EP4303481A1 - Vorrichtung und verfahren zum bereitstellen eines odorierten erdgas- und wasserstoff-gemisches - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum bereitstellen eines odorierten erdgas- und wasserstoff-gemisches Download PDF

Info

Publication number
EP4303481A1
EP4303481A1 EP23176725.2A EP23176725A EP4303481A1 EP 4303481 A1 EP4303481 A1 EP 4303481A1 EP 23176725 A EP23176725 A EP 23176725A EP 4303481 A1 EP4303481 A1 EP 4303481A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydrogen
gas
odorant
gas line
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP23176725.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4303481C0 (de
EP4303481B1 (de
Inventor
Sascha Niebialek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westnetz GmbH
Original Assignee
Westnetz GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westnetz GmbH filed Critical Westnetz GmbH
Publication of EP4303481A1 publication Critical patent/EP4303481A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4303481C0 publication Critical patent/EP4303481C0/de
Publication of EP4303481B1 publication Critical patent/EP4303481B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/0075—Nozzle arrangements in gas streams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/21—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media
    • B01F23/213—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids
    • B01F23/2132—Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids using nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/25—Mixing by jets impinging against collision plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/311—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows for mixing more than two components; Devices specially adapted for generating foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3131—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3132—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit by using two or more injector devices
    • B01F25/31324—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit by using two or more injector devices arranged concentrically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3133—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit characterised by the specific design of the injector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • B05B1/265—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being symmetrically deflected about the axis of the nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0441—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber
    • B05B7/0475—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of liquid surrounded by an external conduit of gas upstream the mixing chamber with means for deflecting the peripheral gas flow towards the central liquid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/06—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane
    • B05B7/062—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane with only one liquid outlet and at least one gas outlet
    • B05B7/066—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane with only one liquid outlet and at least one gas outlet with an inner liquid outlet surrounded by at least one annular gas outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D3/00—Arrangements for supervising or controlling working operations
    • F17D3/12—Arrangements for supervising or controlling working operations for injecting a composition into the line
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F2025/91—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
    • B01F2025/918—Counter current flow, i.e. flows moving in opposite direction and colliding

