WO2019105954A1

WO2019105954A1 - Vorrichtung und verfahren zur odorierung eines gasstroms in einer gasleitung

Info

Publication number: WO2019105954A1
Application number: PCT/EP2018/082751
Authority: WO
Inventors: Sascha Niebialek; Fabian NOWAK
Original assignee: Westnetz Gmbh
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2019-06-06
Also published as: DE102017128495A1; EP3717139B1; DK3717139T3; EP3717139A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (20, 50) zur Odorierung eines Gasstroms (21) in einer Gasleitung (22), umfassend Mittel zur Bevorratung (24) eines flüssigen Odoriermittels (82, 102) und eine Injektionseinrichtung (30) zur Injektion des flüssigen Odoriermittels (82, 102) in den durch die Gasleitung (22) strömenden Gasstrom (21), dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionseinrichtung (30) eine Zweistoffdüse (36, 80, 100) aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren zur Odorierung eines Gasstroms (21) in einer Gasleitung (22), bei dem ein flüssiges Odoriermittel (82, 102) mittels einer Zweistoffdüse (36, 80, 100) in den durch die Gasleitung (22) strömenden Gasstrom (21) injiziert wird. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer Zweistoffdüse (36, 80, 100) zur Odorierung eines Gasstroms (21) in einer Gasleitung (22).

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Odorierung eines Gasstroms in einer Gasleitung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Odorierung eines Gasstroms in einer Gasleitung umfassend eine Injektionseinrichtung zur Injektion eines flüssigen

Odoriermittels in den durch die Gasleitung strömenden Gasstrom sowie ein Verfahren zur Odorierung eines Gasstroms in einer Gasleitung.

Bei der leitungsgebundenen Versorgung der Allgemeinheit mit Erdgas, welches im aufbereiteten Zustand im Wesentlichen geruchslos ist, wird aus Sicherheitsgründen gefordert, dass das Erdgas einen hinreichenden Geruch aufweist, sodass etwaige Leckagen im Leitungsnetz vom Menschen subjektiv wahrnehmbar sind.

Sofern das aufbereitete Erdgas keinen hinreichenden Warngeruch aufweist, ist dieses nach gesetzlichen Vorschriften zu odorieren (vgl. für Deutschland zum Beispiel das DVGW Arbeitsblatt G 280). Aus diesem Grund ist es bekannt und üblich, dem Erdgas Odoriermittel zuzugeben. Als Odoriermittel kommen üblicherweise Substanzen mit hinreichendem Warngeruch in Betracht, die dem Erdgas einen schwefelartigen Geruch verleihen. Ein weit verbreitetes Odoriermittel ist beispielsweise

Tetrahydrothiophen (THT). Des Weiteren werden seit einigen Jahren auch

schwefelarme und schwefelfreie Odoriermittel eingesetzt.

Üblicherweise wird Erdgas in den Gastransportnetzen (Ferntransportleitungen) odoriermittelfrei bereitgestellt. Eine Odorierung erfolgt dann von dem

Gasnetzbetreiber des betreffenden Gasverteilnetzes bei der Entnahme des Gases aus dem Gastransportnetz und dessen Druckreduzierung auf den in dem Gasverteilnetz vorherrschenden Druck. Hierzu wird ein flüssiges Odoriermittel typischerweise über eine Odorieranlage in einer örtlichen Gas-Druckregel- und Messanlage (GDRM- Anlage) zugegeben. Die Zugabe erfolgt in Abhängigkeit der Größe eines normierten Gasvolumenstroms berechnet aus den Daten des Gaszählers sowie der Gastemperatur und dem Gasdruck. Eine entsprechende Menge an Odoriermittel wird mittels einer impulsgesteuerten Dosierpumpe einer Impfdüse zugeführt, die als in die Leitung eingesetztes Tauchrohr mit einem Verdunstungskörper ausgeführt ist, auf den das der Impfdüse zugeführte Odoriermittel in flüssiger Form aufgebracht wird.

Typischerweise erfolgt die Zugabe des Odoriermittels mengenproportional zur durchflossenen Gasmenge. Das Odoriermittel THT wird beispielsweise in Deutschland mit einem Wert von mindestens 10 mg/m³ Gasvolumen dem Gasstrom zugeführt. Für andere Odoriermittel gelten andere, zum Teil geringere Grenzwerte. Dabei ist darauf zu achten, dass ein vorbestimmter Grenzwert, beispielsweise von 10 mg/m³ bei THT, während der gesamten Verteilung des Gases nicht unterschritten wird. Das

Odoriermittel wird typischerweise intermittierend mit dem in die Gasleitung eingesetzten Tauchrohr zugeführt, wobei das Tauchrohr von dem die Gasleitung durchströmenden Erdgas umströmt wird. Dabei verdampft das flüssige Odoriermittel von dem Verdunstungskörper und wird von dem Erdgas aufgenommen.

