoppeln. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei dem Verfahren der eingangs genannten Art sowie der zugehörigen Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens die Nutzung der bei der Kohlevergasung anfallenden Vergasungswärme und damit den Gesamtwirkungsgrad der Anlage zu verbessern. The invention is based on the consideration that it is for optimization the overall efficiency of the combination process and the Plant is essential, the largest possible proportion of the the coal gasification heat of gasification in the gas turbine process to couple. The invention is therefore the object on the basis of the procedure of the type mentioned at the beginning and the associated arrangement for performing this method the use of the gasification heat generated by coal gasification and thus improve the overall efficiency of the system.

Bei einem gattungsgemäßen Verfahren besteht die Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.In a generic method, the solution is this Task according to the invention in the characterizing features of Claim 1.

Die Anordnung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich durch die Merkmale des Patentanspruchs 5 aus.The arrangement for performing the method according to the invention is characterized by the features of claim 5.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß ein wesentlicher Teil - im Extremfall der größte Teil - der im Kohlevergasungsprozeß entstehenden Abhitze vor allem zur Vorerhitzung der Verbrennungsluft für die Gasturbinenanlage benutzt und damit dem Gasturbinenprozeß zugeführt wird. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene Vorwärmung der Verbrennungsluft und dem Wärmetausch mit auf hohem Temperaturniveau befindlichem Rohgas der Exergieverlust bei der Verbrennung des Kohlegases in der Brennkammer der Gasturbine gesenkt. Das niedrige Temperaturniveau am Ende der Rohgasstrecke reicht zur Wiedererwärmung des für die Naßreinigung abgekühlten Reingases aus.The process according to the invention has the advantage that an essential one Part - in extreme cases the largest part - that in the coal gasification process generated heat primarily for preheating the combustion air used for the gas turbine system and thus is fed to the gas turbine process. In particular is the preheating provided according to the invention Combustion air and heat exchange with at a high temperature level raw gas in the exergy loss during combustion of the coal gas in the combustion chamber of the gas turbine is lowered. The low temperature level at the end of the raw gas section is sufficient for reheating the clean gas cooled for wet cleaning out.

Je nach Vergasungsverfahren variiert die Abhitzemenge des Kohlegases. Soweit die Abhitzemenge des Kohlgases nicht für die Vorwärmung der Verbrennungsluft genutzt werden kann, wird die Abhitze insbesondere im Temperaturbereich oberhalb des mittleren Temperaturbereichs zur Erzeugung von Dampf für den Dampfturbinen-Prozeß verwendet. Gleichwohl wird bei dem erfin dungsgemäßen Verfahren angestrebt, die Abhitze im höchsten Temperaturbereich möglichst weitgehend zur Vorerhitzung der Verbrennungsluft für die Gasturbinenanlage und die Abhitze im mittleren Temperaturbereich zur Reingasvorwärmung zu nutzen. Damit kann im günstigsten Fall bis auf die Niedertemperaturab wärme, also die Abhitze in dem unterhalb des mittleren Tempe raturbereichs liegenden Temperaturbereich, die gesamte Ab hitze des Kohlegases mit dem Ergebnis in den Gasturbinenprozeß eingebracht werden, daß der Exergieverlust des Gesamtverfah rens deutlich geringer als bei den eingangs genannten bekann ten Verfahren ist.The amount of waste heat varies depending on the gasification process Coal gas. As far as the waste heat of the cabbage gas is not for the preheating of the combustion air can be used the heat in particular in the temperature range above the medium temperature range for the production of steam for the Steam turbine process used. Nevertheless, the inventor The method according to the invention aimed for the highest heat Temperature range as much as possible for preheating the Combustion air for the gas turbine plant and the waste heat in the medium temperature range for preheating clean gas. In the best case, this can lead to the low temperature heat, so the heat in the below the middle tempe temperature range, the entire range heat the coal gas resulting in the gas turbine process be introduced that the exergy loss of the overall procedure rens significantly lower than the one mentioned at the beginning procedure.

