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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der in einem Gasverteilernetz für Erdgas bereitgestellten Gasmenge sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Durch die vermehrte Einspeisung von aufbereitetem und konditioniertem Biogas in Erdgasverteilnetzen ergibt sich die Notwendigkeit, auch in Schwachlastzeiten, das heißt bei geringem Gasverbrauch, das eingespeiste Biogas kontinuierlich und störungsfrei aufnehmen zu können. Je nach Verbrauchsschwankungen kann es grundsätzlich dazu kommen, dass die Aufnahmekapazität des Erdgasverteilnetzes erschöpft ist. Dies würde bedeuten, dass Biogas nicht mehr eingespeist werden kann, sondern vielmehr gespeichert werden müsste. Die Bereitstellung solcher Speicherkapazitäten ist baulich aufwendig und teilweise nur begrenzt möglich.
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Aus der
DE 10 2009 038 128 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einspeisung von Biogas in ein Gasnetz mit mindestens einem örtlichen Mitteldruck-Verteilnetz mit mehreren Gasabnehmern und mit einem vorgelagertem Hochdrucknetz bzw. einer Hochdrucktransportleitung bekannt, wobei von mindestens einer Biogasanlage erzeugtes Gas in das Gasnetz eingespeist wird, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte Aufbereiten des Rohbiogases zwischen der Biogasanlage und einer Netzeinspeisestelle, primäres Einspeisen des aufbereiteten Biogases in das örtliche Mitteldruck-Verteilnetz und temporäres Rückverdichten von Gas aus dem örtlichen Mitteldruck-Verteilnetz in das vorgelagerte Hochdruck-Netz in Zeiten zu geringeren Gasabnahme im örtlichen Mitteldruck-Verteilnetz.
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Dieses Verfahren berücksichtigt grundsätzlich nicht den Umstand, dass dem für den Endverbraucher bereitgestellten Erdgas Odorstoffe zugegeben werden.
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Aus der
US 2007/0119751 A1 ist bekannt, dass dem Erdgas zur Leckageerkennung THT zugegeben werden kann und dieses auch wieder entfernt werden kann, und zwar beispielsweise bei einer beabsichtigten Verwendung des Erdgases für Brennstoffzellen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur bedarfsgerechten beziehungsweise bedarfsabhängigen Regelung der in einem Verteilnetz für Erdgas bereitgestellten Gasmenge in Abhängigkeit des Gasverbrauchs bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Regelung der in einem Gasverteilnetz für Erdgas bereitgestellten Gasmenge in Abhängigkeit des Gasverbrauchs, wobei das Verfahren bei einem geringem Gasverbrauch eine Rückspeisung des Gases aus dem Gasverteilnetz in ein Gastransportnetz umfasst und die Rückeinspeisung eine Desodorierung und Rückverdichtung des Gases von einem ersten niedrigen Gasverteilnetzdruck auf einen zweiten höheren Gastransportnetzdruck umfasst.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das regionalen Gasverteilnetzen vorgelagerte Gastransportnetz eine deutlich höhere Aufnahmekapazität als das betreffende regionale Gasverteilnetz aufweist, nicht zuletzt auch Wegen des höheren Betriebsdrucks, mit welchem das Gastransportnetz betrieben wird.
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Da das in einem Erdgasverteilnetz bereitgestellte Gas eine Belgabe von Geruchsstoffen zur Leckageerkennung beim Endverbraucher umfasst, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das zurückgespeiste Gas aus dem Gasverteilnetz desodoriert wird. Dem für den Endverbraucher bereitgestellten Erdgas sind Odorstoffe zugegeben, welche auch unter der Bezeichnung THT (Tetrahydrothiophen) bekannt sind. Dieses THT ist ein gesättigter Schwefel-Heterozyklus, der üblicherweise von regionalen Gasversorgern in den Gas-Druckregelanlagen geimpft wird, Das vorgelagerte Gastransportnetz ist in der Regel odorfrei, so dass es für eine Rückeinspeisung von Gas aus dem Gasverteilnetz in ein Gastransportnetz sinnvoll und zweckmäßig ist, das rückeingespeiste Gas wieder zu desodorieren.
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Bei einer besonders vorteilhaften Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Desodorierung unter Verwendung wenigstens zweier parallel und/oder seriell betriebener Adsorbereinrichtungen durchgeführt wird.
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Die Desodorierung kann beispielsweise unter Verwendung eines Katalysatororbens durchgeführt werden, beispielsweise eines solchen Sorbens auf der Basis von Alumosilikaten, beispielsweise auf der Basis von Zeolithen.
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Ein geeignetes Katalysator-Sorbens zur Verwendung mit dem vorliegenden Verfahren ist beispielsweise in der
US 2007/0119751 A1 beschrieben.
