BE1032145B1

BE1032145B1 - Inrichting en systeem voor het reduceren van een zuurstofgasconcentratie in een hoofdgasstroom en bijbehorende werkwijze.

Info

Publication number: BE1032145B1
Application number: BE20245533A
Authority: BE
Inventors: Jeroen Bruin; Elias Mehssatou
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2023-12-06
Filing date: 2024-08-16
Publication date: 2025-08-14
Also published as: CN120094511A; BE1032145A1; WO2025120492A1; CN223490918U

Abstract

Inrichtingen en systemen voor het reduceren van een zuurstofgasconcentratie in een hoofdgasstroom, omvattende a. een hoofdgasstroomkanaal met een hoofdgasstroominlaat voor de hoofdgasstroom en een hoofdgasstroomuitlaat voor een gedeoxygeneerde hoofdgasstroom; b. een reactiegasstroomkanaal omvattende een reactiegasinlaat aan een eerste uiteinde en verbonden met het hoofdgasstroomkanaal aan een tweede uiteinde, om injectie van een reactiegas in het hoofdgasstroomkanaal mogelijk te maken, waarbij het reactiegasstroomkanaal stroomafwaarts van de reactiegasinlaat een debietregelinrichting omvat; c. een reactormiddel dat in het hoofdgasstroomkanaal is ingericht, stroomafwaarts van de verbindingslocatie en stroomopwaarts van de hoofdgasstroomuitlaat; en d. een regeleenheid die is aangepast voor het regelen van de debietregelinrichting om een injectie van stroom van het reactiegas in de hoofdgasstroom in het hoofdgasstroomkanaal te regelen, op basis van inlaatprocesomstandigheden van de hoofdgasstroom en/of uitlaatprocesomstandigheden van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom. en bijbehorende werkwijzen.

Description

Inrichting en systeem voor het reduceren van een zuurstofgasconcentratie in een hoofdgasstroom en bijbehorende werkwijze.

Technisch Domein

De onderhavige openbaarmaking heeft betrekking op een inrichting en een systeem voor het reduceren van een zuurstofgasgehalte in een hoofdgasstroom, zoals in een in hoofdzaak stikstof- of koolstofdioxide houdende gasstroom, in het bijzonder op inrichtingen of systemen die een regeleenheid omvatten voor het regelen van een injectiestroom van een reactiegas in genoemde hoofdgasstroom, en op daaraan gerelateerde werkwijzen.

Stand der Techniek

Deoxygeneringsinrichtingen verwijderen zuurstofgas uit een hoofdgasstroom. Ze doen dit door het zuurstofgas te dwingen om te reageren met een reactiegas via een reactormiddel zoals een katalytisch bed, dat de reactiebarrière tussen het zuurstofgas en het reactiegas verlaagt. Er zijn twee soorten oplossingen mogelijk voor het reactiegas: 1. Het reactiegas is hetzelfde als het hoofdgas. 2. Het reactiegas verschilt van het hoofdgas.

Bij oplossingen van het tweede type moet het reactiegas in de hoofdgasstroom worden geïnjecteerd voordat het in het reactormiddel binnengaat. De hoeveelheid reactiegas die wordt geïnjecteerd, wordt gewoonlijk berekend op basis van de nominale omstandigheden en de stoichiometrische relatie tussen het zuurstofgas en het reactiegas, d.w.z. dat wordt aangenomen dat de reactie perfect is en dat verwacht wordt dat al het zuurstofgas weg reageert. Dit kan echter leiden tot een overmatig gebruik van het reactiegas als de toepassing niet vereist dat de deoxygenering volledig is, of tot een onvoldoende deoxygenering omdat een licht over-stoichiometrische dosering van het reactiegas nodig is om al het zuurstofgas te verwijderen, opnieuw, als de toepassing dat vereist. Dit maakt het globale deoxygeneringsproces respectievelijk inefficiënt of onbevredigend.

Bovendien wordt de bron van het reactiegas vaak niet in beschouwing genomen bij de werking van de deoxygeneringsinrichting. Afhankelijk van het type bron kan dit resulteren in een aan/uit-regelstrategie, die een significante impact kan hebben op de prestaties en levensduur van de reactiegasbron/- generator.