Definitions

  • a device for odorizing a gas stream in a gas line comprising an injection device designed as a two-substance nozzle for injecting a liquid odorant into the gas stream flowing through the gas line and a method for odorizing a gas stream in a gas line are known.
  • the device comprises means for providing the nozzle gas stream for the operation of the two-substance nozzle through a nozzle supply line branching off from the gas line, through which part of the The gas stream flowing through the gas line is guided as a nozzle gas stream to the two-fluid nozzle.
  • a gas preheater is provided in the nozzle supply line.
  • the device for odorizing a gas stream disclosed in this document is designed exclusively for odorizing natural gas.
  • the present disclosure is based on the object of providing a device and a method for providing an odorized natural gas and hydrogen mixture.
  • a device for providing an odorized natural gas and hydrogen mixture which comprises a gas line and a two-substance nozzle which is set up to inject odorized hydrogen and/or hydrogen and odorant into the gas line.
  • the gas line can be any type of line that is designed to allow natural gas to flow through it.
  • it can be a gas pipeline in a local gas distribution network, which provides natural gas at a reduced pressure from a high-pressure transport network.
  • the device for providing an odorized natural gas and hydrogen mixture can in particular be arranged in a gas pressure control and measuring system (GDRM) of a local gas distribution network.
  • GDRM gas pressure control and measuring system
  • the two-substance nozzle can be an atomizer nozzle, which enables atomization of a liquid odorant so that the odorant does not precipitate on the inner wall of the gas line.
  • the two-substance nozzle is an injection device that is integrated, for example, in a dip tube.
  • the two-substance nozzle can achieve good nebulization with a small droplet size and a large surface area of the odorant, so that the odorant can be atomized and mixed with the hydrogen or the gas stream in the gas line.
  • atomization or evaporation/nebulization of the odorant and mixing of the odorant with the hydrogen can take place in the two-substance nozzle, with the odorized Hydrogen is mixed with the natural gas in the gas pipeline.
  • the atomization or evaporation/nebulization of the odorant can take place in the gas line upstream of the two-fluid nozzle, so that the odorant is also mixed with the hydrogen and the natural gas in the gas line.
  • the odorant is in particular a liquid odorant, for example tetrahydrotheophene (THT) or odorant according to DIN EN ISO 13734.
  • hydrogen supplied to the two-fluid nozzle can provide the pressure to atomize the odorant using the two-fluid nozzle.
  • This is advantageous because the proportion of hydrogen in the odorized natural gas and hydrogen mixture tends to increase with energy equivalent consumption, so that the amount of odorant added corresponds to the amount of hydrogen added, and not the amount of natural gas added. is directly related.
  • a homogeneous mixture of natural gas, hydrogen and odorant can therefore be produced in one step.
  • the two-fluid nozzle disclosed here is therefore an energy-efficient device for mixing odorant, hydrogen and natural gas.
  • a tank with odorant can be connected via a line to the second entrance of the two-fluid nozzle, with a pump, for example a piston pump, an injection pump or a membrane pump, supplying the odorant to the second entrance of the two-fluid nozzle.
  • the connection between the line and the second input can be made, for example, using a flange or another connection technology. Since the nozzle gas stream for the nebulization/evaporation of the odorant through the two-fluid nozzle comes from the hydrogen source, reliable evaporation/atomization of the odorant can be provided.
  • an additional compressor or a jet gas stream branched off from the gas line can be dispensed with.
  • the odorized hydrogen and/or the hydrogen and the odorant can be injected into the gas line perpendicular to the flow direction of the natural gas.
  • the alignment can deviate from the vertical direction by up to +/- 10°.
  • the orientation deviates up to +/- 3°, up to +/- 5°, up to +/- 8°, up to +/- 11°, or up to +/- 15°.
  • the mixer can be arranged between the two-fluid nozzle and an inner wall of the gas line.
  • the mixer can, for example, at least partially surround the two-substance nozzle.
  • the odorized hydrogen and/or the hydrogen and the odorant can preferably be injected into the gas line counter to the flow direction of the natural gas.
  • the mixer can be conical and widen in the flow direction of the gas line.
  • the odorized hydrogen and/or the hydrogen and the odorant can preferably be injected into the gas line counter to the flow direction of the natural gas.
  • the two-fluid nozzle can have an inner mixing area in which the odorant meets the hydrogen.
  • the odorant is atomized and the odorant is mixed with the hydrogen in the Two-fluid nozzle.
  • the odorized hydrogen is then injected into the gas pipeline where it mixes with the natural gas.
  • the odorant can hit the hydrogen in an area outside the two-fluid nozzle, i.e. immediately before the exit of the two-fluid nozzle.
  • the odorant is atomized and the odorant is mixed with the hydrogen and natural gas outside the two-fluid nozzle.
  • the Fig. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a device for providing an odorized natural gas and hydrogen mixture in a gas line using a two-fluid nozzle.
  • a natural gas source 50 Natural gas flows through a gas line 10.
  • a safety shut-off valve (SAV) 54 and a gas pressure regulator (GDR) 56 for reducing the gas pressure in the gas line 10.
  • a hydrogen source 30 is provided, which has a Line 32 supplies hydrogen to an entrance 22 of a two-fluid nozzle 20.
  • the hydrogen line 32 also includes a SAV 34 and a GDR 36 for reducing the hydrogen pressure in the line 32.
  • an odorant tank 40 (for example an odorant container) is provided, which supplies odorant to an inlet 21 of the two-substance nozzle 20 via a line 42.
  • the SAVs 34 and 54 are designed to limit the pressure in the lines 32 and 10, in particular a breakdown of the form from the natural gas source 50 or the hydrogen source 30 to prevent. Accordingly, GDRs 36 and 56 regulate or reduce the hydrogen and natural gas pressure, respectively.
  • a metering pump 44 is provided in line 42 to convey the odorant from the odorant tank 40 to the inlet 21 of the two-substance nozzle 20.
  • the odorant is a liquid odorant, for example THT.
  • the two-substance nozzle 20 further comprises an outlet 23, which is designed to inject odorized hydrogen and/or hydrogen and odorants into the gas line 10.
  • the two-fluid nozzle 20 is in an immersion tube (in Fig. 1 not shown), which extends into the gas line 10.
  • an evaporation body can be provided in the gas line 10 in front of the outlet 23 of the two-fluid nozzle 20 (in Fig. 1 not shown), onto which the two-substance nozzle 20 applies the odorant for better evaporation/nebulization.
  • a local gas distribution network and / or a GDRM can be used in the device for providing an odorized natural gas and hydrogen mixture according to Fig. 1 be provided, but are not shown here because they are known to those skilled in the art and are not essential to the implementation of the present invention.
  • the SAVs 34 and 54 and the GDRs 36 and 56 are optional elements of the device described in this exemplary embodiment for providing an odorized natural gas and hydrogen mixture.
  • an odorized natural gas and hydrogen mixture can be provided in the gas line 10 in a simple manner.
  • reliable atomization (evaporation/nebulization) of the odorant and mixing of the odorant with the natural gas or hydrogen can be made possible.
  • the nozzle gas stream for the two-substance nozzle 20 is provided through the hydrogen line 32, an additional nozzle gas stream can be dispensed with.
  • the provision of the nozzle gas stream for the two-substance nozzle 20 through the hydrogen line 32 enables a simple and reliable increase in the proportion of hydrogen in the odorized natural gas and hydrogen mixture while maintaining sufficient odorization.
  • a reliable and cost-effective provision of an odorized natural gas and hydrogen mixture is thus proposed, with the provision of the two-substance nozzle for supplying the hydrogen and the odorant preventing liquid odorant from condensing in the gas line 10.
  • the two-substance nozzle 20 also enables good atomization (evaporation/nebulization) with small droplet sizes and large Surface of the odorant can be reached so that the odorant can be finely atomized and reliably mixed with the hydrogen or natural gas in the gas line 10.
  • the Fig. 2 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of providing an odorized natural gas and hydrogen mixture in a gas line.
  • the gas line can be the one in the exemplary embodiment Fig. 1 gas line 10 shown.
  • the Fig. 2 also shows a two-fluid nozzle 20, which is the one in the exemplary embodiment Fig. 1 shown two-fluid nozzle 20 can act.
  • natural gas 11 flows around the two-substance nozzle 20, that is, the two-substance nozzle 20 is arranged in the gas line 10 or extends into the gas line 10.
  • the two-substance nozzle 20 comprises an inner feed 90 through which an odorant 41 flows, and a external feed 91 through which hydrogen 31 flows.
  • the outer feed 91 surrounds the inner feed 90.
  • the two-fluid nozzle 20 is designed such that the inner feed 90 leads the odorant 41 to an area 94 outside the two-fluid nozzle 20, where the odorant 41 is atomized and combines with the hydrogen 31 and the natural gas 11 mixed. Accordingly, a homogeneous, odorized natural gas and hydrogen mixture 95 results in the gas line 10.