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Vorzugsweise erfolgt die Desodorierung vor der Rückverdichtung, so dass eine Verunreinigung des Verdichters mit dem im Gas befindlichen Odorstoffen vermieden wird.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Einrichtung zur Rückeinspeisung von Gas von einem Gasverteilnetz für Erdgas in ein Gastransportnetz, wobei das Gasverteilnetz einen ersten niedrige Verteilnetzgasdruck und das Gastransportnetz einen zweiten verhältnismäßig höheren Transportnetzgasdruck aufweist, wobei die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens wenigstens zwei parallel und/oder seriell verschaltete Adsorbereinrichtungen und wenigstens einen Verdichter umfasst, die zwischen einem Gasverteilnetz und einem Gastransportnetz angeordnet sind und einerseits an das Gasverteilnetz und andererseits an das Gastransportnetz angeschlossen sind.
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Bei einer besonders bevorzugten Variante der Einrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Adsorbereinrichtungen als auswechselbare Druckbehälter ausgebildet sind, die in einer Verbindungsleitung zwischen dem Gasverteilnetz und dem Gastransportnetz absperrbar angeordnet sind.
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So ist es beispielsweise möglich, die Druckbehälter wechselweise oder auch in Serie zu betreiben und einen Druckbehälter bei erschöpfter Kapazität während des laufenden Betriebes der erfindungsgemäßen Einrichtung auszutauschen. Bei seriellem Betrieb der Druckbehälter kann ein in Strömungsrichtung zweiter Druckbehälter als Sicherheit für einen etwaigen Durchschlag des ersten Druckbehälters vorgesehen sein, wahlweise kann ein zweiter Druckbehälter in Bereitschaft gehalten werden. Schließlich ist es möglich, beide Druckbehälter bei einem erhöhten Rückspeisevolumen parallel zu betreiben.
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Zweckmäßigerweise sind die Adsorbereinrichtungen als mit einem Katalysator-Sorbens gefüllte Druckbehälter ausgebildet. Ein solches Katalysator-Sorbens ist in der Regel nicht regenerierbar, so dass ein Druckbehälter, dessen Kapazität erschöpft ist, ausgewechselt werden muss und anderenorts mit einer frischen Füllung versehen werden muss.
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Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Einrichtung können beispielsweise insgesamt wenigstens drei Druckbehälter vorgesehen sein, von welchen ein Druckbehälter in Reserve gehalten wird, die anderen Druckbehälter entweder parallel oder seriell betrieben werden.
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Zweckmäßigerweise ist wenigstens einer der Druckbehälter rückspülbar.
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Als Katalysator-Sorbens kann beispielsweise ein Alumosilikat mit einem Sauerstoffträger und wenigstens einem vorzugsweise katalytisch wirksamen Metall, beispielsweise einem Edelmetall, vorgesehen sein.
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Das Katalysator-Sorbens ist zweckmäßiger Weise in Form eines Festbetts, das heißt in Form einer dichten Packung oder Schüttung, in dem Druckbehälter angeordnet.
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Als Druckbehälter kommen beispielsweise aufrecht stehende, zylindrische Stahlbehälter, beispielsweise sogenannte Adsorberkolonnen, in Betracht.
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Die Druckbehälter können beispielsweise jeweils endseitg mit Doppelarmaturen an die Verbindungsleitung zwischen dem Gasverteilnetz und dem Gastransportnetz angeschlossen sein, so dass diese ohne Leckageverluste auswechselbar sind.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung umfasst zweckmäßigerweise Mittel zur Probenahme und Analyse von Gas vor und hinter sowie zwischen den Adsorbereinrichtungen. Auf diese Art und Weise kann beispielsweise bei seriellem Betrieb von zwei Adsorbereinrichtungen rechtzeitig erkannt werden, wenn die stromaufwärts des Rückspeisegasstroms angeordnete erste Adsorbereinrichung eine erschöpfte Aufnahmekapazität aufweist.
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Obwohl vorstehend der Begriff Adsorbereinrichtung verwendet wurde, ist erfindungsgemäß eine Desodorierung des Gases sowohl durch physikalische Bindung der betreffenden Inhaltsstoffe an das Absorptionsmittel als auch durch chemische Umsetzung der Inhaltsstoffe vorgesehen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
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Das Ausführungsbeispiel zeigt die schematische Darstellung einer Desodorierunganlage und einer Rückverdichtungsanlage, die zwischen einem regionalen Gasverteilnetz und einem Gastransportnetz für Erdgas angeordnet sind.
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Die Desodorierungsanlage 1 ist in einer Rückspeiseleitung 2 zwischen einem nicht dargestellten regionalen Gasverteilnetz und einem ebenfalls nicht dargestellten Gastransportnetz angeordnet. In Strömungsrichtung des durch die Rückspeiseleitung 2 geführten Gases ist hinter der Desodorieranlage 1 eine Rückverdichterstation 3 angeordnet, die wenigstens einen Verdichter 4 umfasst.
