PT2045507E - Dispositivo para ligar uma instalação de produção para gás natural não fóssil a uma rede de distribuição de gás, em particular uma rede pública de distribuição de gás - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO PARA LIGAR UMA INSTALAÇÃO DE PRODUÇÃO PARA GÁS NATURAL NÃO FÓSSIL A UMA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE GÁS, EM PARTICULAR UMA REDE PÚBLICA DE DISTRIBUIÇÃO DE GÁS" A invenção refere-se, em primeiro lugar, a um dispositivo para ligar uma instalação de produção para gás natural não fóssil a uma rede de distribuição de gás, em particular uma rede pública de distribuição de gás, na qual o abastecimento de gás à rede é medido e monitorizado. 0 documento JP 57200799 A divulga uma solução técnica para comutar de um abastecimento de gás de cidade para o abastecimento de gás natural , utilizando um sistema de abastecimento satélite. Um gás natural substituindo o gás de cidade é preparado a partir de gás de cidade e gás de propano proveniente de um reservatório. O gás de cidade é ajustado para uma pressão predeterminada por um compressor e um dispositivo de regulação de pressão ajusta a pressão do gás de propano. Em seguida, os componentes são pré-misturados por um pré-misturador e, subsequentemente, novamente misturados num pós-misturador antes da distribuição para a área de abastecimento de gás de cidade.

Actualmente, o processamento de materiais residuais biológicos e lixos, de modo a reduzir a quantidade de material residual e lixo que, em última análise, deve ser descarregado, por exemplo, numa lixeira ou numa instalação de incineração, 1 recebe muita atenção. A fermentação de estrume de animais, tais como vacas, porcos e aves domésticas, é um exemplo deste processamento que tem sido utilizado na pecuária. A fermentação é, igualmente, aplicada em instalações de tratamento de águas mas, nesse caso, para lamas de águas residuais urbanas. Este processo resulta na formação de combustível gasoso não fóssil (igualmente referido abaixo como biogás), que contém uma quantidade significativa de metano (em comparação com alguns hidrocarbonetos mais pesados que possam estar presentes). Em alguns casos, este biogás é queimado, noutros casos é consumido internamente ou utilizado para gerar electricidade. 0 biogás pode, igualmente, ser processado para produzir um gás natural não fóssil, isto é, um combustível gasoso não fóssil, que pode ser utilizado como um substituto para o gás natural fóssil.

Na Holanda, a rede pública de distribuição de gás para gás natural consiste de uma rede de alta pressão de âmbito nacional com ramais para redes de distribuição regionais e locais, nos quais a pressão é mais reduzida (habitualmente 8 bar ou menos) . 0 operador da rede é responsável pela qualidade do gás natural, relativamente à composição e relativamente ao conteúdo térmico. A presente invenção refere-se à introdução de gás natural não fóssil numa destas redes, geralmente a rede local que está a uma pressão relativamente reduzida. Em associação com a garantia de qualidade, têm que ser impostas exigências estritas ao gás natural não fóssil que deve ser introduzido na rede. A composição e, consequentemente, as propriedades dos gases naturais não fósseis pode variar consideravelmente, dependendo do processo que é utilizado para processar o material residual biológico e o lixo, o material inicial e as condições de processo que são aplicadas. 2

Consequentemente, existe uma procura para uma ligação entre uma instalação de processamento arbitrária (que é, igualmente, a instalação de produção para gás natural não fóssil) e a rede pública de distribuição de gás na qual a introdução de gás natural não fóssil na rede é medida e monitorizada. É um objectivo da invenção satisfazer esta procura.

De acordo com a invenção, o dispositivo para ligar uma instalação de produção para gás natural não fóssil a uma rede de distribuição de gás, em particular, uma rede pública de distribuição de gás natural, compreende: uma linha de abastecimento para introduzir gás natural não fóssil produzido na referida instalação de produção, dotada de, pelo menos, uma válvula de corte; uma linha de retorno, para retorno de gás natural não fóssil, que está em ligação de fluxo à referida linha de abastecimento através de uma válvula de corte; uma linha de descarga, para descarregar gás natural não fóssil, que está em ligação de fluxo à referida linha de abastecimento através de uma válvula de corte; meios de redução de pressão, para reduzir a pressão do gás natural não fóssil produzido na referida instalação de produção para um valor predeterminado; um caudalimetro, para medir o caudal de gás natural não fóssil; 3 um dispositivo de medição, para medir o valor calórico do gás natural não fóssil ou uma caracteristica relacionada, numa posição a montante da válvula de corte na linha de abastecimento; um dispositivo de análise para analisar, pelo menos parcialmente, a composição do gás natural não fóssil numa posição a montante da válvula de corte na linha de abastecimento; um dispositivo de controlo, para comandar a válvula de corte com base nos dados proporcionados pelo dispositivo de medição e pelo dispositivo de análise. 0 dispositivo de acordo com a invenção é um aparelho independente que pode ser colocado facilmente entre qualquer instalação de produção para gás natural não fóssil com sua própria unidade de controlo do processo, específica do processo, e a rede pública de distribuição de gás e que pode medir e monitorizar a qualidade e quantidade do gás natural não fóssil que deve ser fornecido à rede de distribuição de gás, dependendo da instalação de produção utilizada, do processo específico utilizado e das condições do processo e materiais iniciais.