  • the odorant 41 and the hydrogen 31 are injected into the gas line 10 in the flow direction of the natural gas 11, whereby the homogeneous, odorized natural gas and hydrogen mixture 95 is initially formed in a central area of the gas line 10 and then downstream of the two-fluid nozzle 20 in the gas pipe 10 spreads.
  • this injection arrangement reliable odorization of the natural gas and hydrogen mixture can be achieved.
  • the orientation of the two-substance nozzle 20 or the outlet 23 of the two-substance nozzle 20 is shown parallel to the gas line 10, ie in the flow direction of the gas line 10.
  • the orientation of the two-substance nozzle 20 or the outlet 23 of the two-substance nozzle 20 deviates by up to +/- 10 ° from the extension direction of the gas line 10 or the flow direction of the gas line 10.
  • the Fig. 3 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of providing an odorized natural gas and hydrogen mixture in a gas line.
  • the gas line can be the one in the exemplary embodiment Fig. 1 gas line 10 shown.
  • the Fig. 3 also shows a two-fluid nozzle 20, which is the one in the exemplary embodiment Fig. 1 shown two-fluid nozzle 20 can act.
  • the exemplary embodiment of the Fig. 3 differs from the exemplary embodiment Fig. 2 in which the odorant 41 is atomized (nebulized) in an area 93 within the two-substance nozzle 20, so that the hydrogen 31 is odorized within the two-substance nozzle 20.
  • the two-fluid nozzle 20 includes a partial element 25 in the outlet 23.
  • the sub-element 25 is conical and arranged centrally within the two-substance nozzle 20 in the outlet 23 of the two-substance nozzle 20, the cone shape widening in the direction of the outlet 23 of the two-substance nozzle 20.
  • the partial element 25 allows the odorized hydrogen to be distributed over the entire width of the gas line, since it deflects the odorized hydrogen to the side walls of the gas line 10. There the odorized hydrogen meets the natural gas 11 and a homogeneous, odorized natural gas and hydrogen mixture 95 is formed.
  • the partial element 25 can also have a shape other than a cone shape, as long as it is designed to deflect the odorized hydrogen from the outlet 23 of the two-fluid nozzle 20 to the side walls of the gas line 10.
  • the odorized hydrogen is indexed in the flow direction of the natural gas 11 into the gas line 10. This results in a reliable mixing of the odorized hydrogen 31 with the natural gas 11, so that a homogeneous, odorized natural gas and hydrogen mixture 95 can be provided in the entire gas line 10.
  • the orientation of the two-substance nozzle 20 is parallel to the gas line 10, ie in the flow direction of the gas line 10. However, it can also be provided that the orientation of the two-substance nozzle 20 is up to +/- 10 ° from the direction of extension of the gas line 10 or the Flow direction of the gas line 10 differs.
  • the alignment of the two-substance nozzle 20 in the gas line 10 can also be adapted to the deflection angle of the sub-element 25.
  • the in the Fig. 3 The two-fluid nozzle 20 shown can also be designed without a sub-element 25.
  • the Fig. 4 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of providing an odorized natural gas and hydrogen mixture in a gas line.
  • the gas line can be the one in the exemplary embodiment Fig. 1 gas line 10 shown.
  • the Fig. 4 also shows a two-fluid nozzle 20, which is the one in the exemplary embodiment Fig. 1 shown two-fluid nozzle 20 can act.
  • the exemplary embodiment of the Fig. 4 differs from the exemplary embodiment Fig. 2 , in which the two-substance nozzle 20 injects the odorant 41 and the hydrogen 31 into the gas line 10 against the flow direction of the natural gas 11.
  • the odorant 41 is atomized (nebulized) in the area 94 in front of the outlet 23 of the two-fluid nozzle 20 and mixes there with the hydrogen 31 (as in the exemplary embodiment of Fig. 2 ).
  • the odorized hydrogen hits the natural gas 11 in the countercurrent direction, so that a homogeneous, odorized natural gas and hydrogen mixture 95 is formed centrally in the gas line 10.
  • the odorized hydrogen 31 hits the natural gas 11 in the countercurrent direction and is passed around the two-fluid nozzle 20 together with the already formed homogeneous, odorized natural gas and hydrogen mixture 95 in the flow direction of the natural gas 11.
  • the impact of the odorized hydrogen 31 on the natural gas 11 in the countercurrent direction enables a reliable formation of a homogeneous, odorized natural gas and hydrogen mixture 95.
  • the Fig. 4 will be on the Fig. 2 referred.
  • a mixer 80 can be provided in the gas line 10 for further improved mixing of the odorized hydrogen 31 and the natural gas 11.
  • the mixer 80 can be, for example, a baffle plate, a baffle plate, or a sheet metal apron, onto which the homogeneous, odorized natural gas and hydrogen mixture 95 hits and is further mixed.
  • the mixer 80 is arranged between the two-substance nozzle 20 and the inner wall of the gas line 10 and surrounds (at least partially) the two-substance nozzle 20.
  • the mixer 80 is conical and widens outwards in the flow direction of the natural gas 11 in the gas line 10.
  • the orientation of the two-substance nozzle 20 or the outlet 23 of the two-substance nozzle 20 is shown parallel to the gas line 10, ie, against the flow direction of the gas line 10.
  • the orientation of the two-substance nozzle 20 or the outlet 23 of the two-substance nozzle 20 deviates by up to +/- 10 ° from the extension direction of the gas line 10 or the flow direction of the gas line 10.
  • the in the Fig. 4 can also be designed without a mixer 80.
  • the Fig. 5 shows a schematic representation of a fourth exemplary embodiment of providing an odorized natural gas and hydrogen mixture in a gas line.
  • the gas line can be the one in the exemplary embodiment Fig. 1 shown Gas pipe 10 act.
  • the Fig. 5 also shows a two-fluid nozzle 20, which is the one in the exemplary embodiment Fig. 1 shown two-fluid nozzle 20 can act.
  • the exemplary embodiment of the Fig. 5 differs from the exemplary embodiment Fig. 3 , in which the two-substance nozzle 20 injects the odorized hydrogen 31 into the gas line 10 against the flow direction of the natural gas 11, and in which a mixer 80 is provided in the gas line 10.
  • a mixer 80 is provided in the gas line 10.
  • the odorized hydrogen 31 is deflected to the side walls of the gas line 10 and hits the natural gas 11 there in the countercurrent direction, thereby enabling a reliable formation of an odorized natural gas and hydrogen mixture 95.
  • the odorized natural gas and hydrogen mixture 95 is then, as indicated by the arrows 96, passed around the two-fluid nozzle 20 in the flow direction of the natural gas 11, where it hits the mixer 80 and is further mixed by it.
  • the mixer 80 can be like that in the exemplary embodiment Fig. 4
  • the mixer 80 described can be formed and also arranged accordingly in the gas line 10, so that the mixer 80 will not be described again at this point.
  • the Fig. 6 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of a device for providing an odorized natural gas and hydrogen mixture in a gas line using a two-fluid nozzle.
  • the exemplary embodiment of the Fig. 6 differs from the exemplary embodiment Fig. 1 in which means for supplying thermal energy from the hydrogen line 32 into the gas line 10 are provided. Regarding the description of the other elements of the Fig. 6 will be on the Fig. 1 referred.
  • the means for supplying thermal energy from the hydrogen line 32 into the gas line 10 include a first heat exchanger 71, a second heat exchanger 72 and a conveying means 74.
  • the first heat exchanger 71 is designed to absorb thermal energy from the hydrogen 31 flowing in the hydrogen line 32 medium to transmit.
  • the second heat exchanger 72 is set up to transfer thermal energy of the medium to the natural gas 11 flowing in the gas line 10.
  • the conveying means 74 (for example a pump) is set up to move the medium from the first heat exchanger 71 to the second heat exchanger 72.
  • the means for supplying thermal energy from the hydrogen line 32 into the gas line 10 is a closed circuit.
  • the natural gas can cool down according to the Joule-Thomsen effect, which can lead to the valves 54 and 56 installed in the gas line 10 icing up.
  • the thermal energy generated in the hydrogen line 32 can be at least partially supplied to the gas line 10 or the natural gas, so that icing of the valves 54 and 56 or the two-fluid nozzle 20 can be prevented. This means that there is no need for additional heat generators to prevent the valves 54 and 56 or the two-fluid nozzle 20 in the gas line 10 from icing up.
  • the two-fluid nozzle 20 shown can be any of the ones in the Figs. 2 to 5 shown two-fluid nozzles 20 act. Furthermore, a mixer 80, as in the Figs. 4 and 5 shown in the arrangement of Fig. 6 be provided.
  • a method for providing an odorized natural gas and hydrogen mixture can be implemented with one of the above devices and includes the following method steps: passing natural gas 11 through the gas line 10, passing hydrogen 31 to the two-fluid nozzle 20 and passing odorant 41 with the aid the metering pump 44 to the two-fluid nozzle 20.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches offenbart. Die Vorrichtung umfasst eine Gasleitung (10) undeine Zweistoffdüse (20), die dazu eingerichtet ist, odorierten Wasserstoff und/oder Wasserstoff (31) und Odoriermittel (41) in die Gasleitung (10) zu injizieren. Über eine Leitung (42) wird das Odoriermittel (41) einem ersten Eingang der Zweistoffdüse (20) zugeführt. Über eine Wasserstoffleitung (32) wird Wasserstoff einem zweiten Eingang (22) der Zweistoffdüse (20) zugeführt. Dies führt zu einem homogenen Gemisch aus Erdgas, Wasserstoff und Odoriermittel in einem Schritt.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung mit Hilfe einer Zweistoffdüse.