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Normalerweise wird geruchsloses Erdgas aus einem Gastransportnetz, welches etwa mit einem Überdruck von 70 bar betrieben wird, von regionalen Energieversorgern über Gas-Druckregelanlagen nach vorheriger Impfung mit einem Odorierungsmittel, beispielsweise in Form von THT (Tetrahydrothiophen) in das regionale Gasverteilnetz eingespeist. Parallel hierzu wird aufbereitetes und gereinigtes Biogas von diversen Biogaserzeugern in das Gasverteilnetz eingespeist. Durch die vermehrte Einspeisung von aufbereitetem und konditioniertem Biogas sowie bedingt durch eine stark schwankende Abnahme von Gas aus dem Gasverteilnetz ergibt sich die Notwendigkeit, einen Gasüberschuss zu speichern. Erfindungsgemäß wird hierzu zu verbrauchsarmen Zeiten Gas aus dem Gasverteilnetz über die Rückspeiseleitung der Desodorierungsanlage 1 zugeführt, in welcher das in dem aus dem Gasverteilnetz entnommenen Gas von Geruchsstoffen/Odorstoffen befreit wird. Das so gereinigte geruchslose Gas wird dann weiter über die Rückspeiseleitung 2 der Verdichterstation 3 zugeführt, wobei dieses in der Verdichterstation 3 mittels wenigstens eines Verdichters 4 auf den Gastransportnetzdruck von etwa 70 bar verdichtet wird.
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Die Desodorieranlage 1 gemäß der Erfindung umfasst bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei mit einem Katalysator-Sorbens gefüllte Druckbehälter 6, die bei normalen Betrieb der Desodorierungsanlage 1 in Reihe geschaltet sind. Die Druckbehälter 6 umfassen eine Packung oder Schüttung eines Granulator-Sorbens auf der Basis von Alumosilikaten, beispielsweise auf der Basis von Zeolithen. Die Druckbehälter 6 sind über ein System von Leitungen und Armaturen so miteinander verschaltet, dass diese sowohl seriell als auch parallel als auch jeweils einzeln mit Gas aus dem Gasverteilnetz beschickbar sind.
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Die Druckbehälter 6 sind hierzu in zwei parallelen Leitungssträngen 7 innerhalb der Desodorierungsanlage 1 verzweigte Rückspeiseleitungen 2 angeordnet. Jeder der Druckbehälter 6 ist in den parallelen Leitungssträngen 7 jeweils beidseitig über zwei hintereinander geschaltete Absperrarmaturen 8 abschieberbar, das heißt jeder Druckbehälter 6 ist sowohl eingangsseitig als auch ausgangsseitig über zwei hintereinander angeordnete Absperrarmaturen 8 an die Leitungsstränge 7 angeschlossen.
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Die Verschaltung der Druckbehälter 6 kann dabei beispielsweise so gewählt sein, dass das Gas aus dem Gasverteilnetz zunächst dem ersten Druckbehälter 6a zugeführt wird, aus diesem ersten Druckbehälter 6a dem zweiten Druckbehälter 6b zugeführt wird und sodann über eine Leitungsschleife 9 der Rückspeiseleitung 2 der Verdichterstation 3 zugeführt wird.
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Mit 10 sind Spülanschlüsse an den Druckbehältern 6 bezeichnet, über welche die Druckbehälter 6 rückspülbar sind. Darüber hinaus sind sowohl vor den Druckbehältern 6 als auch zwischen den Druckbehältern 6 sowie hinter den Druckbehältern 6 Probenahmeleitungen 5 an die Rückspeiseleitung 2 angeschlossen, die eine Probenahme zwecks Kontrolle des Odorgehaltes im Gas ermöglichen.
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Wenn nun beispielsweise hinter dem ersten Druckbehälter 6a ein zu hoher Odorgehalt im Gas festgestellt wird, lässt das auf die vollständige Beladung des Katalysator-Sorbens innerhalb des Druckbehälters 6a zurückschließen, so dass dann der Druckbehälter 6a über die Absperrarmaturen 8 gegen die Rückspeiseleitung 2 abgesperrt werden kann und folglich aus dem Leitungsstrang 7 entnommen und durch einen frischen Druckbehälter ersetzt werden kann.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind nur zwei Druckbehälter 6a und 6b vorgesehen, die Erfindung ist jedoch so zu verstehen, dass wenigstens ein weiterer Druckbehälter als Reserve innerhalb der Desodorierungsanlage 1 zuschaltbar angeordnet sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Desodorierungsanlage
- 2
- Rückspeiseleitung
- 3
- Rückverdichterstation
- 4
- Verdichter
- 5
- Probenahmeleitungen
- 6
- Druckbehälter
- 6a
- erster Druckbehälter
- 6b
- zweiter Druckbehälter
- 7
- parallele Leitungsstränge der Rückspeiseleitung
- 8
- Absperrarmaturen
- 9
- Leitungsschleife
- 10
- Spülanschlüsse