Para tal, o dispositivo de acordo com a invenção compreende uma linha de abastecimento entre a instalação de produção e uma válvula de corte. Nesta linha de abastecimento, escoa-se o gás produzido na instalação de produção. A qualidade do gás é medida nesta linha por meio de dispositivos de amostragem de gás utilizando a análise dos componentes no dispositivo de análise e uma determinação do valor calórico ou caracteristica relacionada, no referido dispositivo de medição. Habitualmente, 4 existe apenas um limite superior relativamente ao conteúdo aceitável de componentes prejudiciais ou indesejáveis no gás a ser fornecido à rede de distribuição, ao passo que o valor calórico tem habitualmente de estar dentro de um intervalo definido, tendo um limite superior e um limite inferior. Geralmente, será determinada a composição completa do gás natural não fóssil, embora na maioria dos casos seja suficiente uma análise mais limitada dos hidrocarbonetos que estão presentes (principalmente metano) e do dióxido de carbono. A válvula de corte é actuada com base nos valores medidos. Se o gás for da qualidade desejada, fluirá para a rede de distribuição através do meio de redução de pressão e através da válvula de corte na linha de descarga. 0 meio de redução de pressão reduz a pressão do gás natural não fóssil produzido para um valor desejado, tipicamente para a pressão que prevalece na rede pública em questão. Se o gás não satisfizer os padrões de qualidade, fluirá para a linha de retorno. Esta linha de retorno pode, por exemplo, estar ligada à instalação de produção, de modo a que o gás retorne ao processo ou parte deste, por exemplo, apenas a quaisquer etapas de processamento possíveis. A linha de retorno pode, igualmente, terminar numa tocha, onde o gás que foi produzido é queimado. 0 caudalímetro mede o volume de gás por unidade de tempo, cujo gás é introduzido na rede de distribuição. Como já foi mencionado, a unidade de controlo comanda a válvula de corte, por exemplo, uma válvula de três vias, com base nos sinais medidos provenientes do analisador de gás e do dispositivo de medição, os quais são comparados com valores ou intervalos predeterminados. 0 dispositivo de medição é, de um modo preferido, um dispositivo (certificado) para determinar o índice de Wobbe do gás a ser fornecido à rede de distribuição. 0 índice de Wobbe é 5 um indicador para a energia de combustão do gás. Na Holanda, o gás natural na rede padrão tem um índice de Wobbe entre 43,46 e 44,41, por exemplo. 0 dispositivo de análise de gás é, de um modo preferido, concebido para analisar, pelo menos, o teor de CO2, 02 e H2S do biogás. Estes são gases que são frequentemente encontrados no biogás. Estes gases apenas devem estar presentes na rede de distribuição em quantidades limitadas. Além disso, de modo vantajoso, a temperatura, os hidrocarbonetos (em particular metano) e a humidade relativa são igualmente determinados. A amostragem, análise e medição são realizadas, de um modo preferido, de forma semi-continua, sendo possível que a periodicidade da análise e da medição sejam diferentes uma da outra.

De modo vantajoso, a linha de abastecimento, a linha de retorno e a linha de descarga são dotadas de dispositivos de amostragem de gás que permitem que as amostras do gás sejam recolhidas destas linhas. 0 dispositivo de controlo, de um modo preferido, compreende uma memória para armazenar dados provenientes do dispositivo de análise, do dispositivo de medição e do caudalímetro, os quais podem ser utilizados mais tarde para finalidades de verificação e/ou facturação. A memória pode, de modo vantajoso, ser acedida remotamente, por exemplo, através de uma linha telefónica ou de outra forma telemétrica. A invenção refere-se, igualmente, a um conjunto compreendendo uma instalação de produção para produzir gás 6 natural não fóssil e ao dispositivo de acoplamento de acordo com a invenção. A invenção será descrita mais pormenorizadamente abaixo com referência à figura anexa, que mostra, esquematicamente, uma forma de realização de um dispositivo de acordo com a invenção.