Zur Optimierung der eingesetzten Wärmetauscher kann es in einer möglichen Verfahrensführung der Erfindung zweckmäßig sein, daß nur eine Teilmenge der für die Kohlegasverbrennung benötigten Verbrennungsluft durch Wärmetausch mit dem Abhitzeträger aus der Kohlevergasung vorerhitzt wird und daß die Restmenge der für die Kohlegasverbrennung benötigten Verbrennungsluft dem Verbrennungsprozeß direkt zugeführt wird. Ein Teil dieser nicht vorgeheizten Restmenge kann für Kühlzwecke, z. B. in der Brennkammer oder in der Gasturbine verwendet werden. Ein anderer Teil dieser nicht vorgeheizten Restmenge kann mit der vorerhitzten Luftmenge gemischt und danach dem Verbrennungsprozeß zugeführt werden. Bei dieser Verfahrensführung können kleinere Wärmetauscher zur Luftvorwärmung eingesetzt und dadurch die Anlagenkosten gesenkt werden.To optimize the heat exchanger used, it can be in a possible procedure of the invention expedient be that only a subset of that for coal gas combustion required combustion air through heat exchange with the waste heat carrier is preheated from the coal gasification and that the Remaining amount of those required for coal gas combustion Combustion air is fed directly to the combustion process. Part of this unheated residual amount can be used for Cooling purposes, e.g. B. in the combustion chamber or in the gas turbine be used. Another part of this is not preheated Remaining volume can be mixed with the preheated air volume and then be fed to the combustion process. At this Smaller heat exchangers can be used for the process Air preheating used and thereby the system costs be lowered.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehöri gen Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Abhitzenutzung bei einem Kombiprozeß mit integrierter Kohle vergasung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:Further details, features and advantages of the item result from the following description of the belonging gene drawing in which a preferred embodiment of the Use of waste heat in a combined process with integrated coal gasification is shown. The drawing shows:

Fig. 1 eine bekannte Anordnung für einen kombinierten Gas- und Dampfturbinen-Prozeß mit integrierter Kohlever gasung (Stand der Technik) - als Blockschaltbild; Figure 1 shows a known arrangement for a combined gas and steam turbine process with integrated coal gasification (prior art) - as a block diagram.

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung für einen kombinierten Gas- und Dampftur binen-Prozeß mit integrierter Kohlevergasung - als Blockschaltbild; und Fig. 2 shows an embodiment of an arrangement according to the invention for a combined gas and steam turbine process with integrated coal gasification - as a block diagram; and

Fig. 3 ein Temperatur-Wärme-Diagramm für die bekannte und die erfindungsgemäße Abhitzenutzung bei dem Ausfüh rungsbeispiel gemäß Fig. 2. Fig. 3 is a temperature heat-diagram for the known waste heat utilization, and the present invention in which exporting approximately example of FIG. 2.

Sowohl bei der bekannten Anordnung (Fig. 1), als auch bei der erfindungsgemäßen Anordnung (Fig. 2) wird die in einer Kohle vergasungsanlage 1 erzeugte Gasmenge in einer Gasturbinenanla ge 2 verfeuert. Deren Abgaswärmeinhalt wird in einer nachge schalteten Dampfturbinenanlage 3 genutzt.Both in the known arrangement ( Fig. 1), as well as in the arrangement according to the invention ( Fig. 2), the amount of gas generated in a coal gasification plant 1 is burned in a gas turbine plant 2 . The exhaust gas heat content is used in a downstream steam turbine system 3 .

Das in der Kohlevergasungsanlage 1 erzeugte Kohlegas durch strömt die Primärseite eines Wärmetauschers 12 und eines Wär metauschers 4, wird in einer Reinigungsanlage 5 gereinigt, im Wärmetauscher 4 wieder erhitzt und nachfolgend in einer als Brennkammer zu verstehenden Verbrennungsanlage 6 der Gasturbinenanlage 2 mit komprimierter Luft (Ver brennungsluft) verbrannt. Die Verbrennungsabgase aus der Brennkammer 6 treiben die Gasturbine 7, und letztere treibt mechanisch einen die Verbrennungsluft verdichtenden Kompressor 8 und einen Generator 9 an.The coal gas generated in the coal gasification system 1 flows through the primary side of a heat exchanger 12 and a heat exchanger 4 , is cleaned in a cleaning system 5 , reheated in the heat exchanger 4 and subsequently in a combustion system 6 of the gas turbine system 2 with compressed air (Ver combustion air) burned. The combustion exhaust gases from the combustion chamber 6 drive the gas turbine 7 , and the latter mechanically drives a compressor 8 compressing the combustion air and a generator 9 .