Da die Oberfläche des Verdunstungskörpers der Impfdüsen recht klein ist, das Odoriermittel bei der Eindüsung in das Tauchrohr nicht zerstäubt wird und das Odoriermittel diskontinuierlich beziehungsweise intermittierend in

Gewichtskraftrichtung dem Tauchrohr zugeführt wird, ist nicht ausgeschlossen, dass das zugeführte Odoriermittel nicht vollständig an dem oder in dem Tauchrohr verdunstet und dass nennenswerte Mengen flüssigen Odoriermittels durch den Gasstrom mitgerissen werden und unkontrolliert in der Gasleitung verteilt werden. So ist es in der Praxis bereits aufgetreten, dass sich nennenswerte Mengen flüssigen Odoriermittels unterhalb der Impfdüse in der Gasleitung sammeln.

Zur Behebung dieses Problems ist aus der EP 2 933 015 Al eine Vorrichtung zur Odorierung eines Gasstroms in einem Gasnetz bekannt, bei der das in die Gasleitung injizierte Odoriermittel auf einen spezifisch ausgebildeten und angeordneten

Verdunstungskörper aufgebracht wird, um eine kontinuierliche Verdunstung des Odoriermittels zu erzielen, auch wenn das Odoriermittel in flüssiger Form

diskontinuierlich auf den Verdunstungskörper aufgebracht wird. Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine solche passive Verdunstung von einem

Verdunstungskörper bisher auf bestimmte Gasvolumenströme beschränkt ist, so dass bei hohen Gasvolumenströmen eine ausreichende Odorierung unter Umständen nicht gewährleistet werden kann oder dass es zu einer unkontrollierten Verteilung von Odoriermittel in der Gasleitung kommt.

Aus der EP 2 933 015 Al ist weiterhin bekannt, das Odoriermittel stromaufwärts des Verdunstungskörpers mittels einer Einstoff-Druckdüse zu zerstäuben. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es abhängig von Gasvolumenstrom und Odoriermitteldurchsatz auch hierbei zu einer unzureichenden Odorierung oder einer unkontrollierten Verteilung von Odoriermittel in der Gasleitung kommen kann.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Odorierung eines Gasstroms in einer Gasleitung zur Verfügung zu stellen, die über einen breiteren Volumenstrombereich oder zumindest über einen alternativen Volumenstrombereich eine zuverlässige und störungsfreie Odorierung des Gasstroms innerhalb der gesetzlich vorgegebenen Grenzwerte ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Odorierung eines Gasstroms in einer Gasleitung, umfassend eine Injektionseinrichtung zur lnjektion des flüssigen

Odoriermittels in den durch die Gasleitung strömenden Gasstrom, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Injektionseinrichtung eine Zweistoffdüse aufweist. Die Injektionseinrichtung kann beispielsweise in Form eines Tauchrohrs zum Eintauchen in eine Gasleitung ausgebildet sein, in das eine Zweistoffdüse integriert ist.

Weiterhin wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Odorierung eines Gasstroms in einer Gasleitung gelöst, bei dem ein flüssiges

Odoriermittel mittels einer Zweistoffdüse in den durch die Gasleitung strömenden Gasstrom injiziert wird. Darüber hinaus wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch die Verwendung einer Zweistoffdüse zur Odorierung eines Gasstroms in einer Gasleitung.

Mit einer Zweistoffdüse, insbesondere einer Zweistoff-Druckdüse, kann das

Odoriermittel sehr fein zerstäubt werden, sodass eine große Oberfläche des

Odoriermittels bereitgestellt wird, durch die der Verdunstungsvorgang

beziehungsweise der Odorierungsprozess verbessert wird, sodass das Odoriermittel vollständig verdampfen kann, ohne sich auf der Gasleitungswandung

niederzuschlagen. Bei der Zweistoffdüse handelt es sich also insbesondere um eine Zerstäuberdüse.

Eine Zweistoffdüse hat gegenüber einer Einstoffdüse den Vorteil, dass sie viel geringere Mengen an Odoriermittel zuverlässig zerstäuben kann und damit zur Odorierung geringerer Gasvolumenströme geeignet ist. Dies wird dadurch ermöglicht, dass bei der Zweistoffdüse neben dem zu zerstäubenden Odoriermittel ein weiteres Fluid, insbesondere ein Gas, durch die Zweistoffdüse geleitet wird, durch das die zum Zerstäuben erforderliche Energie bereitgestellt wird. Einstoffdüsen arbeiten bei vergleichbaren geringen Volumenströmen an Odoriermittel nicht mehr einwandfrei und zerstäuben das Odoriermittel daher nicht optimal.