    • HINTERGRUND
  • Bei der leitungsgebundenen Erdgasversorgung ist es notwendig, dass das Erdgas einen Geruch aufweist, so dass Menschen mögliche Leckagen wahrnehmen können. Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, in einer Gasleitung transportiertes Erdgas vor der Entnahme aus der Gasleitung mit einem flüssigen Odoriermittel, wie beispielsweise Tetrahydrothiophen (THT), zu odorieren.
  • Aus der DE 10 2017 128 495 A1 ist eine Vorrichtung zur Odorierung eines Gasstroms in einer Gasleitung umfassend eine als Zweistoffdüse ausgebildete Injektionseinrichtung zur Injektion eines flüssigen Odoriermittels in den durch die Gasleitung strömenden Gasstrom sowie ein Verfahren zur Odorierung eines Gasstroms in einer Gasleitung bekannt. Die Vorrichtung umfasst Mittel zum Bereitstellen des Düsengasstroms für den Betrieb der Zweistoffdüse durch eine von der Gasleitung abzweigende Düsenzuleitung, durch die ein Teil des
    durch die Gasleitung strömenden Gasstroms als Düsengasstrom zur Zweistoffdüse geführt wird. In einer Ausführungsform ist in der Düsenzuleitung ein Gasvorwärmer vorgesehen. Die in dieser Druckschrift offenbarte Vorrichtung zur Odorierung eines Gasstroms ist ausschließlich zur Odorierung von Erdgas ausgebildet.
  • Die technischen Anforderungen an zuverlässiger und nachhaltiger Energieversorgung steigen ständig. Eine Möglichkeit diese Anforderungen zu erreichen ist es, zumindest Teile der leitungsgebundenen Erdgasversorgung durch Wasserstoff zu ersetzen, insbesondere das durch die Gasleitungen transportierte Erdgas durch ein Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch zu ersetzen. Ein Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch kann beispielsweise in einer Übergangszeit in Gasleitungen transportiert werden, bevor Erdgas ganz durch Wasserstoff ersetzt wird.
  • Da der Energiegehalt von Wasserstoff jedoch nur etwa ein Drittel des Energieinhalts von Erdgas beträgt, wird mehr Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch durch die Gasleitungen geleitet werden müssen. Das Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch muss dabei wir reines Erdgas vor einer Leitungsentnahme odoriert werden. Proportional zum erhöhten Einsatz des Erdgas-und Wasserstoff-Gemisches nimmt auch der Odoriermittelverbrauch zu, da die Odorierung üblicherweise mengenproportional erfolgt. Dementsprechend wird es für Erdgas- und Wasserstoff-Gemische notwendig sein, die Leistungsfähigkeit der für die Odorierung von Erdgas vorhandenen Odoriermittelinjektionssysteme zu erhöhen bzw. neue Odoriermittelinjektionssysteme einzusetzen.
    • KURZER ABRISS
  • Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches vorzusehen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas-und Wasserstoff-Gemisches vorgeschlagen, die eine Gasleitung und eine Zweistoffdüse, die dazu eingerichtet ist, odorierten Wasserstoff und/oder Wasserstoff und Odoriermittel in die Gasleitung zu injizieren, umfasst.
  • Bei der Gasleitung kann es sich um jede Art von Leitung handeln, die dazu eingerichtet ist, dass durch sie Erdgas strömt. Beispielsweise kann es sich um eine Gasleitung in einem örtlichen Gasverteilnetz, welches Erdgas mit einem reduzierten Druck aus einem Hochdrucktransportnetz bereitstellt, handeln. Die Vorrichtung zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches kann insbesondere in einer Gas-Druckregel-und Messanlage (GDRM) eines örtlichen Gasverteilnetzes angeordnet sein.
  • Bei der Zweistoffdüse kann es sich um eine Zerstäuberdüse handeln, die eine Zerstäubung eines flüssigen Odoriermittels ermöglicht, so dass sich das Odoriermittel nicht an der Innenwand der Gasleitung niederschlägt. Insbesondere handelt es bei der Zweistoffdüse um eine Injektionsvorrichtung, die beispielsweise in einem Tauchrohr integriert ist. Durch die Zweistoffdüse kann eine gute Verneblung mit geringer Tröpfchengröße und großer Oberfläche des Odoriermittels erreicht werden, so dass das Odoriermittel zerstäubt und mit dem Wasserstoff bzw. dem Gasstrom in der Gasleitung vermischt werden kann. So kann eine Zerstäubung bzw. Verdunstung/Vernebelung des Odoriermittels und Vermischung des Odoriermittels mit dem Wasserstoff in der Zweistoffdüse erfolgen, wobei der odorierte Wasserstoff in der Gasleitung mit dem Erdgas vermischt wird. Alternativ kann die Zerstäubung bzw. Verdunstung/Vernebelung des Odoriermittels in der Gasleitung vor der Zweistoffdüse erfolgen, so dass auch die Mischung des Odoriermittels mit dem Wasserstoff und dem Erdgas in der Gasleitung erfolgt. Bei dem Odoriermittel handelt es sich insbesondere um ein flüssiges Odoriermittel, beispielsweise Tetrahydrotheophen (THT) oder Odoriermittel nach DIN EN ISO 13734. In Deutschland beispielsweise sind die Odorierungsvorgaben im Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW) Arbeitsblatt G 280 beschrieben. Zusätzlich kann in der Gasleitung ein Verdunstungskörper vorgesehen sein, auf den die Zweistoffdüse das Odoriermittel zu besseren Verdunstung/Vernebelung aufbringt.
  • Somit kann ein der Zweistoffdüse zugeführter Wasserstoff den Druck liefern, um das Odoriermittel mit Hilfe der Zweistoffdüse zu zerstäuben. Dies ist vorteilhaft, da der Anteil an Wasserstoff in dem odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch tendenziell steigt, bei energieäquivalentem Verbrauch, so dass die Menge der Zuführung des Odoriermittels mit der Menge der Zuführung des Wasserstoffs, und nicht der Menge der Zuführung des Erdgases, in direktem Zusammenhang steht. Es kann folglich in einem Schritt ein homogenes Gemisch aus Erdgas, Wasserstoff und Odoriermittel erzeugt werden. Die hier offenbarte Zweistoffdüse ist somit eine energieeffiziente Vorrichtung zur Mischung von Odoriermittel, Wasserstoff und Erdgas.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst die Vorrichtung zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches eine Wasserstoffquelle, die dazu eingerichtet ist, einem ersten Eingang der Zweistoffdüse Wasserstoff als Düsengasstrom zuzuführen, und eine Odoriermittelquelle, die dazu eingerichtet ist, einem zweiten Eingang der Zweistoffdüse Odoriermittel zuzuführen. Beispielsweise ist die Wasserstoffquelle ein Wasserstofftank, der über eine Wasserstoffleitung mit dem ersten Eingang der Zweistoffdüse verbunden ist. Die Verbindung zwischen der Wasserstoffleitung und dem ersten Eingang kann beispielsweise mit Hilfe eines Flansches erfolgen. Ferner kann ein Tank mit Odoriermittel über eine Leitung mit dem zweiten Eingang der Zweistoffdüse verbunden sein, wobei eine Pumpe, beispielsweise eine Kolbenpumpe, eine Injektionspumpe oder eine Membranpumpe, das Odoriermittel dem zweiten Eingang der Zweistoffdüse zuführt. Die Verbindung zwischen der Leitung und dem zweiten Eingang kann beispielsweise mit Hilfe eines Flansches oder einer anderen Verbindungstechnik erfolgen. Da der Düsengasstrom für die Vernebelung/Verdustung des Odoriermittels durch die Zweistoffdüse von der Wasserstoffquelle stammt, kann eine zuverlässige Verdunstung/Vernebelung des Odoriermittels bereitgestellt werden. Insbesondere kann auf einen zusätzlichen Kompressor oder einen von der Gasleitung abgezweigten Düsengasstrom verzichtet werden.
  • In der Wasserstoffquelle kann der Wasserstoff beispielsweise wie folgt gespeichert sein: gasförmig unter Hochdruck in Drucktanks oder unterirdischen Kavernenspeichern, flüssig in isolierten Kryotanks, oder adsorbiert in geeigneten festen oder flüssigen Trägermedien.
  • Die Zweistoffdüse kann einen Ausgang, d.h., eine Injektionsöffnung, zum Injizieren des odorierten Wasserstoffs und/oder des Wasserstoffs und des Odoriermittels in die Gasleitung aufweisen, wobei der Ausgang in die Strömungsrichtung der Gasleitung weist, so dass der odorierte Wasserstoff und/oder der Wasserstoff und das Odoriermittel in Strömungsrichtung des Erdgases in die Gasleitung injiziert werden. Dadurch kann der aus der Zweistoffdüse in die Gasleitung injizierte, odorierte Wasserstoff und/oder der Wasserstoff und das Odoriermittel in die gleiche Richtung wie die Strömungsrichtung des Erdgases in den Gaststrom injiziert werden, was eine Verteilung des odorierten Wasserstoffs und/oder des Wasserstoffs und des Odoriermittels in einem relativ weiten Bereich der Gasleitung ermöglicht. Dadurch wird eine zuverlässige Vermischung der Bestandteile des odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches bereitgestellt. Die Ausrichtung des Ausgangs der Zweistoffdüse in die Strömungsrichtung der Gasleitung umfasst dabei, dass die Ausrichtung bis zu +/- 10° von der Strömungsrichtung des Erdgases in der Gasleitung abweicht. In weiteren Ausführungsformen weicht die Ausrichtung bis zu +/- 3°, bis zu +/- 5°, bis zu +/-8°, bis zu +/- 11°, oder bis zu +/- 15° von der Strömungsrichtung des Erdgases in der Gasleitung ab.
  • Alternativ kann der Ausgang der Zweistoffdüse entgegen die Strömungsrichtung der Gasleitung weisen, so dass der odorierte Wasserstoff und/oder der Wasserstoff und das Odoriermittel entgegen der Strömungsrichtung des Erdgases in die Gasleitung injiziert werden. So kann der odorierte Wasserstoff und/oder der Wasserstoff und das Odoriermittel in Gegenstromrichtung auf den Erdgasstrom treffen, was zu einer verbesserten Mischung der Bestandteile des odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches führt. Die Ausrichtung des Ausgangs entgegen der Strömungsrichtung der Gasleitung umfasst dabei, dass die Ausrichtung bis zu +/- 10° von der Gegenstromrichtung des Erdgases in der Gasleitung abweicht. In weiteren Ausführungsformen weicht die Ausrichtung bis zu +/- 3°, bis zu +/-5°, bis zu +/- 8°, bis zu +/- 11°, oder bis zu +/- 15° ab.
  • Ferner kann der odorierte Wasserstoff und/oder der Wasserstoff und das Odoriermittel senkrecht zur Strömungsrichtung des Erdgases in die Gasleitung injiziert werden. Die Ausrichtung kann dabei bis zu +/- 10° von der senkrechten Richtung abweichen. In weiteren Ausführungsformen weicht die Ausrichtung bis zu +/- 3°, bis zu +/- 5°, bis zu +/- 8°, bis zu +/- 11°, oder bis zu +/- 15° ab.