Die aus der Gasturbine 7 abströmenden Verbrennungsabgase wer den in einem - bevorzugt mehrstufigen - Abhitzekessel 10 abge kühlt umd liefern dadurch einen Teil der zur Dampferzeugung und -überhitzung für das Antreiben der Dampfturbine 11 erfor derlichen Wärmeenergie. Dem gleichen Zweck dient der Abhitze kessel bzw. Wärmetauscher 12, der in die das Kohlegas führende Rohgas-Leitung 13 stromauf des Wärmetauschers 4 eingebunden ist.The combustion exhaust gases flowing out of the gas turbine 7 are cooled in a - preferably multi-stage - waste heat boiler 10 and thereby provide part of the heat energy required for steam generation and overheating for driving the steam turbine 11 . The same purpose serves the waste heat boiler or heat exchanger 12 , which is integrated into the raw gas line 13 carrying the coal gas upstream of the heat exchanger 4 .

Die Dampfturbine 11 treibt einen weiteren Generator 14 an. Der die Dampfturbine 11 verlassende Dampf wird in einem Kondensa tor 15 kondensiert. Das Kondensat wird anschließend dem Abhit zekessel 10 und dem Wärmetauscher 12 zugeführt und dort zur Dampferzeugung wieder erhitzt.The steam turbine 11 drives a further generator 14 . The steam leaving the steam turbine 11 is condensed in a capacitor 15 . The condensate is then fed to the Abhit boiler 10 and the heat exchanger 12 and heated there again to generate steam.

Insoweit stimmen das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung (Fig. 2) und die bekannte Anordnung gemäß Fig. 1 überein und haben die gleichen Bezugszeichen.In this respect, the exemplary embodiment of the arrangement according to the invention ( FIG. 2) and the known arrangement according to FIG. 1 match and have the same reference numerals.

Abweichend vom Stande der Technik wird bei der erfindungsge mäßen Prozeßführung wenigstens eine Teilmenge der im Kompres sor 8 komprimierten Verbrennungsluft durch einen Lufterhitzer 20 geführt, bevor sie in die Gasturbinenbrennkammer 6 zur Ver brennung des Kohlegases eingeleitet wird. Der Lufterhitzer 20 ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel als Wärmetauscher ausgebildet, dessen Primärseite von dem ungerei nigten Kohlegas und dessen Sekundärseite - im Gegenstrom - von der Verbrennungsluft durchströmt wird. Der Lufterhitzer 20 ist unmittelbar stromab der Kohlevergasungsanlage 1 angeordnet und nutzt daher die Abhitze aus dem Kohlevergasungsprozeß im höch sten Abhitzetemperaturbereich aus. Stromab des Lufterhitzers 20 und damit in niedrigeren Abhitzetemperaturbereichen des Kohlegases sind der der Dampferzeugung dienende Wärmetauscher bzw. Abhitzekessel 12 und der der Wiederaufheizung des gerei nigten Kohlegases dienende Wärmetauscher 4 hintereinander in die Kohlgasleitung 13 eingebunden. Die den Sekundärkreis des als Lufterhitzer 20 wirkenden Wärmetauschers verlassende vorgewärmte Verbrennungsluft wird über eine Verbrennungsluftleitung 21 der Gasturbinenbrennkam mer 6 zugeführt.Deviating from the prior art, in the process control according to the invention, at least a subset of the compressed air compressed in the compressor 8 is passed through an air heater 20 before it is introduced into the gas turbine combustion chamber 6 for the combustion of the coal gas. The air heater 20 is formed in the embodiment shown in Fig. 2 as a heat exchanger, the primary side of which is cleaned by the uncleaned coal gas and the secondary side - in counterflow - from the combustion air. The air heater 20 is arranged immediately downstream of the coal gasification plant 1 and therefore uses the waste heat from the coal gasification process in the highest waste heat temperature range. Downstream of the air heater 20 and thus in lower heat recovery temperature ranges of the coal gas, the heat exchanger or waste heat boiler 12 serving for steam generation and the heat exchanger 4 serving to re-heat the cleaned coal gas are integrated one after the other into the coal gas line 13 . The preheated combustion air leaving the secondary circuit of the heat exchanger acting as air heater 20 is supplied via a combustion air line 21 to the gas turbine combustion chamber 6 .

In dem Diagramm gemäß Fig. 3 sind Temperatur-Wärme-Kennlinien für die Abhitzenutzung bei den Anordnungen nach den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die bei der Rohgasabkühlung anfallende Wärme ist in Abhängigkeit von der Rohgastemperatur durch die oberste Kennlinie dargestellt.The diagram according to FIG. 3 shows temperature-heat characteristic curves for the use of waste heat in the arrangements according to FIGS . 1 and 2. The heat generated during the cooling of the raw gas is shown as a function of the raw gas temperature by the top characteristic.