Nesta figura, uma instalação de produção para produzir gás natural não fóssil a partir de material residual biológico, tal como estrume ou lamas urbanas, é indicada pelo número 10 de referência. A rede de distribuição regional que distribui o gás natural aos utilizadores privados e industriais é indicada pelo número 12 de referência. Um dispositivo 14 de acoplamento de acordo com a invenção está posicionado entre a instalação 10 de produção e a rede 12. O dispositivo 14 independente compreende geralmente um alojamento 16 no interior do qual os vários componentes estão dispostos. O dispositivo 14 compreende uma linha 18 de abastecimento que está acoplada ao dispositivo 10 de produção. Um analisador 20 de gás para, pelo menos, CO2, O2 e H2S e um medidor 22 do índice de Wobbe estão acoplados a esta linha 18 de abastecimento, a montante de uma válvula 24 de corte. Os sinais provenientes do analisador 20 de gás e do medidor 22 são processados pelo dispositivo 26 de controlo, de modo a comandar a válvula 24 de corte. A válvula 24 de corte liga a linha 18 de abastecimento a uma linha 28 de descarga que está ligada à rede 12, ou à linha 30 de retorno, a qual, neste caso, está ligada ao dispositivo 10 de produção. São proporcionados meios 38 de redução de pressão, por exemplo, uma válvula de redução e um caudalímetro 32, na linha 28 de descarga, cujos sinais são transmitidos ao dispositivo 26 de controlo. Este dispositivo 26 de controlo compreende uma memória 34 para armazenar dados. Como foi indicado acima, estes 7 dados podem ser transmitidos para finalidades de facturação, por exemplo, por meio de um meio de comunicação (não mostrado) , tal como um telefone, um computador, etc. 0 número 36 de referência indica os sensores relevantes do analisador 20 de gás, medidor 22 de índice de Wobbe e caudalímetro 32.

Lisboa, 13 de Outubro de 2011

Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo (14) para ligar uma instalação (10) de produção para gás natural não fóssil a uma rede (12) de distribuição de gás, em particular uma rede pública de distribuição de gás, compreendendo: uma linha (18) de abastecimento, para introduzir gás natural não fóssil produzido na referida instalação (10) de produção, dotada com, pelo menos, uma válvula (24) de corte; uma linha (30) de retorno, para retornar o gás natural não fóssil que está em ligação de fluxo à referida linha (18) de abastecimento através de uma válvula (24) de corte; uma linha (28) de descarga para descarregar gás natural não fóssil que está em ligação de fluxo à referida linha (18) de abastecimento através de uma válvula (24) de corte; meios (38) de redução de pressão, para reduzir a pressão do gás natural não fóssil produzido na referida instalação de produção para um valor predeterminado; um caudalimetro (32) para medir o caudal de gás natural não fóssil; 1 um dispositivo (22) de medição, para medir o valor calórico do gás natural não fóssil numa posição a montante da válvula (24) de corte na linha (18) de abastecimento; um dispositivo (20) de análise, para analisar, pelo menos parcialmente, a composição do gás natural não fóssil numa posição a montante da válvula (24) de corte na linha (18) de abastecimento; um dispositivo (26) de controlo, para comandar a válvula (24) de corte com base nos dados proporcionados pelo dispositivo (32) de medição e pelo dispositivo (20) de análise.
2. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que a válvula (24) de corte na linha (18) de abastecimento compreende uma válvula de três vias.
3. 3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o dispositivo (22) de medição é um medidor do índice de Wobbe.
4. 4. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que o dispositivo (20) de análise está concebido para determinar pelo menos os teores de, pelo menos, C02, 02 e H2S.
5. 5. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que o dispositivo (20) de análise está igualmente ligado à linha (30) de retorno. 2
6. 6. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que a linha (18) de abastecimento está dotada com dispositivos (36) de amostragem de gás para recolher uma amostra da linha respectiva.
7. 7. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que o dispositivo de controlo está dotado com uma memória (34) para armazenamento de dados do dispositivo de medição e dispositivo de análise.
8. 8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, em que a memória (34) pode ser lida remotamente.
9. 9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7 ou 8, em que o dispositivo está dotado com recursos de telemetria.
10. 10. Conjunto compreendendo uma instalação (10) de produção para produzir gás natural não fóssil a partir de material residual biológico e um dispositivo (14) de acordo com uma das reivindicações anteriores. Lisboa, 13 de Outubro de 2011 3