  • Im Ausgang der Zweistoffdüse kann des Weiteren ein Teilelement angeordnet sein. Bei dem Teilelement kann es sich um ein kegelförmiges Teilelement handeln. Das kegelförmige Teilelement kann zentral innerhalb der Zweistoffdüse in bzw. bei dem Ausgang der Zweistoffdüse angeordnet sein und sich in Richtung des Ausgangs weiten. Bei dieser Ausführungsform kann insbesondere bei Odorierung des Wasserstoffs innerhalb der Zweistoffdüse eine vorteilhafte Injektion des odorierten Wasserstoffs über die gesamte Breite der Gasleitung erreicht werden, da das Teilelement den odorierten Wasserstoff zu den Seitenwänden der Gasleitung lenkt, wo der odorierte Wasserstoff auf das Erdgas trifft und zu einem homogenen, odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch wird.
  • Um die Vermischung des Erdgases mit dem odorierten Wasserstoff und/oder dem Wasserstoff und dem Odoriermittel weiter zu verbessern, kann in der Gasleitung ein Mischer vorgesehen sein. Bei dem Mischer kann es sich beispielsweise um eine Prallplatte, ein Prallblech, oder eine Blechschürze handeln, auf welche das Erdgas bzw. der odorierte Wasserstoff und/oder der Wasserstoff und das Odoriermittel trifft. Der Mischer kann in der Gasleitung eingesetzt werden, wenn der odorierte Wasserstoff und/oder der Wasserstoff und das Odoriermittel entgegen oder mit der Strömungsrichtung des Erdgases in die Erdgasleitung injiziert werden.
  • Für eine optimale Mischung kann der Mischer zwischen der Zweistoffdüse und einer Innenwand der Gasleitung angeordnet sein. Der Mischer kann beispielweise die Zweistoffdüse zumindest teilweise umgeben. Bei dieser Ausführungsform kann der odorierte Wasserstoff und/oder der Wasserstoff und das Odoriermittel bevorzugt entgegen der Strömungsrichtung des Erdgases in die Gasleitung injiziert werden.
  • Um den Gasstrom in der Erdgasleitung auf vorteilhafte Weise mit dem odorierten Wasserstoff und/oder dem Wasserstoff und dem Odoriermittel zu vermischen kann der Mischer kegelförmig ausgebildet sein und sich in Strömungsrichtung der Gasleitung weiten. Bei dieser Ausführungsform kann der odorierte Wasserstoff und/oder der Wasserstoff und das Odoriermittel bevorzugt entgegen der Strömungsrichtung des Erdgases in die Gasleitung injiziert werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Offenbarung umfasst die Vorrichtung zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches eine Wasserstoffleitung zum Zuführen von Wasserstoff zu der Zweistoffdüse und Mittel zum Zuführen von thermischer Energie aus der Wasserstoffleitung in die Gasleitung an einem Ort der Gasleitung stromaufwärts der Zweistoffdüse. Durch eine Druckreduzierung des in der Gasleitung strömenden Erdgases kann es gemäß dem Joule-Thomsen-Effekt zu einer Abkühlung des Erdgases kommen, was zu einer Vereisung von in der Gasleitung installierten Ventilen, insbesondere Regelventilen, führen kann. Dementgegen kommt es in der Wasserstoffleitung gemäß dem umgekehrten Joule-Thomsen-Effekt bei Expansion des Wasserstoffes zu einer Temperaturerhöhung. Diese gegenläufigen Temperaturänderungen können vorteilhaft genutzt werden. So kann die in der Wasserstoffleitung erzeugte thermische Energie der Gasleitung zugeführt werden, so dass eine Vereisung von Ventilen in dieser verhindert wird. Insbesondere kann der Abgriff der thermischen Energie aus der Wasserstoffleitung stromaufwärts in Bezug auf Regelventile der Wasserstoffleitung und/oder der Zweistoffdüse erfolgen. Ferner kann die Zuführung der thermischen Energie in die Gasleitung stromaufwärts in Bezug auf Regelventile der Gasleitung erfolgen. Somit kann auf zusätzliche Wärmeerzeuger zur Verhinderung von Vereisungen in der Gasleitung verzichtet werden.
  • Insbesondere können die Mittel zum Zuführen von thermischer Energie aus der Wasserstoffleitung in die Gasleitung Folgendes umfassen: einen ersten Wärmetauscher, der dazu eingerichtet ist, thermische Energie des in der Wasserstoffleitung strömenden Wasserstoffs auf ein Medium zu übertragen, einen zweiten Wärmetauscher, der dazu eingerichtet ist, thermische Energie des Mediums auf in der Gasleitung strömendes Erdgas zu übertragen, und ein Fördermittel, das dazu eingerichtet ist, das Medium von dem ersten Wärmetauscher zu dem zweiten Wärmetauscher zu bewegen. Entsprechend kann der erste Wärmetauscher stromaufwärts in Bezug auf die Zweistoffdüse und jeweilige Ventile in der Wasserstoffleitung angeordnet sein. Auch der zweite Wärmetauscher kann stromaufwärts in Bezug auf jeweilige Ventile in der Gasleitung angeordnet sein. Bei dem Medium kann es sich beispielsweise um Wasser, Öl, Dampf, Luft oder Gas handeln. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Mediums kann es sich bei dem Fördermittel um eine passende Pumpe handeln. Vorzugsweise ist ferner eine Regelungstechnik, insbesondere eine elektrische Steuerung, zum Steuern des ersten Wärmetauschers, des zweiten Wärmetauschers und des Fördermittels vorgesehen.
  • Die Zweistoffdüse kann eine innere Zuführung, die dazu eingerichtet ist, das Odoriermittel zu führen, und eine äußere Zuführung, die die innere Zuführung umgibt und dazu eingerichtet ist, den Wasserstoff zu führen, umfassen. Dadurch kann eine zuverlässige Zerstäubung (Verdunstung/Vernebelung) des Odoriermittels erreicht werden.
  • Die Zweistoffdüse kann einen inneren Mischbereich aufweisen, in dem das Odoriermittel auf den Wasserstoff trifft. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Zerstäubung des Odoriermittels und die Vermischung des Odoriermittels mit dem Wasserstoff in der Zweistoffdüse. Der odorierte Wasserstoff wird anschließend in die Gasleitung injiziert und vermischt sich dort mit dem Erdgas.
  • Alternativ kann das Odoriermittel in einem Bereich außerhalb der Zweistoffdüse, d.h., unmittelbar vor dem Ausgang der Zweistoffdüse, auf den Wasserstoff treffen. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Zerstäubung des Odoriermittels und die Vermischung des Odoriermittels mit dem Wasserstoff und dem Erdgas außerhalb der Zweistoffdüse.
  • Die eingangs gestellte Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches mit einer der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen gelöst, wobei das Verfahren umfasst: Führen von Erdgas durch die Gasleitung, Führen von Wasserstoff zu der Zweistoffdüse und Führen von Odoriermittel zu der Zweistoffdüse.
  • Die oben beschriebenen Aspekte und Varianten können kombiniert werden, ohne dass dies explizit beschrieben ist. Jede der beschriebenen Ausgestaltungsvarianten ist somit optional zu jeder Ausgestaltungsvariante oder Kombinationen davon zu sehen. Die vorliegende Offenbarung ist somit nicht auf die einzelnen Ausgestaltungen und Varianten in der beschriebenen Reihenfolge oder einer bestimmten Kombination der Aspekte und Ausgestaltungsvarianten beschränkt.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Figuren.
    • Fig. 1
    zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung mit Hilfe einer Zweistoffdüse;
    Fig. 2
    zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Bereitstellung eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung;
    Fig. 3
    zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Bereitstellung eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung;
    Fig. 4
    zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Bereitstellung eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung;
    Fig. 5
    zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Bereitstellung eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung; und
    Fig. 6
    zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung mit Hilfe einer Zweistoffdüse.
    DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung mit Hilfe einer Zweistoffdüse.
  • Ausgehend von einer Erdgasquelle 50 strömt Erdgas durch eine Gasleitung 10. In der Gasleitung 10 befindet sich ein Sicherheitsabsperrventil (SAV) 54 und ein Gasdruckregelgerät (GDR) 56 zum Reduzieren des Gasdrucks in der Gasleitung 10. Ferner ist eine Wasserstoffquelle 30 vorgesehen, die über eine Leitung 32 Wasserstoff einem Eingang 22 einer Zweistoffdüse 20 zuführt. Die Wasserstoffleitung 32 umfasst ebenfalls ein SAV 34 und ein GDR 36 zum Reduzieren des Wasserstoffdrucks in der Leitung 32. Des Weiteren ist ein Odoriermitteltank 40 (beispielsweise ein Odoriermittelgebinde) vorgesehen, der über eine Leitung 42 Odoriermittel einem Eingang 21 der Zweistoffdüse 20 zuführt.
  • Die SAVs 34 und 54 sind dazu eingerichtet, den Druck in den Leitungen 32 und 10 zu beschränken, insbesondere ein Durchschlagen des Vordrucks aus der Erdgasquelle 50 bzw. der Wasserstoffquelle 30 zu verhindern. Entsprechend regeln bzw. reduzieren die GDRs 36 und 56 den Wasserstoff- bzw. Erdgasdruck.
  • Zum Fördern des Odoriermittels von dem Odoriermitteltank 40 zu dem Eingang 21 der Zweistoffdüse 20 ist in der Leitung 42 eine Dosierpumpe 44 vorgesehen. Bei dem Odoriermittel handelt es sich um ein flüssiges Odoriermittel, beispielsweise THT. Die Zweistoffdüse 20 umfasst ferner einen Ausgang 23, der dazu eingerichtet ist, odorierten Wasserstoff und/oder Wasserstoff und Odoriermittel in die Gasleitung 10 zu injizieren. Dazu ist die Zweistoffdüse 20 in einem Tauchrohr (in Fig. 1 nicht gezeigt) integriert, welches sich in die Gasleitung 10 erstreckt. Zusätzlich kann in der Gasleitung 10 vor dem Ausgang 23 der Zweistoffdüse 20 ein Verdunstungskörper vorgesehen sein (in Fig. 1 nicht gezeigt), auf den die Zweistoffdüse 20 das Odoriermittel zur besseren Verdunstung/Vernebelung aufbringt.
  • Weitere Elemente, insbesondere übliche Elemente eines örtlichen Gasverteilnetzes und/oder einer GDRM, wie beispielsweise Zähler, Steuergeräte, Füllstandmesser, Durchflussmesser etc., können in der Vorrichtung zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches gemäß Fig. 1 vorgesehen sein, werden in dieser jedoch nicht gezeigt, da sie dem Fachmann bekannt und für die Ausführung der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich sind. Ferner handelt es sich bei den SAVs 34 und 54 und den GDRs 36 und 56 um optionale Elemente der in diesem Ausführungsbeispiel beschriebenen Vorrichtung zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches.