Die Abhitzenutzung des Kohlegases bei der bekannten Prozeßfüh rung gemäß Fig. 1 ist schematisch durch den gestrichelten Kurvenzug dargestellt. Im Wärmetauscher 4 wird das Kohlegas nach der Reinigung im Gasreiniger 5 auf ca. 330°C aufgeheizt, wobei etwa 17% des Wärmeinhaltes (Abhitze) des Kohlegases genutzt werden. Der überwiegende restliche Teil der Abhitze dient zur Erzeugung von Dampf bei z.B. 110 bar und etwa 530°C. Die Rohgasendtemperatur nach der Abhitzenutzung beträgt dabei ca. 220°C. Hierbei werden ca. 82% der in der Vergasungsanlage 1 eingesetzten Kohleenergie als chemische und thermische Ener gie der Gasturbinenanlage 2 zugeführt. Weitere 13 % der Kohle energie werden direkt in den Dampfprozeß eingeführt.The heat recovery of the coal gas in the known process leadership according to FIG. 1 is shown schematically by the dashed curve. In the heat exchanger 4 , the coal gas is heated to about 330 ° C. after cleaning in the gas cleaner 5 , about 17% of the heat content (waste heat) of the coal gas being used. The majority of the waste heat is used to generate steam at, for example, 110 bar and around 530 ° C. The raw gas end temperature after the heat recovery is approx. 220 ° C. Here, approximately 82% of the coal energy used in the gasification plant 1 is supplied as chemical and thermal energy to the gas turbine plant 2 . Another 13% of coal energy is directly introduced into the steam process.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel der erfindungsge mäßen Prozeßführung wird Verbrennungsluft, die mit ca. 360°C aus dem Kompressor 7 austritt, auf 450°C bis 500°C, beispiels weise auf 475°C aufgeheizt, wobei sich das Rohgas von ca. 1000°C bis 1100°C auf 400°C bis 500°C, beispielsweise auf 410°C abkühlt. Das Reingas kann dann bis auf 370°C bis 400°C aufgeheizt werden, während das Rohgas das Abhitzesystem mit einer zum Stande der Technik vergleichbaren Temperatur ver läßt. Auf diese Weise werden ca. 95% der Kohleenergie dem Gasturbinenteil des Kombiprozesses zugeführt. Dies wirkt sich auf den Wirkungsgrad der Gesamtstromerzeugung mit einer Ver besserung von 1 bis 2 Prozentpunkten bei einer Gasturbinenein trittstemperatur von ca. 1100°C aus. Im Vergleich zu ebenfalls bekannten Kombiprozessen mit integrierter Kohlevergasung, bei denen die Abhitze im höchsten Temperaturbereich ausschließlich zur Sattdampferzeugung genutzt wird, wirken sich die erfin dungsgemäßen Vorteile noch stärker aus. Ebenso ist eine weite re Steigerung der Eintrittstemperatur bei den Gasturbinen von Vorteil.In the example of the process control according to the invention shown in FIG. 2, combustion air which emerges from the compressor 7 at approximately 360 ° C. is heated to 450 ° C. to 500 ° C., for example to 475 ° C., with the raw gas of cools about 1000 ° C to 1100 ° C to 400 ° C to 500 ° C, for example to 410 ° C. The clean gas can then be heated up to 370 ° C to 400 ° C, while the raw gas leaves the waste heat system with a temperature comparable to the prior art. In this way, approx. 95% of the coal energy is fed to the gas turbine part of the combined process. This affects the efficiency of total electricity generation with an improvement of 1 to 2 percentage points at a gas turbine inlet temperature of approx. 1100 ° C. In comparison to also known combination processes with integrated coal gasification, in which the waste heat in the highest temperature range is used exclusively for the production of saturated steam, the advantages according to the invention have an even greater effect. A further increase in the inlet temperature of the gas turbines is also advantageous.