Zur weiteren Verbesserung der Verdunstungsleistung kann zusätzlich zur

Zweistoffdüse auch noch ein Verdunstungskörper vorgesehen sein, auf den das Odoriermittel mit der Zweistoffdüse aufgebracht wird. Indem das Odoriermittel mittels einer Zweistoffdüse auf den Verdunstungskörper aufgebracht wird, kann durch die Zerstäubung des Odoriermittels durch die Zweistoffdüse eine bessere Verteilung des Odoriermittels auf dem Verdunstungskörper erreicht werden.

Die Vorrichtung kann beispielsweise in eine GDRM-Anlage integriert werden. Da die Zweistoffdüse einen zuverlässigen Betrieb über einen breiten Gasvolumenstrombereich erlaubt, ist eine zuverlässige Odorierung bei verschiedenen Gasströmen gewährleistet.

Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung und des Verfahrens beschrieben, wobei die einzelnen Ausführungsverfahren jeweils einzeln für die Vorrichtung, die Verwendung und das Verfahren anwendbar sind. Weiterhin sind die einzelnen Ausführungsformen untereinander kombinierbar.

Bei einer Ausführungsform weist die Vorrichtung Mittel zur Bevorratung eines flüssigen Odoriermittels auf, wie zum Beispiel einen Tank. Die Mittel zur Bevorratung eines flüssigen Odoriermittels sind vorzugsweise über eine Leitung mit der

Zweistoffdüse verbunden, um die Zweistoffdüse mit dem Odoriermittel zu versorgen. Vorzugsweise ist eine Dosierpumpe vorgesehen, mit der das Odoriermittel von den Mitteln zur Bevorratung des flüssigen Odoriermittels zur Zweistoffdüse gepumpt werden kann. Die Dosierpumpe wird vorzugsweise abhängig vom Gasvolumenstrom in der Gasleitung gesteuert, so dass ein vom Gasvolumenstrom in der Gasleitung abhängiger Odoriermitteldurchsatz, insbesondere zum Gasvolumenstrom

proportionaler Odoriermitteldurchsatz, eingestellt wird. Zu diesem Zweck ist vorzugsweise eine Steuereinrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, einen Wert für den Gasvolumenstrom in der Gasleitung von einem in die Gasleitung integrierten Gaszähler zu empfangen und die Dosierpumpe abhängig von diesem Wert zu steuern.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung weiterhin Mittel zur Bereitstellung eines Düsengasstroms für den Betrieb der Zweistoffdüse auf. Dadurch wird die Zweistoffdüse mit dem für die Zerstäubung erforderlichen Fluid in Form eines Düsengasstroms versorgt. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens wird die Zweistoffdüse mit dem flüssigen Odoriermittel und mit einem Düsengasstrom betrieben.

Die Mittel zur Bereitstellung des Düsengasstroms für den Betrieb der Zweistoffdüse können beispielsweise eine von der Gasleitung separate Gasversorgung umfassen. Insbesondere kann ein Gasbehälter, beispielsweise eine unter Druck stehende Gasflasche, oder ein Kompressor vorgesehen sein, um die Zweistoffdüse mit Gas zu versorgen. Als Gas kann beispielsweise Stickstoff verwendet werden.

Alternativ können die Mittel zur Bereitstellung des Düsengasstroms für den Betrieb der Zweistoffdüse auch eine von der Gasleitung abzweigende Düsenzuleitung umfassen, durch die ein Teil des durch die Gasleitung strömenden Gasstroms als Düsengasstrom zur Zweistoffdüse geführt wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine separate Gasquelle, beispielsweise in Form einer unter Druck stehenden Gasflasche, entbehrlich ist und stattdessen das durch die Gasleitung strömende Gas zum Betrieb der Zweistoffdüse verwendet werden kann. Die

Düsenzuleitung kann beispielsweise über einen Dreiwegeflansch an der Gasleitung angeschlossen sein. Bei einer entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens wird der Düsengasstrom aus dem in der Gasleitung strömenden Gasstrom abgezweigt, insbesondere vor einer Druckreduzierung des in der Gasleitung strömenden

Gasstroms.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Abzweigung der Düsenzuleitung in Strömungsrichtung vor und die Zweistoffdüse hinter einem Regelventil zur

