NL1034304C2

NL1034304C2 - Inrichting voor het koppelen van een productie-inrichting van niet-fossiel aardgas met een gasdistributienetwerk, in het bijzonder een openbaar gasdistributienetwerk.

Info

Publication number: NL1034304C2
Application number: NL1034304A
Authority: NL
Inventors: Frederik Bertus Gast; Maarten Christiaan Bouwer
Original assignee: Biogast Sustainable Energy B V
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2009-03-03
Also published as: ES2373802T3; DK2045507T3; ATE528576T1; PL2045507T3; EP2045507A1; EP2045507B1; PT2045507E

Description

Korte aanduiding: Inrichting voor het koppelen van een productie-inrichting van niet-fossiel aardgas met een gasdistributienetwerk, in het bijzonder een openbaar gasdistributienetwerk

De uitvinding heeft in de eerste plaats betrekking op een inrichting voor het koppelen van een productie-inrichting van niet-fossiel aardgas met een gasdistributienetwerk, in het bijzonder een openbaar gasdistributienetwerk, waarbij de invoer van gas in het netwerk wordt gemeten en bewaakt.

s In de huidige maatschappij staat de verwerking van biologische rest- en afval materialen teneinde de uiteindelijk af te voeren hoeveelheid rest- en afvalmateriaal te verminderen, bijvoorbeeld naar een stortplaats of een verbrandingsinstallatie, volop in de belangstelling. Vergisting van mest van dieren, zoals koeien, varkens en pluimvee is een voorbeeld van een dergelijke verwerking, die in de veehouderij wordt toegepast. Vergisting 10 wordt, maar dan van zuiveringsslib of rioolslib, ook in waterzuiveringsinstallaties toegepast. Bij een dergelijk proces ontstaat een niet-fossiefe gasvormige brandstof (hierna ook wel biogas genoemd), die veel methaan (in verhouding tot eventueel aanwezige zwaardere koolwaterstoffen) omvat. Soms wordt dit biogas afgefakkeld, soms voor eigen consumptie gebruikt of soms voor elektriciteitsopwekking toegepast. Biogas kan ook in een productie-ïs inrichting worden opgewerkt tot niet-fossiel aardgas, dat wil zeggen een niet-ossiele gasvormige brandstof, die fossiel aardgas kan vervangen.

In Nederland bestaat het openbare gasdistributienetwerk voor aardgas uit een landelijk hogedruknetwerk, dat aftakkingen heeft naar regionale en lokale distributienetwerken, waarin de druk lager is (gebruikelijk 8 bar of minder). De 20 netwerkbeheerder is verantwoordelijk voor de kwaliteit van het aardgas zowel qua samenstelling als warmte-inhoud.

De onderhavige uitvinding richt zich op het invoeren van niet-fossiel aardgas in een dergelijk netwerk, veelal het lokale netwerk met lagere druk. Vanwege de kwaliteitsborging dienen hoge eisen te worden gesteld aan niet-fossiel aardgas, dat in het netwerk mag 25 worden ingevoerd. De samenstelling en derhalve de eigenschappen van niet-fossiele aardgassen kunnen sterk variëren afhankelijk van het toegepaste proces voor het verwerken van biologisch rest- en afvalmateriaal, het uitgangsmateriaal en de toegepaste procescondities.

Aldus bestaat er behoefte aan een verbinding tussen een willekeurige 30 verwerkingsinstallatie (die tevens productiefaciliteit is voor niet-fossiel aardgas) en het 1034304 2 openbare gasdistributienetwerk waarbij de invoer van niet-fossiel aardgas in het netwerk wordt gemeten en bewaakt.

De uitvinding heeft ten doel in deze behoefte te voorzien.

De inrichting voor het koppelen van een productie-inrichting van niet-fossiel aardgas s met een gasdistributienetwerk, in het bijzonder een openbaar aardgasdistributienetwerk, omvat volgens de uitvinding daartoe een aanvoerleiding voor het invoeren van niet-fossiel aardgas geproduceerd in genoemde productie-inrichting, voorzien van ten minste een afsluiter; een terugvoerleiding voor het terugvoeren van niet-fossiel aardgas, die in fluïdumverbinding 10 staat met genoemde aanvoerleiding via een afsluiter; een afvoerleiding voor het afvoeren van niet-fossiel aardgas, die in fluïdumverbinding staat met genoemde aanvoerleiding via een afsluiter; een debietmeter voor het meten van het debiet van niet-fossiel aardgas: een meetinrichting voor het meten van de calorische waarde van niet-fossiel aardgas of is daaraan gerelateerde karakteristiek op een positie bovenstrooms van de afsluiter in de aanvoerleiding; een analyse-inrichting voor het ten minste gedeeltelijk analyseren van de samenstelling van niet-fossiel aardgas op een positie bovenstrooms van de afsluiter in de aanvoerleiding; een besturingsinrichting voor het op basis van gegevens afkomstig van de meetinrichting en 20 van de analyse-inrichting aansturen van de afsluiter.