  • Mit der in der Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches kann auf einfache Weise ein odoriertes Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch in der Gasleitung 10 bereitgestellt werden. Mit Hilfe der Zweistoffdüse 20 kann eine zuverlässige Zerstäubung (Verdunstung/Vernebelung) des Odoriermittels und Vermischung des Odoriermittels mit dem Erdgas bzw. dem Wasserstoff ermöglicht werden. Da der Düsengasstrom für die Zweistoffdüse 20 durch die Wasserstoffleitung 32 bereitgestellt wird, kann auf einen zusätzlichen Düsengasstrom verzichtet werden. Insbesondere wird durch die Bereitstellung des Düsengasstroms für die Zweistoffdüse 20 durch die Wasserstoffleitung 32 eine einfache und zuverlässige Erhöhung des Anteils an Wasserstoff in dem odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch bei Beibehaltung einer ausreichenden Odorierung ermöglicht. Somit wird eine zuverlässige und kostengünstige Bereitstellung eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches vorgeschlagen, wobei die Vorsehung der Zweistoffdüse für die Zuführung des Wasserstoffs und des Odoriermittels verhindert, das sich flüssiges Odoriermittel in der Gasleitung 10 niederschlägt. Durch die Zweistoffdüse 20 kann ferner eine gute Zerstäubung (Verdunstung/Vernebelung) mit geringer Tröpfchengröße und großer Oberfläche des Odoriermittels erreicht werden, so dass das Odoriermittel fein zerstäubt und zuverlässig mit dem Wasserstoff bzw. dem Erdgas in der Gasleitung 10 vermischt werden kann.
  • Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Bereitstellung eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung. Bei der Gasleitung kann es sich um die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigte Gasleitung 10 handeln. Die Fig. 2 zeigt ferner eine Zweistoffdüse 20, bei der es sich um die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigte Zweistoffdüse 20 handeln kann.
  • In der Gasleitung 10 strömt Erdgas 11 um die Zweistoffdüse 20, d.h., die Zweistoffdüse 20 ist in der Gasleitung 10 angeordnet bzw. erstreckt sich in die Gasleitung 10. Die Zweistoffdüse 20 umfasst eine innere Zuführung 90, durch die ein Odoriermittel 41 strömt, und eine äußere Zuführung 91, durch die Wasserstoff 31 strömt. Die äußere Zuführung 91 umgibt die innere Zuführung 90. Die Zweistoffdüse 20 ist derart ausgebildet, dass die innere Zuführung 90 das Odoriermittel 41 zu einem Bereich 94 außerhalb der Zweistoffdüse 20 führt, wo das Odoriermittel 41 zerstäubt wird und sich mit dem Wasserstoff 31 und dem Erdgas 11 vermischt. Entsprechend ergibt sich in der Gasleitung 10 ein homogenes, odoriertes Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch 95. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden das Odoriermittel 41 und der Wasserstoff 31 in Strömungsrichtung des Erdgases 11 in die Gasleitung 10 injiziert, wodurch das homogene, odorierte Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch 95 anfänglich in einem zentralen Bereich der Gasleitung 10 gebildet wird und sich anschließend stromabwärts von der Zweistoffdüse 20 in der Gasleitung 10 ausbreitet. Mit Hilfe dieser Injektionsanordnung kann somit eine zuverlässige Odorisierung des Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches erreicht werden.
  • In der Fig. 2 ist die Ausrichtung der Zweistoffdüse 20 bzw. des Ausgangs 23 der Zweistoffdüse 20 parallel zur Gasleitung 10, d.h., in die Strömungsrichtung der Gasleitung 10 gezeigt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Ausrichtung der Zweistoffdüse 20 bzw. des Ausgangs 23 der Zweistoffdüse 20 um bis zu +/- 10° von der Erstreckungsrichtung der Gasleitung 10 bzw. der Strömungsrichtung der Gasleitung 10 abweicht.
  • Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Bereitstellung eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung. Bei der Gasleitung kann es sich um die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigte Gasleitung 10 handeln. Die Fig. 3 zeigt ferner eine Zweistoffdüse 20, bei der es sich um die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigte Zweistoffdüse 20 handeln kann.
  • Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 in dem das Odoriermittel 41 in einem Bereich 93 innerhalb der Zweistoffdüse 20 zerstäubt (vernebelt) wird, so dass der Wasserstoff 31 innerhalb der Zweistoffdüse 20 odoriert wird. Als weitere Unterschied umfasst die Zweistoffdüse 20 im Ausgang 23 ein Teilelement 25. Hinsichtlich der Beschreibung der weiteren Elemente der Fig. 3 wird auf die Fig. 2 verwiesen und auf eine erneute Erläuterung verzichtet.
  • Das Teilelement 25 ist kegelförmig ausgebildet und zentral innerhalb der Zweistoffdüse 20 in dem Ausgang 23 der Zweistoffdüse 20 angeordnet, wobei sich die Kegelform in Richtung des Ausgangs 23 der Zweistoffdüse 20 weitet. Durch das Teilelement 25 kann der odorierte Wasserstoff über die gesamte Breite der Gasleitung verteilt werden, da es den odorierten Wasserstoff zu den Seitenwänden der Gasleitung 10 ablenkt. Dort trifft der odorierte Wasserstoff auf das Erdgas 11 und es wird ein homogenes, odoriertes Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch 95 gebildet. Das Teilelement 25 kann auch eine andere Form als eine Kegelform aufweisen, so lange es dazu eingerichtet ist, den odorierten Wasserstoff vom Ausgang 23 der Zweistoffdüse 20 zu den Seitenwänden der Gasleitung 10 abzulenken.
  • In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 wird der odorierte Wasserstoff in Strömungsrichtung des Erdgases 11 in die Gasleitung 10 indiziert. Dadurch erfolgt eine zuverlässige Vermischung des odorierten Wasserstoffes 31 mit dem Erdgas 11, so dass ein homogenes, odoriertes Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch 95 in der gesamten Gasleitung 10 bereitgestellt werden kann. Die Ausrichtung der Zweistoffdüse 20 ist parallel zur Gasleitung 10, d.h., in die Strömungsrichtung der Gasleitung 10. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Ausrichtung der Zweistoffdüse 20 um bis zu +/- 10° von der Erstreckungsrichtung der Gasleitung 10 bzw. der Strömungsrichtung der Gasleitung 10 abweicht. Die Ausrichtung der Zweistoffdüse 20 in der Gasleitung 10 kann auch an die Ablenkungswinkel des Teilelements 25 angepasst werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) kann die in der Fig. 3 gezeigte Zweistoffdüse 20 auch ohne Teilelement 25 ausgebildet sein.
  • Die Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Bereitstellung eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung. Bei der Gasleitung kann es sich um die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigte Gasleitung 10 handeln. Die Fig. 4 zeigt ferner eine Zweistoffdüse 20, bei der es sich um die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigte Zweistoffdüse 20 handeln kann.
  • Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2, in dem die Zweistoffdüse 20 das Odoriermittel 41 und den Wasserstoff 31 entgegen der Strömungsrichtung des Erdgases 11 in die Gasleitung 10 injiziert. Somit wird das Odoriermittel 41 in dem Bereich 94 vor dem Ausgang 23 der Zweistoffdüse 20 zerstäubt (vernebelt) und vermischt sich dort mit dem Wasserstoff 31 (wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2). Danach trifft der odorierte Wasserstoff jedoch in Gegenstromrichtung auf das Erdgas 11, so dass zentral in der Gasleitung 10 ein homogenes, odoriertes Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch 95 gebildet wird. Wie durch die Pfeile 96 angedeutet, trifft der odorierte Wasserstoff 31 in Gegenstromrichtung auf das Erdgas 11 und wird zusammen mit dem schon gebildeten homogenen, odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch 95 in Strömungsrichtung des Erdgases 11 um die Zweistoffdüse 20 geleitet. Durch das Auftreffen des odorierten Wasserstoffs 31 in Gegenstromrichtung auf das Erdgas 11 wird eine zuverlässige Bildung eines homogenen, odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches 95 ermöglicht. Hinsichtlich der Beschreibung der weiteren Elemente der Fig. 4 wird auf die Fig. 2 verwiesen.
  • Für eine weiter verbesserte Vermischung des odorierten Wasserstoffs 31 und des Erdgases 11 kann in der Gasleitung 10 ein Mischer 80 vorgesehen sein. Bei dem Mischer 80 kann es sich beispielsweise um eine Prallplatte, ein Prallblech, oder eine Blechschürze handeln, auf welche das homogene, odorierte Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch 95 trifft und weiter vermischt wird. Für eine optimale Mischung ist der Mischer 80 zwischen der Zweistoffdüse 20 und der Innenwand der Gasleitung 10 angeordnet und umgibt (zumindest teilweise) die Zweistoffdüse 20. Der Mischer 80 ist kegelförmig ausgebildet und weitet sich nach Außen in Strömungsrichtung des Erdgases 11 in der Gasleitung 10.
  • In der Fig. 4 ist die Ausrichtung der Zweistoffdüse 20 bzw. des Ausgangs 23 der Zweistoffdüse 20 parallel zur Gasleitung 10, d.h., entgegen der Strömungsrichtung der Gasleitung 10 gezeigt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Ausrichtung der Zweistoffdüse 20 bzw. des Ausgangs 23 der Zweistoffdüse 20 um bis zu +/- 10° von der Erstreckungsrichtung der Gasleitung 10 bzw. der Strömungsrichtung der Gasleitung 10 abweicht.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) kann die in der Fig. 4 gezeigte Anordnung auch ohne Mischer 80 ausgebildet sein.
  • Die Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Bereitstellung eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung. Bei der Gasleitung kann es sich um die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigte Gasleitung 10 handeln. Die Fig. 5 zeigt ferner eine Zweistoffdüse 20, bei der es sich um die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigte Zweistoffdüse 20 handeln kann.
  • Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3, in dem die Zweistoffdüse 20 den odorierten Wasserstoff 31 entgegen der Strömungsrichtung des Erdgases 11 in die Gasleitung 10 injiziert, und in dem ein Mischer 80 in der Gasleitung 10 vorgesehen ist. Hinsichtlich der Beschreibung der weiteren Elemente der Fig. 5 wird auf die Fig. 3 verwiesen.
  • Durch den Teiler 25 wird der odorierte Wasserstoff 31 zu den Seitenwänden der Gasleitung 10 abgelenkt und trifft dort in Gegenstromrichtung auf das Erdgas 11, wodurch eine zuverlässige Bildung eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches 95 ermöglicht wird. Das odorierte Erdgas- und Wasserstoff-Gemisch 95 wird dann, wie durch die Pfeile 96 angedeutet, in Strömungsrichtung des Erdgases 11 um die Zweistoffdüse 20 geleitet, wo es auf den Mischer 80 trifft und von diesem weiter vermischt wird. Der Mischer 80 kann wie der in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 beschriebene Mischer 80 ausgebildet und auch dementsprechend in der Gasleitung 10 angeordnet sein, so dass an dieser Stelle auf eine erneute Beschreibung des Mischers 80 verzichtet wird.
  • In der Fig. 5 ist die Ausrichtung der Zweistoffdüse parallel zur Gasleitung 10, d.h., entgegen der Strömungsrichtung der Gasleitung 10 gezeigt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Ausrichtung der Zweistoffdüse 20 um bis zu +/- 10° von der Erstreckungsrichtung der Gasleitung 10 bzw. der Strömungsrichtung der Gasleitung 10 abweicht. Die Ausrichtung der Zweistoffdüse 20 in der Gasleitung 10 kann auch an die Ablenkungswinkel des Teilelements 25 angepasst werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) kann die in der Fig. 5 gezeigte Anordnung auch ohne Mischer 80 ausgebildet sein.
  • In weiteren (nicht gezeigten Ausführungsformen) können die Ausführungsbeispiele der Figs. 2 und 3 auch mit einem Mischer 80 ausgebildet sein. Insbesondere kann der Mischer 80 in der Gasleitung 10 angeordnet sein und die Zweistoffdüse 20 umgeben.
  • Die Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches in einer Gasleitung mit Hilfe einer Zweistoffdüse.
  • Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 in dem Mittel zum Zuführen von thermischer Energie aus der Wasserstoffleitung 32 in die Gasleitung 10 vorgesehen sind. Hinsichtlich der Beschreibung der weiteren Elemente der Fig. 6 wird auf die Fig. 1 verwiesen.
  • Die Mittel zum Zuführen von thermischer Energie aus der Wasserstoffleitung 32 in die Gasleitung 10 umfassen einen ersten Wärmetauscher 71, einen zweiten Wärmetauscher 72 und ein Fördermittel 74. Der erste Wärmetauscher 71 ist dazu eingerichtet, thermische Energie des in der Wasserstoffleitung 32 strömenden Wasserstoffs 31 auf ein Medium zu übertragen. Der zweite Wärmetauscher 72 ist dazu eingerichtet ist, thermische Energie des Mediums auf das in der Gasleitung 10 strömende Erdgas 11 zu übertragen. Schließlich ist das Fördermittel 74 (beispielsweise eine Pumpe) dazu eingerichtet ist, das Medium von dem ersten Wärmetauscher 71 zu dem zweiten Wärmetauscher 72 zu bewegen. Insbesondere handelt es sich bei den Mitteln zum Zuführen von thermischer Energie aus der Wasserstoffleitung 32 in die Gasleitung 10 um einen geschlossenen Kreislauf.
  • Der erste Wärmetauscher 71 ist zwischen der Wasserstoffquelle 30 und dem SAV 34 bzw. dem GDR 36 angeordnet. Der zweite Wärmetauscher 72 ist zwischen der Erdgasquelle 50 und dem SAV 54 bzw. dem GDR 56 angeordnet. Bei dem Medium kann es sich beispielsweise um Wasser, Öl, Dampf, Luft oder Gas handeln. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Mediums handelt es sich bei dem Fördermittel 74 um eine für das Medium passende Pumpe. Entsprechend dem Medium sind auch die beiden Wärmetauscher 71 und 72 ausgebildet. Ferner ist eine Regelungstechnik, insbesondere eine elektrische Steuerung, zum Steuern der beiden Wärmetauscher 71 und 72 und des Fördermittels 74 vorgesehen (in der Fig. 6 nicht gezeigt).
  • Durch eine Druckreduzierung des in der Gasleitung 10 strömenden Erdgases kann es gemäß dem Joule-Thomsen-Effekt zu einer Abkühlung des Erdgases kommen, was zu einer Vereisung der in der Gasleitung 10 installierten Ventile 54 und 56 führen kann. Dementgegen kommt es in der Wasserstoffleitung 32 gemäß dem umgekehrten Joule-Thomsen-Effekt bei Expansion des Wasserstoffes zu einer Temperaturerhöhung. Durch diese gegenläufigen Temperaturänderungen kann die in der Wasserstoffleitung 32 erzeugte thermische Energie zumindest teilweise der Gasleitung 10 bzw. dem Erdgas zugeführt werden, so dass eine Vereisung der Ventile 54 und 56 bzw. der Zweistoffdüse 20 verhindert werden kann. Somit kann auf zusätzliche Wärmeerzeuger zur Verhinderung einer Vereisung der Ventile 54 und 56 bzw. der Zweistoffdüse 20 in der Gasleitung 10 verzichtet werden.
  • Bei der in der Fig. 6 gezeigten Zweistoffdüse 20 kann es sich um jede der in den Figs. 2 bis 5 gezeigten Zweistoffdüsen 20 handeln. Ferner kann auch ein Mischer 80, wie in den Figs. 4 und 5 gezeigt, in der Anordnung der Fig. 6 vorgesehen sein.
  • In den Ausführungsbeispielen der Figs. 1 und 6 kann ferner vorgesehen sein, dass die Zweistoffdüse 20 den odorierten Wasserstoff und/oder den Wasserstoff und das Odoriermittel senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Gasleitung 10 in diese injiziert.
  • Ein Verfahren zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches kann mit einer der vorstehenden Vorrichtungen realisiert werden und umfasst die folgenden Verfahrensschritte: Führen von Erdgas 11 durch die Gasleitung 10, Führen von Wasserstoff 31 zu der Zweistoffdüse 20 und Führen von Odoriermittel 41 mit Hilfe der Dosierpumpe 44 zu der Zweistoffdüse 20.
  • In den vorgestellten Ausführungsbeispielen sind unterschiedliche Merkmale und Funktionen der vorliegenden Offenbarung getrennt voneinander sowie in bestimmten Kombinationen beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, dass alle oder einige dieser Merkmale und Funktionen, wo dies nicht explizit ausgeschlossen ist, miteinander frei kombinierbar sind.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches, umfassend
    eine Gasleitung (10) und
    eine Zweistoffdüse (20), die dazu eingerichtet ist, odorierten Wasserstoff und/oder Wasserstoff (31) und Odoriermittel (41) in die Gasleitung (10) zu injizieren.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend
    eine Wasserstoffquelle (30), die dazu eingerichtet ist, einem ersten Eingang (21) der Zweistoffdüse (20) Wasserstoff (31) als Düsengasstrom zuzuführen und
    eine Odoriermittelquelle (40), die dazu eingerichtet ist, einem zweiten Eingang (22) der Zweistoffdüse (20) Odoriermittel (41) zuzuführen.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zweistoffdüse (20) einen Ausgang (23) zum Injizieren des odorierten Wasserstoffs und/oder des Wasserstoffs (31) und des Odoriermittels (41) in die Gasleitung (10) aufweist, wobei der Ausgang (23) in Strömungsrichtung der Gasleitung (10) weist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zweistoffdüse (20) einen Ausgang (23) zum Injizieren des odorierten Wasserstoffs und/oder des Wasserstoffs (31) und des Odoriermittels (41) in die Gasleitung (10) aufweist, wobei der Ausgang (23) entgegen die Strömungsrichtung der Gasleitung (10) weist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei im Ausgang (23) der Zweistoffdüse (20) ein kegelförmiges Teilelement (25) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen in der Gasleitung (10) angeordneten Mischer (80).
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Mischer (80) zwischen der Zweistoffdüse (20) und einer Innenwand der Gasleitung (10) angeordnet ist und die Zweistoffdüse (20) zumindest teilweise umgibt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei der Mischer (80) kegelförmig ausgebildet ist und sich in Strömungsrichtung der Gasleitung (10) weitet.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend
    eine Wasserstoffleitung (32) zum Zuführen von Wasserstoff (31) zu der Zweistoffdüse (20) und
    Mittel zum Zuführen von thermischer Energie aus der Wasserstoffleitung (32) in die Gasleitung (10) an einem Ort der Gasleitung (10) stromaufwärts der Zweistoffdüse (20).
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Mittel zum Zuführen umfassen:
    einen ersten Wärmetauscher (71), der dazu eingerichtet ist, thermische Energie des in der Wasserstoffleitung (32) strömenden Wasserstoffs (31) auf ein Medium zu übertragen,
    einen zweiten Wärmetauscher (72), der dazu eingerichtet ist, thermische Energie des Mediums auf in der Gasleitung (10) strömendes Erdgas (11) zu übertragen und
    ein Fördermittel (74), das dazu eingerichtet ist, das Medium von dem ersten Wärmetauscher (71) zu dem zweiten Wärmetauscher (72) zu bewegen.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zweistoffdüse (20) umfasst:
    eine innere Zuführung (90), die dazu eingerichtet ist, das Odoriermittel (41) zu führen und
    eine äußere Zuführung (91), die die innere Zuführung (90) umgibt und dazu eingerichtet ist, den Wasserstoff (31) zu führen.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zweistoffdüse (20) einen inneren Mischbereich (93) aufweist, in dem das Odoriermittel (41) auf den Wasserstoff (31) trifft.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Odoriermittel (41) in einem Bereich (94) außerhalb der Zweistoffdüse (20) auf den Wasserstoff (31) trifft.
  14. Verfahren zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst:
    Führen von Erdgas (11) durch die Gasleitung (10),
    Führen von Wasserstoff (31) zu der Zweistoffdüse (20) und
    Führen von Odoriermittel (41) zu der Zweistoffdüse (20).
EP23176725.2A 2022-06-29 2023-06-01 Vorrichtung und verfahren zum bereitstellen eines odorierten erdgas- und wasserstoff-gemisches Active EP4303481B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022116154.4A DE102022116154A1 (de) 2022-06-29 2022-06-29 Vorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen eines odorierten Erdgas- und Wasserstoff-Gemisches