Druckreduzierung in der Gasleitung angeordnet. Die Düsenzuleitung stellt demnach insbesondere einen Bypass zum Regelventil in der Gasleitung dar. In einer GDRM- Anlage oder an einem Übergabepunkt vom Gasnetz des Gasversorgers zum Gasnetz des Abnehmers, beispielsweise zum Gasnetz einer Industrieanlage oder eines Hauses, sind typischerweise ein oder mehrere Regelventile vorgesehen, mit denen der Gasdruck aus dem gasstromaufwärtigen Gasnetz auf den Betriebsdruck des gasstromabwärtigen Gasnetzes reduziert wird. Der Druck vor dem Regelventil (Vordruck) kann bei einem stromaufwärtigen örtlichen Gasnetz zur Versorgung einer Anlage oder eines Hauses zum Beispiel im Bereich 20 bis 50 bar liegen, bei einer stromaufwärtigen Fernleitung aber auch bis zu 100 bar betragen. Der Betriebsdruck, auf den das Regelventil den Gasdruck reduziert, kann bei einem stromabwärtigen örtlichen Gasnetz im Bereich 20 bis 50 bar liegen, bei einem stromabwärtigen Gasnetz einer Industrieanlage im Bereich von 12 bis 16 bar oder bei einem stromabwärtigen Gasnetz eines Privathauses sogar nur bei 23 mbar liegen. lndem die Abzweigung der Düsenzuleitung vor dem Regelventil, das heißt auf der stromaufwärtigen Vordruckseite, und die Zweistoffdüse hinter dem Regelventil, das heißt auf der stromabwärtigen Seite mit dem geringeren Druck, angeordnet wird, ergibt sich ein Druckgefälle zwischen dem Gas aus der Düsenzuleitung, das der Zweistoffdüse zugeführt wird, und dem Gas in der Gasleitung am Ort der

Zweistoffdüse, sodass Energie zum Betrieb der Zweistoffdüse und zur feinen

Verneblung des Odoriermittels zur Verfügung steht. Auf diese Weise kann die Energie des Gasstroms in der Gasleitung zum Betrieb der Zweistoffdüse verwendet werden, so dass eine externe Energiezufuhr, beispielsweise durch einen Kompressor, entbehrlich ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist in die Düsenzuleitung ein Regelventil integriert. Das Regelventil ist insbesondere dazu eingerichtet, den Druck in der Düsenzuleitung soweit zu reduzieren, dass eine zum Betrieb der Zweistoffdüse geeignete Druckdifferenz zur Gasleitung am Ort der Zweistoffdüse erreicht wird. Ein typischer Differenzdruck zwischen dem in die Zweistoffdüse eingespeisten Gas und dem Druck des zu odorierenden Gasstroms am Ort der Zweistoffdüse kann zum Beispiel im Bereich 2 bis 6 bar liegen.

Das Regelventil in der Düsenzuleitung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den Druck abhängig vom Volumenstrom durch die Gasleitung einzustellen. Auf diese Weise ist es möglich, den Betrieb der Zweistoffdüse an den Gasvolumenstrom anzupassen, um die für den entsprechenden Gasvolumenstrom passende Menge Odoriermittel zu injizieren. Zu diesem Zweck können insbesondere auch Mittel zur Dosierung des flüssigen Odoriermittels in Abhängigkeit der Größe des durch die Gasleitung des Gasnetzes geförderten Gasvolumenstroms vorgesehen sein, beispielsweise eine Dosierpumpe, zum Beispiel geregelt über einen in die Gasleitung integrierten Gaszähler, um die für den Gasvolumenstrom geeignete Menge Odoriermittel zu injizieren.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist in die Düsenzuleitung ein

Sicherheitsabsperrventil integriert. Das Sicherheitsabsperrventil ist insbesondere dazu eingerichtet, den durch die Düsenzuleitung fließenden Volumenstrom zu unterbrechen, wenn der Druck in der Düsenzuleitung über einen bestimmten

Grenzwert steigt. Insbesondere ist das Sicherheitsabsperrventil hinter dem

Regelventil in der Düsenzuleitung vorgesehen. Auf diese Weise kann bei einem Ausfall des Regelventils verhindert werden, dass der Vordruck aus der Gasleitung über die Düsenzuleitung in den Bereich der Gasleitung hinter dem Regelventil der Gasleitung gelangt. Auf diese Weise wird die Sicherheit des Systems gewährleistet, zumal zum Beispiel Haus- und Industrieinstallationen typischerweise nur für geringere Drücke ausgelegt sind als zum Beispiel die in der Gaszuleitung des Gasversorgers

herrschenden Drücke.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist in die Düsenzuleitung ein Gasvorwärmer integriert, insbesondere vor dem Regelventil. Durch die Druckreduzierung des Gases in der Düsenzuleitung kommt es durch den Joule-Thomson-Effekt zu einer Abkühlung, die zum Beispiel zu einem Vereisen des Regelventils in der Düsenzuleitung oder der Zweistoffdüse führen kann, sodass deren Betrieb beeinträchtigt wird, und zudem die Verdampfungsbedingungen des Odoriermittels verschlechtern kann. Durch das Vorsehen eines Gasvorwärmers kann dem Gasstrom durch die Düsenzuleitung Wärme zugeführt werden, um den Abkühleffekt abzuschwächen oder zu kompensieren.