De inrichting volgens de uitvinding is een op zich zelf staand apparaat, dat gemakkelijk tussen een willekeurige productie-installatie voor niet-fossiel aardgas met zijn eigen processpecifieke procesbesturingseenheid en het openbare gasdistributienetwerk kan worden gepositioneerd, en dat onafhankelijk van de toegepaste productie-installatie, het 25 specifieke daarin toegepaste proces, de procescondities en uitgangsmaterialen, in staat is de kwaliteit van het aan het gasdistributienetwerk te leveren niet-fossiele aardgas te meten en te bewaken.

De inrichting volgens de uitvinding omvat daartoe een aanvoerleiding tussen de productie-inrichting en een afsluiter. In deze aanvoerleiding stroomt het in de productie-30 inrichting geproduceerd gas. De kwaliteit van het gas wordt in deze leiding of via gasbemonsteringsinrichtingen gemeten met behulp van een componentanalyse in de analyse-inrichting en een bepaling van de calorische waarde of daaraan gerelateerde karakteristiek in de genoemde meetinrichting. De toelaatbare gehaltes aan schadelijke of ongewenste componenten in het aan het distributienetwerk te leveren gas bezitten vaak 35 alleen een bovengrens, terwijl de calorische waarde gebruikelijk binnen een bepaald gebied met boven- en ondergrens moet liggen. Gebruikelijk zal de volledige samenstelling van het niet-fossiele aardgas worden bepaald, hoewel in de meeste gevallen volstaan zou kunnen 3 worden met een beperktere analyse van de aanwezige koolwaterstoffen (hoofdzakelijk methaan) èn kooldioxide. De afsluiter wordt bediend op basis van de meetwaarden. Als het gas de gewenste kwaliteit bezit, stroomt het gas via de afsluiter in de afvoerieiding naar het distributienetwerk. Indien het gas niet aan de kwaliteitseisen voldoet, stroomt het gas in de s terugvoerleiding. Deze terugvoerleiding kan bijvoorbeeld in verbinding staan met de productie-inrichting, zodat het gas in het proces of een deel daarvan bijvoorbeeld alleen eventuele opwerkingsstappen wordt teruggeleid. De terugvoerleiding kan ook uitmonden in een fakkel, waar het geproduceerde gas wordt verbrand. De debietmeter meet het volume van het gas per tijdseenheid, welk gas in het distributienetwerk wordt ingevoerd. Desgewenst 10 is ook een drukmeter voorzien om te verzekeren dat het gas een voor invoeren vereiste druk heeft. De regeleenheid stuurt zoals gezegd, de afsluiter bijvoorbeeld een driewegklep, aan op basis van de meetsignalen, afkomstig van de gasanalysator en de meetinrichting die met voorafbepaalde waarden of gebieden worden vergeleken.

De meetinrichting is bij voorkeur een (gecertificeerde) meter voor het bepalen van de 15 Wobbe-index van het aan het distributienetwerk te leveren gas. De Wobbe-index is een maat voor de verbrandingswaarde van het gas. Aardgas in het reguliere netwerk in Nederland heeft bijvoorbeeld een Wobbe-index van 43,46 tot 44,41.

De gasanalyse-inrichting is bij voorkeur ingericht voor het ten minste analyseren van het C02, O2 en H2S gehalte van het biogas. Dit zijn frequent voorkomende gassen in biogas. 20 In het distributienetwerk mogen deze gassen slechts in beperkte hoeveelheden aanwezig zijn. Daarnaast worden met voordeel ook de koolwaterstoffen (in het bijzonder methaan) bepaald.

Bemonstering, analyse en meting vinden bij voorkeur semi-continu plaats, waarbij de periodiciteit van de analyse en van de meting onderling kunnen verschillen.

25 Met voordeel zijn de aanvoerleiding, terugvoerleiding en afvoerieiding voorzien van gasbemonsteringsinrichtingen, die toelaten dat gasmonsters uit deze leidingen kunnen worden genomen.

De besturingsinrichting omvat bij voorkeur een geheugen voor het opslaan van gegevens afkomstig van de analyse-inrichting, meetinrichting en debietmeter, die later 30 gebruikt kunnen worden voor controle- en/of afrekendoeleinden. Het geheugen is met voordeel op afstand te raadplegen, bijvoorbeeld via een telefoonverbinding op andere telemetrische wijze.

