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Konstruktion und Brennstoff einer CO2-frei arbeitenden Gasturbine als Schiffs-, Revier- und Hafen-Energieerzeuger

IP.com Disclosure Number: IPCOM000032424D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 12 (2004-12-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Dec-25
Document File: 2 page(s) / 26K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Weltweit verlangen mehr und mehr Hafenbehoerden, dass fuer Schiffe im Hafenbereich Antriebsaggregate, die SO2-frei, CO2-frei und russfrei arbeiten, entwickelt werden. Eine Loesung stellen Verbrennungskraftmaschinen dar, die mit Wasserstoff als Brennstoff arbeiten, z.B. Kolbentriebwerke oder Gasturbinen. Bisher besteht jedoch die Schwierigkeit, Wasserstoff in den benoetigten Mengen sicher und kostenguenstig bereitzustellen. Besonders problematisch ist die Speicherung des Wasserstoffs an Bord der Schiffe. Die Erzeugung des Wasserstoffs an Bord waehrend der Hochseefahrt kommt fuer die Handelsschifffahrt bisher wegen der hohen Kosten nicht in Frage. Es wird vorgeschlagen, den in der Stahlindustrie bekannten Eisenschwamm (Sponge Iron) als Energielieferanten fuer eine Gasturbine zu verwenden. Dabei wird ausgenutzt, dass der Eisenschwamm Wasserstoff speichern kann und dass er wesentlich kostenguenstiger als Wasserstoff in Gasform ist. Darauf basierend wird ausserdem ein Antriebsaggregat fuer Schiffe vorgeschlagen.

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Konstruktion und Brennstoff einer CO2-frei arbeitenden Gasturbine als Schiffs-, Revier- und Hafen-Energieerzeuger

Idee: Dr. Hannes Schulze-Horn, DE-Hamburg

Weltweit verlangen mehr und mehr Hafenbehoerden, dass fuer Schiffe im Hafenbereich Antriebsaggregate, die SO2-frei, CO2-frei und russfrei arbeiten, entwickelt werden. Eine Loesung stellen Verbrennungskraftmaschinen dar, die mit Wasserstoff als Brennstoff arbeiten, z.B. Kolbentriebwerke oder Gasturbinen. Bisher besteht jedoch die Schwierigkeit, Wasserstoff in den benoetigten Mengen sicher und kostenguenstig bereitzustellen. Besonders problematisch ist die Speicherung des Wasserstoffs an Bord der Schiffe. Die Erzeugung des Wasserstoffs an Bord waehrend der Hochseefahrt kommt fuer die Handelsschifffahrt bisher wegen der hohen Kosten nicht in Frage.

Es wird vorgeschlagen, den in der Stahlindustrie bekannten Eisenschwamm (Sponge Iron) als Energielieferanten fuer eine Gasturbine zu verwenden. Dabei wird ausgenutzt, dass der Eisenschwamm Wasserstoff speichern kann und dass er wesentlich kostenguenstiger als Wasserstoff in Gasform ist. Darauf basierend wird ausserdem ein Antriebsaggregat fuer Schiffe vorgeschlagen.

Ein moeglicher Aufbau des Antriebsaggregats ist in Abbildung 1 skizziert. Das Aggregat besteht aus einer Oxidationskammer mit Zufuehrvorrichtung fuer den Eisenschwamm, einer Gasturbine, einer Abgasreinigungseinrichtung sowie einer Regel- und Steuereinrichtung, die bspw. die Befeuchtung der Luft und die Luftmenge regelt. Der Eisenschwamm, der entweder in Flockenform oder in leicht komprimierter Form (z.B. als Block) vorliegt, wird in einer Brennkammer oxidiert. Dabei werden Wasserstoff sowie eine Reihe von Eisenoxyden (hauptsaechlich Magnetit) gebildet. Die Oxidation kann sowohl ueber die Sauerstoffzufuhr als auch ueber die Menge des eingebrachten Eisenschwamms in die Brennkammer gesteuert werden. Die Oxidationsgeschwindigkeit haengt wesentlich von dem Wassergehalt der Oxidationsluft ab. Deshalb ist es notwendig, mit einem definiert feuchten Medium zu arbeiten. Bei der Oxidation entsteht ein Heis...