Dadurch können die Verdampfungsbedingungen des Odoriermittels verbessert und ein störungsfreier Betrieb der Zweistoffdüse gewährleistet werden.

Der Gasvorwärmer kann beispielsweise ein Wirbelrohr umfassen. Dies hat den Vorteil, dass der Gasstrom ohne externe Energiequelle erwärmt werden kann. Die Funktionsweise eines Wirbelrohrs zur Gasvorwärmung (Ranque-Hilsch-Wirbelrohr) ist grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der EP 2 996 010 Al, und muss daher an dieser Stelle nicht im Einzelnen erläutert werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Abzweigung der Düsenzuleitung hinter einem Gaszähler angeordnet. Auf diese Weise kann der Gasvolumenstrom gemessen werden, bevor ein Teil des Gasvolumenstroms aus der Gasleitung abgezweigt wird. Alternativ kann, wenn die Abzweigung der Düsenzuleitung vor einem Gaszähler angeordnet ist, auch ein zusätzlicher Gaszähler in der Düsenzuleitung vorgesehen sein, sodass durch Summenbildung der von den beiden Gaszählern ermittelten Werte der gesamte Gasverbrauch zuverlässig bestimmt werden kann.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind in die Düsenzuleitung Absperrventile, beispielsweise Kugelhähne, integriert, um einen Bereich der Düsenzuleitung absperren zu können. Auf diese Weise ist eine Wartung der Düsenzuleitung möglich, ohne die Gasversorgung unterbrechen zu müssen. In dem Bereich zwischen den Absperrventilen sind insbesondere das Regelventil, das Sicherheitsabsperrventil und/oder ein etwaig vorgesehener Vorwärmer und/oder ein etwaig vorgesehener Gaszähler integriert, sodass diese Komponenten ohne Beeinträchtigung der

Gasversorgung gewartet werden können.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist in die Düsenzuleitung mindestens ein ansteuerbares Absperrventil, beispielsweise ein Magnetventil, integriert und eine Steuereinrichtung, beispielsweise die Steuereinrichtung zur Steuerung der

Dosierpumpe, ist dazu eingerichtet, das ansteuerbare Absperrventil zu schließen, wenn der Gasvolumenstrom in der Gasleitung unter einen vorgegebenen Grenzwert fällt oder wenn kein Gasvolumenstrom in der Gasleitung gemessen wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der Druck in der Gasleitung hinter einem

Regelventil durch die Düsenzuleitung ansteigt, wenn kein oder nur ein sehr geringer Gasvolumenstrom in der Gasleitung vorliegt. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Beispiel einer Vorrichtung zur Odorierung eines Gasstroms,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4a-b zwei mögliche Ausgestaltungen für Zweistoffdüsen zur Verwendung bei den Vorrichtungen aus Fig. 2 und 3.

Figur 1 zeigt zunächst den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zur Odorierung eines Gasstroms in schematischer Darstellung.

In Figur 1 ist ein Rohrleitungsabschnitt 1 einer Gasleitung 2 dargestellt, der in

Strömungsrichtung des Gases einem Gaszähler 3 nachgeschaltet ist. Die Vorrichtung zur Odorierung kann beispielsweise in einer GDRM -Anlage eines örtlichen

Gasverteilnetzes angeordnet sein. In der Gasleitung 2 wird vorliegend aus einem Hochdrucktransportnetz Erdgas für das Gasdruckverteilnetz mit einem reduzierten Druck bereitgestellt.

In Strömungsrichtung hinter dem Gaszähler 3 wird ein flüssiges Odoriermittel, beispielsweise in Form von THT, über eine Injektionseinrichtung 4 in die Gasleitung 2 eingebracht.

Dazu wird das Odoriermittel einem Odoriermittelgebinde 5 entnommen und der Injektionseinrichtung 4 über eine Dosierpumpe 6 zugeführt. Die Dosierpumpe 6 ist über ein Steuergerät 7 mit dem Gaszähler 3 verbunden. Der Gaszähler 3 liefert an das Steuergerät 7 eine Information über den Gasvolumenstrom in der Gasleitung 2 und das Steuergerät 7 steuert die Dosierpumpe 6 derart an, dass die Dosierpumpe 6 eine an den Gasvolumenstrom angepasste Menge Odoriermittel zur Injektionseinrichtung 4 fördert. Zur Regelung der Dosierpumpe 6 kann ein Durchflussmesser 9 vorgesehen sein, der den von der Dosierpumpe 6 gepumpten Odoriermittelvolumenfluss misst. Weiterhin kann ein Füllstandmesser 10 vorgesehen sein, um den Füllstand im

Odoriermittelgebinde 5 zu überwachen. Zwischen der Dosierpumpe 6 und der Injektionseinrichtung 4 ist vorzugsweise eine Rückschlagklappe 11 vorgesehen, um eine Gasströmung aus der Gasleitung 2 zum Odoriermittelgebinde 5 zu verhindern.