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP4303481A1 true EP4303481A1 (de) 2024-01-10
EP4303481C0 EP4303481C0 (de) 2025-07-30
EP4303481B1 EP4303481B1 (de) 2025-07-30

Family

ID=86732098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23176725.2A Active EP4303481B1 (de) 2022-06-29 2023-06-01 Vorrichtung und verfahren zum bereitstellen eines odorierten erdgas- und wasserstoff-gemisches

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4303481B1 (de)
DE (1) DE102022116154A1 (de)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4011891A1 (de) * 1990-04-12 1991-10-17 Lechler Gmbh & Co Kg Zweistoffzerstaeubungsduese
US20040112427A1 (en) * 2002-12-16 2004-06-17 Ballard Generation Systems Hydrogen distribution systems and methods
EP2186572A1 (de) * 2008-11-14 2010-05-19 Venjakob Maschinenbau GmbH & Co. KG Ringspaltdüse
EP2190587B1 (de) * 2007-09-17 2012-04-18 Dieter Wurz Vielloch- oder bündeldüse
EP2933015A1 (de) * 2014-04-16 2015-10-21 RWE Deutschland AG Vorrichtung und Verfahren zur Odorierung eines Gasstroms in einem Gasnetz
CN107314242A (zh) * 2017-08-29 2017-11-03 赫普科技发展（北京）有限公司 一种氢气天然气的掺混运输和分离装置
DE102017128495A1 (de) 2017-11-30 2019-06-06 Westnetz Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Odorierung eines Gasstroms in einer Gasleitung
DE102019112964A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Westnetz Gmbh Injektionseinrichtung zur Injektion eines flüssigen Odoriermittels in einen durch eine Gasleitung strömenden Gasstrom, deren Verwendung und Verfahren zu deren Herstellung
WO2021198102A1 (de) * 2020-03-30 2021-10-07 Basf Se Verfahren zur elektrochemischen wasserstoffabtrennung aus erdgas-pipelines

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4011891A1 (de) * 1990-04-12 1991-10-17 Lechler Gmbh & Co Kg Zweistoffzerstaeubungsduese
US20040112427A1 (en) * 2002-12-16 2004-06-17 Ballard Generation Systems Hydrogen distribution systems and methods
EP2190587B1 (de) * 2007-09-17 2012-04-18 Dieter Wurz Vielloch- oder bündeldüse
EP2186572A1 (de) * 2008-11-14 2010-05-19 Venjakob Maschinenbau GmbH & Co. KG Ringspaltdüse
EP2933015A1 (de) * 2014-04-16 2015-10-21 RWE Deutschland AG Vorrichtung und Verfahren zur Odorierung eines Gasstroms in einem Gasnetz
CN107314242A (zh) * 2017-08-29 2017-11-03 赫普科技发展（北京）有限公司 一种氢气天然气的掺混运输和分离装置
DE102017128495A1 (de) 2017-11-30 2019-06-06 Westnetz Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Odorierung eines Gasstroms in einer Gasleitung
EP3717139B1 (de) * 2017-11-30 2021-07-28 Westnetz GmbH Vorrichtung und verfahren zur odorierung eines gasstroms in einer gasleitung
DE102019112964A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Westnetz Gmbh Injektionseinrichtung zur Injektion eines flüssigen Odoriermittels in einen durch eine Gasleitung strömenden Gasstrom, deren Verwendung und Verfahren zu deren Herstellung
WO2021198102A1 (de) * 2020-03-30 2021-10-07 Basf Se Verfahren zur elektrochemischen wasserstoffabtrennung aus erdgas-pipelines

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DÜSEN-SCHLICK GMBH: "Two-Substance Nozzles / Full-Cone / External Mixing", 21 January 2016 (2016-01-21), XP055662363, Retrieved from the Internet <URL:https://www.myschlick.com/fileadmin/user_upload/Downloads/Informationsmaterial/04_TwoSubstance_970.pdf> [retrieved on 20200128] *
SCHLICK: "Two-substance nozzles", 4 March 2021 (2021-03-04), XP093098667, Retrieved from the Internet <URL:https://web.archive.org/web/20210304034035/https://www.myschlick.com/en/products/two-substance-nozzles> [retrieved on 20231107] *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022116154A1 (de) 2024-01-04
EP4303481C0 (de) 2025-07-30
EP4303481B1 (de) 2025-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3204168B1 (de) Zerstäuberdüse
DE3131070A1 (de) &#34;spruehduese mit hohem wirkungsgrad&#34;
EP1252679B1 (de) Zerstäubungsvorrichtung
EP2933015B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Odorierung eines Gasstroms in einem Gasnetz
DE3728557A1 (de) Verfahren zur verteilung von ammoniak in einem gasstrom und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE20119514U1 (de) Reduktionsmitteldosiereinrichtung
WO1999024150A1 (de) Einrichtung zum einbringen eines flüssigen reduktionsmittels in eine abgas-reinigungsanlage
EP3717139B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur odorierung eines gasstroms in einer gasleitung
EP1567253B1 (de) Zerstäubungsanordnung
EP4303481B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum bereitstellen eines odorierten erdgas- und wasserstoff-gemisches
EP2001599B1 (de) Verfahren und anlage zum feinstverteilen und austragen eines reiz- oder kampfstoffes
DE10002000A1 (de) Zerstäubungsanordnung
DE19519885B4 (de) Vorrichtung zur Erzeugung eines Kühlschmierstoff-Aerosols
DE102010040365A1 (de) Druckluftzerstäuber
EP3969547A1 (de) Injektionseinrichtung zur injektion eines flüssigen odoriermittels in einen durch eine gasleitung strömenden gasstrom, deren verwendung und verfahren zu deren herstellung
DE4109304A1 (de) Verfahren zur verringerung der stickoxid-emission eines brenners bei heizoelbetrieb und gasbetrieb
DE102018129954A1 (de) Mischvorrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine
DE102011076467A1 (de) Zweistoffdüse mit Homogenisierung und Drallerzeugung
DE202006005658U1 (de) Anlage zum Feinstverteilen und Austragen eines Reiz- oder Kampfstoffes
EP4417863A1 (de) Kryotankvorrichtung mit einem boil-off-managementsystem
EP1567805B1 (de) Zerst ubungsanordnung
DE3935401C1 (de)
DE1621566C3 (de) Vorrichtung zum Verdüsen von Antikorrosionsflüssigkeit in Brenngas-Versorgungs-Niederdruckleitungen
DE102009013187A1 (de) Zerstäubungsvorrichtung für flüssige Brennstoffe
DE102017203745A1 (de) Mischeinrichtung zur Einbringung einer Flüssigkeit in einen Abgasstrom und Brennkraftmaschine mit einer solchen Mischeinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240424

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20250205

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502023001457

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

U01 Request for unitary effect filed

Effective date: 20250819

U07 Unitary effect registered

Designated state(s): AT BE BG DE DK EE FI FR IT LT LU LV MT NL PT RO SE SI

Effective date: 20250827

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20251130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20251030

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250730

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20251031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250730

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20251030

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250730

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250730

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250730

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250730