Es ist für den Fachmann klar, daß die Erfindung nicht auf das zuvor anhand der Fig. 2 und 3 beschriebene spezielle Aus führungsbeispiel beschränkt ist. So kann es beispielsweise zweckmäßig sein, den Wärmetauscher 12 entfallen zu lassen (wie im Beispiel Fig. 3 geschehen) oder die Reihenfolge der Wärme tauscher 4, 12, 20 in der Rohgasleitung 13 zu verändern, um konstruktive oder werkstofftechnische Vorteile zu erreichen. Ein Teil der aus dem Kompressor 8 austretenden Verbrennungs luft kann der Gasturbinenkammer 6 direkt ohne Vorerhitzung durch Abhitze zugeführt werden. Andererseits kann eine Teilmen ge der komprimierten Verbrennungsluft vor dem Lufterhitzer 20 abgezweigt und mit der vorerwärmten Verbrennungsluft 21 vor Erreichen der Brennkammer 6 gemischt werden. Hierdurch kann im Gasturbinenprozeß benötigte Kühlluft bereitgestellt werden und eine Optimierung der Auslegung des Lufterhitzers 20 erreicht werden.It is clear to the person skilled in the art that the invention is not restricted to the specific exemplary embodiment described above with reference to FIGS. 2 and 3. For example, it may be advisable to omit the heat exchanger 12 (as happened in the example in FIG. 3) or to change the sequence of the heat exchangers 4 , 12 , 20 in the raw gas line 13 in order to achieve design or material advantages. Part of the combustion air emerging from the compressor 8 can be supplied to the gas turbine chamber 6 directly without preheating by heat. On the other hand, a partial amount of the compressed combustion air can be branched off in front of the air heater 20 and mixed with the preheated combustion air 21 before reaching the combustion chamber 6 . As a result, cooling air required in the gas turbine process can be provided and an optimization of the design of the air heater 20 can be achieved.

Claims

1. A method for using the waste heat generated in a coal gasification process ( 1 ) when coupling a coal gasification process with a combined gas-steam turbine process, ( 2, 3 ), wherein a fuel gas in a coal gasification plant ( 1 ) generates the fuel gas as fuel for the gas turbine system ( 2 ) is used and the waste heat from the gas turbine system is at least partially used for steam generation carried out separately from the gas turbine process, characterized in that combustion air for the gas turbine system before it enters its combustion chamber ( 6 ) by heat exchange with raw gas at the highest temperature level the coal gasification plant ( 1 ) is preheated and that the coal gas is cleaned before combustion in a cleaning plant ( 5 ), cooled before cleaning and heated directly behind the cleaning plant by raw gas at the lowest temperature level.

2. The method according to claim 1, characterized in that with part of the heat in a medium temperature range Feed water is preheated.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that only a subset of those needed for coal gas combustion Combustion air through heat exchange with the waste heat carrier is preheated from the coal gasification process and that the Remaining amount of the combustion air required for coal gas combustion is fed directly to the combustion process.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that only a subset of those needed for coal gas combustion Combustion air through heat exchange with the waste heat carrier is preheated from the coal gasification process and that the Remaining amount of the combustion air required for coal gas combustion mixed with the preheated air volume and then is fed to the combustion process.

5. Arrangement for performing the method according to one of claims 1 to 4, with a coal gasification system ( 1 ) for generating coal gas, a combustion system ( 6 ) for burning the coal gas, a gas turbine ( 7 ) driven by the combustion exhaust gas of the combustion system ( 6 ) , one of the gas turbine downstream separate steam turbine system ( 3 ), which is driven by waste heat from the coal gasification process and the gas turbine, and at least two heat exchangers for using the waste heat of the coal gas, characterized in that a first heat exchanger ( 20 ) on the heat emitting side immediately behind the coal gasification plant ( 1 ) is arranged in the raw gas line ( 13 ) and integrated on the heat-absorbing side in the combustion air circuit ( 21 ) leading to the combustion plant ( 6 ) of the gas turbine and for preheating at least some of the branches required for the coal gas combustion in the gas turbine combustion plant ( 6 ) Air is provided by using the waste heat of the coal gasification process and that a second heat exchanger ( 4 ) on the heat-emitting side in the raw gas line ( 13 ) coming from the coal gasification system ( 1 ) immediately before a cleaning system ( 5 ) and on the heat-absorbing side between the cleaning system and the gas turbine combustion system is arranged.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that a further heat exchanger ( 12 ), which supplies part of the heat energy required for steam generation and superheating for driving a steam turbine ( 11 ), in the raw gas line ( 13 ) between the first and second Heat exchangers ( 20 and 4 ) is arranged.

7. Arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the compressed combustion air generated in a compressor ( 8 ) is divided into at least two substreams, one of which is preheated in the raw gas line ( 13 ) integrated first heat exchanger ( 20 ) and the other is introduced directly into the combustion system ( 6 ) of the gas turbine ( 7 ).