Figur 2 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung 20 zur Odorierung eines Gasstroms 21 in einer Gasleitung 22 umfasst ein Odoriermittelgebinde 24, das über eine Dosierpumpe 26 mit einer hinter einem Regelventil 28 in die Gasleitung 22 integrierten Injektionseinrichtung 30 verbunden ist. Die Dosierpumpe 26 ist vorzugsweise analog zu Fig. 1 über einen in der Gasleitung 22 angeordneten Gaszähler 32 und eine Steuereinrichtung 34 derart gesteuert, dass eine an den Gasvolumenstrom in der Gasleitung 22 angepasste Menge an

Odoriermittel aus dem Odoriermittelgebinde 24 durch die Dosierpumpe 26 zur Injektionseinrichtung 30 transportiert wird. Weiterhin können analog zu Fig. 1 zum Beispiel auch ein mit der Steuereinrichtung 34 verbundener Durchflussmesser 6 und Füllstandsmesser 10 oder auch eine zwischen Dosierpumpe 26 und

Injektionseinrichtung 30 angeordnete Rückschlagklappe 11 vorgesehen sein.

Die Injektionseinrichtung 30 umfasst eine in der Gasleitung 22 angeordnete

Zweistoffdüse 36, der als erstes Medium das Odoriermittel über die Dosierpumpe 26 zugeführt wird.

Zur Versorgung der Zweistoffdüse 36 mit einem zweiten Medium ist weiterhin ein Gasbehälter 38 vorgesehen, in dem ein Gas wie zum Beispiel Stickstoff unter Druck gespeichert ist. Weiterhin ist ein Dosierventil 40 zwischen dem Gasbehälter 38 und der Zweistoffdüse 36 angeordnet, um den Volumenstrom des Düsengasstroms aus dem Gasbehälter 38 zur Zweistoffdüse 36 zu steuern, insbesondere durch die

Steuereinrichtung 34 und abhängig von dem Gasvolumenstrom in der Gasleitung 22, der durch den Gaszähler 32 bestimmt wird.

Im Betrieb wird über die Dosierpumpe 26 Odoriermittel aus dem

Odoriermittelgebinde 24 und über das Dosierventil 40 Gas aus dem Gasbehälter 38 als Düsengasstrom zur Zweistoffdüse 36 geleitet, so dass das Odoriermittel durch den Düsengasstrom in der Gasleitung 22 zerstäubt (vernebelt) wird.

Durch die Verwendung der Zweistoffdüse 36 wird eine sehr gute Verneblung mit geringer Tröpfchengröße und entsprechend großer Oberfläche des Odoriermittels erreicht, so dass das Odoriermittel gut verdampfen und mit dem Gasstrom 21 in der Gasleitung 22 vermischt werden kann.

Im Gegensatz zu einer Einstoffdüse wird eine solch gute Verneblung dank der durch den Düsengasstrom bereitgestellten Energie auch bei geringem Durchsatz an

Odoriermittel erreicht, so dass auch bei geringem Gasvolumenstrom durch die Gasleitung 22 und durch die Regeleinrichtung 32 entsprechend gering eingestelltem Odoriermitteldurchsatz gleichwohl eine zuverlässige Eindosierung des Odoriermittels in den Gasstrom 21 erreicht werden kann.

Vor der Zweistoffdüse 36 kann zusätzlich ein Verdunstungskörper 42 angeordnet sein (in Fig. 2 gestrichelt dargestellt). Durch die Verneblung des Odoriermittels mit der Zweistoffdüse 36 kann eine gleichmäßige Benetzung des Verdunstungskörpers 42 erreicht werden, wodurch eine gute Verdunstungsleistung erreicht wird. Die

Zweistoffdüse 36 kann aber auch ohne Verdunstungskörper betrieben werden.

Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Einander entsprechende Komponenten in Fig. 2 und 3 sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Vorrichtung 50 unterscheidet sich dadurch von der Vorrichtung 20, dass zur Bereitstellung des Düsengasstroms eine von der Gasleitung 22 abzweigende

Düsenzuleitung 52 vorgesehen ist, durch die ein Teil des durch die Gasleitung 22 strömenden Gasstroms als Düsengasstrom zur Zweistoffdüse 36 geführt wird.