De uitvinding heeft ook betrekking op samenstel van een productie-inrichting voor het produceren van niet-fossiel aardgas en de koppelinrichting volgens de uitvinding.

35 De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van de bijgevoegde figuur, die op schematische wijze een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding toont.

4

In deze fig. is een productie-inrichting voor het produceren van niet-fossiel aardgas uit biologisch restmateriaal, zoals mest of slib, aangeduid met verwijzingscijfer 10. Het regionaal distributienetwerk dat aardgas naar huishoudens en industrieën distribueert draagt verwijzingscijfer 12. Tussen de productie-inrichting 10 en het netwerk 12 bevindt zich een 5 koppelinrichting 14 volgens de uitvinding. De op zich zelf staande inrichting 14 omvat in het algemeen een behuizing 16, waarbinnen de diverse componenten zijn opgesteld. De inrichting 14 omvat een aanvoerleiding 18, die gekoppeld is aan de productie-inrichting 10.

Een gasanalysator 20 voor ten minste C02, 02 en H2S en een Wobbe-index meter 22 zijn bovenstrooms van een afsluiter 24 met deze aanvoerleiding 18 gekoppeld. Signalen 10 afkomstig van de gasanalysator 20 en meter 22 worden door regelinrichting 26 verwerkt om afsluiter 24 aan te sturen. De afsluiter 24 verbindt de aanvoerleiding 18 met ofwel een afvoerleiding 28, die aangesloten is op het netwerk 12 ofwel met retourleiding 30, die in dit geval is aangesloten op de productie-inrichting 10. In de afvoerleiding 28 is een debietmeter 32 voorzien, waarvan de signalen worden doorgegeven aan regelinrichting 26. Deze is regelinrichting 26 omvat een geheugen 34 voor opslag van data. Zoals aangeduid, kunnen deze data worden doorgegeven voor af rekendoeleinden, bijvoorbeeld met behulp van een niet-weergegeven communicatiemiddel (telefoon, computer etc.). Met verwijzingscijfer 36 zijn de betreffende opnemers van de gasanalysator 20, Wobbe-index meter 22 en debietmeter 32 aangeduid..

» 1034304

Claims

1. Inrichting (14) voor het koppelen van een productie-inrichting (10) van niet-fossiel aardgas met een gasdistributienetwerk (12), in het bijzonder een openbaar gasdistributienetwerk, omvattende een aanvoerleiding (18) voor het invoeren van niet-fossiel aardgas geproduceerd in 5 genoemde productie-inrichting (10) voorzien van ten minste een afsluiter (24); een terugvoerleiding (30) voor het terugvoeren van niet-fossiel aardgas, die in fluïdumverbinding staat met genoemde aanvoerleiding (18) via een afsluiter (24); een afvoerleiding (28) voor het afvoeren van niet-fossiel aardgas, die in fluïdumverbinding staat met genoemde aanvoerleiding (18) via een afsluiter (24); io een debietmeter (32) voor het meten van het debiet van niet-fossiel aardgas: een meetinrichting (22) voor het meten van de calorische waarde van niet-fossiel aardgas op een positie bovenstrooms van de afsluiter (24) in de aanvoerleiding (18); een analyse-inrichting (20) voor het ten minste gedeeltelijk analyseren van de samenstelling van niet-fossiel aardgas op een positie bovenstrooms van de afsluiter (24) in de 15 aanvoerleiding (18); een besturingsinrichting (26) voor het op basis van gegevens afkomstig van de meetinrichting (32) en van de analyse-inrichting (20) aansturen van de afsluiter (24)

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de afsluiter (24) in de aanvoerleiding (18) een 20 driewegklep omvat.

3. Inrichting volgens een van de conclusies 1 of 2, waarbij de meetinrichting (22) een Wobbe-index meter is.

4. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de analyse-inrichting (20) is ingericht voor het tenminste bepalen van de C02, 02 en H2S gehaltes omvat.

5. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de analyse-inrichting (20) eveneens is verbonden met de terugvoerleiding (30). 30

6. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de aanvoerleiding (18) is voorzien van gasbemonsteringsinrichtingen (36) voor het nemen van een monster uit de betreffende leiding. 1034304

7. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de besturingsinrichting is voorzien van een geheugen (34) voor het bewaren van de gegevens van de meetinrichting en analyse-inrichting.

8. Inrichting volgens conclusie 7, waarbij het geheugen (34) op afstand uitleesbaar is.

9. Inrichting volgens conclusie 7 of 8, waarbij de inrichting is voorzien van telemetrische voorzieningen.

10. Samenstel van een productie-inrichting (10) voor het produceren van niet-fossiel aardgas uit biologisch restmateriaal en een inrichting (14) volgens een van de voorgaande conclusies. 1034304