Die Abzweigung 54 der Düsenzuleitung 52 von der Gasleitung 22 ist vor dem

Regelventil 28 in der Gasleitung 22 angeordnet, das heißt auf der Vordruckseite. In die Düsenzuleitung 52 ist ein Regelventil 56 integriert, um den Gasdruck auf den für den Betrieb der Zweistoffdüse 36 erforderlichen Druck zu reduzieren. Vorzugsweise liegt der Druck in der Düsenzuleitung 52 hinter dem Regelventil 56 um einige Bar, zum Beispiel um 4 bar, über dem Druck in der Gasleitung 22 am Ort der Zweistoffdüse 36.

Durch das Vorsehen der Düsenzuleitung 52 mit dem Regelventil 56 kann der zum Betrieb der Zweistoffdüse 36 erforderliche Düsengasstrom direkt aus der Gasleitung 22 abgeleitet werden, sodass eine separate Gasquelle entbehrlich ist.

Hinter dem Regelventil 56 ist ein Sicherheitsabsperrventil 58 in die Düsenzuleitung 52 integriert. Das Sicherheitsabsperrventil 58 ist dazu eingerichtet, den Druck in der Düsenzuleitung 52 hinter dem Regel ventil 56 bei Ausfall des Regelventils 56 zu beschränken. Dadurch kann ein Durchschlagen des Vordrucks aus der Gasleitung 22 über die Düsenzuleitung 52 und die Zweistoffdüse 36 in den Bereich der Gasleitung 22 hinter dem Regelventil 28 verhindert werden.

Weiterhin ist vor dem Regelventil 56 ein Gasvorwärmer 60 in die Düsenzuleitung 52 integriert, beispielsweise ein passiver Gasvorwärmer 60 mit einem Wirbelrohr, um den in der Düsenzuleitung 52 geführte Düsengasstrom zu erwärmen. Auf diese Weise kann die Abkühlung des Düsengasstroms durch den Joule-Thomson-Effekt wegen der Druckreduzierung am Regelventil 56 kompensiert werden, sodass die

Verdampfungsbedingungen für das Odoriermittel verbessert und ein Einfrieren des Regelventils 56, des Sicherheitsabsperrventils 58 bzw. der Zweistoffdüse 36 verhindert wird.

Vor der Abzweigung 54 der Düsenzuleitung 52 ist ein Gaszähler 62 in die Gasleitung 22 installiert, um den gesamten Gasvolumenstrom in der Gasleitung 22 zu erfassen. Weiterhin ist vorzugsweise eine mit dem Gaszähler 62 verbundene Steuereinrichtung 34 vorgesehen, die die Dosierpumpe 26 zur Anpassung des Odoriermitteldurchsatzes und das Regelventil 56 zur Anpassung des Düsengasstroms an den Gasvolumenstrom in der Gasleitung 22 ansteuert.

Der Gaszähler kann alternativ auch hinter der Abzweigung 54 angeordnet sein (in Figur 3 gestrichelt als 62' dargestellt) ln diesem Fall ist vorzugsweise ein zusätzlicher Gaszähler 64 in die Düsenzuleitung 52 integriert, um die gesamte verbrauchte Gasmenge bestimmen zu können. Die Steuereinrichtung 34 ist in diesem Fall vorzugsweise mit dem Gaszähler 62' und ggf. auch mit dem Gaszähler 64 verbunden.

In die Düsenzuleitung 52 sind vorzugsweise weiterhin Absperrventile 66 integriert, mit denen der Gasfluss durch die Düsenzuleitung 52 unterbrochen werden kann, um ohne Beeinträchtigung des Gasstroms 21 in der Gasleitung 22 die zwischen den Absperrventilen 66 angeordneten Komponenten, in Figur 3 das Regelventil 56, das Sicherheitsabsperrventil 58, den Gasvorwärmer 60 und optional den Gaszähler 64, warten zu können.

Vorzugsweise ist mindestens eines der Absperrventile 66 über die Steuereinrichtung 34 ansteuerbar und wird von der Steuereinrichtung 34 geschlossen, wenn der Gasvolumenstrom 21 in der Gasleitung 22 unter einen vorgegebenen Grenzwert fällt oder wenn der Gaszähler 62 keinen Gasvolumenstrom in der Gasleitung 22 misst.

Die Figuren 4a und 4b zeigen zwei Beispiele für Zweistoffdüsen, die als Zweistoffdüse 36 für die in Figur 2 und 3 beschriebenen Vorrichtungen 20, 50 verwendet werden können. Figur 4a zeigt eine Zweistoffdüse 80 nach dem Prinzip der inneren Mischung, bei der das Odoriermittel 82 durch einen ersten Kanal 84 und der Düsengasstrom 86 durch einen zweiten Kanal 88 zu einem Mischbereich 90 innerhalb der Zweistoffdüse 80 geleitet werden. Durch das Aufeinandertreffen des Odoriermittels 82 und des

Düsengasstroms 86 im Mischbereich 90 kommt es zu einer Verneblung des

Odoriermittels 82, so dass ein feiner Nebel 92 aus Odoriermittel aus der Zweistoffdüse 80 austritt. Figur 4b zeigt eine Zweistoffdüse 100 nach dem Prinzip der äußeren Mischung, bei der das Odoriermittel 102 durch einen ersten Kanal 104 und der Düsengasstrom 106 durch einen zweiten Kanal 108 zu einem Mischbereich 110 außerhalb der

Zweistoffdüse 80 geleitet werden. Durch das Aufeinandertreffen des Odoriermittels 102 und des Düsengasstroms 106 im Mischbereich 110 kommt es zu einer

Verneblung des Odoriermittels 102, so dass im Bereich vor der Zweistoffdüse 80 ein feiner Nebel 112 aus Odoriermittel entsteht.

Mit den Zweistoffdüsen 80, 100 lässt sich das Odoriermittel 82, 102 bereits bei geringen Durchsätzen sehr fein zerstäuben, da die dazu erforderliche Energie durch den separat einstellbaren Düsengasstrom 86, 106 bereitgestellt wird. Die Verwendung einer Zweistoffdüse, wie zum Beispiel der in Fig. 4a und 4b dargestellten

Zweistoffdüsen 80, 100, zur Odorierung eines Gasstroms in einer Gasleitung, ermöglicht damit einen zuverlässigen Betrieb über einen breiten

Gasvolumenstrombereich in der Gasleitung.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung (20, 50) zur Odorierung eines Gasstroms (21) in einer Gasleitung (22), umfassend eine Injektionseinrichtung (30) zur Injektion eines flüssigen Odoriermittels (82, 102) in den durch die Gasleitung (22) strömenden Gasstrom (21), dadurch gekennzeichnet, dass die Injektionseinrichtung (30) eine

Zweistoffdüse (36, 80, 100) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20, 50) weiterhin Mittel zur Bevorratung (24) eines flüssigen Odoriermittels (82, 102) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20, 50) weiterhin Mittel zur Bereitstellung (38, 52) eines Düsengasstroms (86, 106) für den Betrieb der Zweistoffdüse (36, 80, 100) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bereitstellung des Düsengasstroms (86, 106) für den Betrieb der Zweistoffdüse (36, 80, 100) eine von der Gasleitung (22) separate Gasversorgung (38) umfassen, insbesondere mit einem

Gasbehälter (38) und/oder einem Kompressor.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bereitstellung des Düsengasstroms (86, 106) für den Betrieb der Zweistoffdüse (36, 80, 100) eine von der Gasleitung

(22) abzweigende Düsenzuleitung (52) umfassen, durch die ein Teil des durch die Gasleitung (22) strömenden Gasstroms (21) als Düsengasstrom (86, 106) zur Zweistoffdüse (36, 80, 100) geführt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigung (54) der Düsenzuleitung (52) in Strömungsrichtung vor und die Zweistoffdüse (36, 80, 100) hinter einem

Regelventil (28) zur Druckreduzierung in der Gasleitung (22) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, dass in die Düsenzuleitung (52) ein Regelventil (56) integriert ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass in die Düsenzuleitung (52) ein

Sicherheitsabsperrventil (58) integriert ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass in die Düsenzuleitung (52) ein Gasvorwärmer (60) integriert ist, insbesondere mit einem Wirbelrohr.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigung (54) der Düsenzuleitung (52) hinter einem Gaszähler (62) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, dass in die Düsenzuleitung (52) Absperrventile (66) integriert sind, um einen Bereich der Düsenzuleitung (52) absperren zu können.

12. Verfahren zur Odorierung eines Gasstroms (21) in einer Gasleitung (22),

bei dem ein flüssiges Odoriermittel (82, 102) mittels einer Zweistoffdüse (36, 80, 100) in den durch die Gasleitung (22) strömenden Gasstrom (21) injiziert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, dass die Zweistoffdüse (36, 80, 100) mit dem flüssigen Odoriermittel (82, 102) und mit einem Düsengasstrom (86, 106) betrieben wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,

dadurch gekennzeichnet, dass der Düsengasstrom (86, 106) aus dem in der Gasleitung (22) strömenden Gasstrom (21) abgezweigt wird, insbesondere vor einer Druckreduzierung des in der Gasleitung (22) strömenden Gasstroms (21).

15. Verwendung einer Zweistoffdüse (36, 80, 100) zur Odorierung eines Gasstroms (21) in einer Gasleitung (22).