Er bestaat in de industrie een behoefte aan verbeterde oplossingen van het tweede type.

Samenvatting van de openbaarmaking

Het is een doel van de onderhavige openbaarmaking om een inrichting volgens conclusie 1 en een systeem volgens conclusie 11 te verschaffen, en om een bijbehorende werkwijze te verschaffen voor het regelen van de inrichting of het systeem volgens conclusie 20.

In een eerste aspect van de onderhavige openbaarmaking wordt een inrichting voor het reduceren van een zuurstofgasconcentratie in een hoofdgas of hoofdgasstroom openbaar gemaakt, het systeem omvattende a. een hoofdgasstroomkanaal met een hoofdgasstroominlaat voor de hoofdgasstroom en een hoofdgasstroomuitlaat voor een gedeoxygeneerde hoofdgasstroom; b. een reactiegasstroomkanaal omvattende een reactiegasinlaat voor een reactiegasstroom aan een eerste uiteinde en verbonden, bijvoorbeeld door middel van een fluïdumverbinding, met het hoofdgasstroomkanaal aan een tweede uiteinde, op een verbindingslocatie, om injectie van een reactiegas in het hoofdgasstroomkanaal mogelijk te maken, waarbij het reactiegasstroomkanaal stroomafwaarts van de reactiegasinlaat een debietregelinrichting omvat; c. een reactormiddel dat in het hoofdgasstroomkanaal is ingericht, stroomafwaarts van de verbindingslocatie en stroomopwaarts van de hoofdgasstroomuitlaat; d. een regeleenheid die is aangepast voor het regelen van de debietregelinrichting om een injectiestroom van het reactiegas in de hoofdgasstroom in het hoofdgasstroomkanaal te regelen tot een vereiste reactiegasstroom, op basis van inlaatprocesomstandigheden van de hoofdgasstroom en/of uitlaatprocesomstandigheden van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Een voordeel hiervan is dat het reactiegas efficiënter kan worden gebruikt en dat overmatig gebruik kan worden voorkomen.

Bovendien wordt verwacht dat de prestaties en levensduur van een bijbehorende reactiegasgenerator worden verbeterd.

Een debietregelinrichting kan bijvoorbeeld ten minste één klep omvatten.

Een reactormiddel kan bijvoorbeeld een reactorkamer of -vat omvatten, bijvoorbeeld omvattende een katalytisch bed.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen is de regeleenheid aangepast voor het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in de hoofdgasstroom moet worden geïnjecteerd op basis van de hoofdgasstroom bij de hoofdgasstroominlaat, een zuurstofgasconcentratie bij de hoofdgasstroominlaat en een vereiste verhouding van een reactiegasconcentratie tot een zuurstofgasconcentratie.

De vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie kan bijvoorbeeld constant zijn.

Alternatief kan de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie afhankelijk zijn van een beoogde zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen is de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie afhankelijk van een debietbelasting van de inrichting (of het systeem volgens het tweede aspect). De debietbelasting van de inrichting (of het systeem) kan bijvoorbeeld worden uitgedrukt als een fractie, bijvoorbeeld een percentage, van een maximaal debiet of nominaal ontwerpdebiet van de inrichting (of het systeem).

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen is de regeleenheid aangepast voor het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in de hoofdgasstroom moet worden geïnjecteerd, op basis van een werkelijke zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen is de regeleenheid aangepast voor het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in de hoofdgasstroom moet worden geïnjecteerd, op basis van een werkelijke reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen is de regeleenheid aangepast voor het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in de hoofdgasstroom moet worden geïnjecteerd, op basis van een werkelijke zuurstofgasconcentratie en op basis van een werkelijke reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen omvat het regelen van de debietregelinrichting door de regeleenheid het ten minste periodiek of continu verschaffen van eerste stroominstelpunt-waarden voor de vereiste reactiegasstroom die moet worden geïnjecteerd in de debietregelinrichting.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen is de regeleenheid verder aangepast voor het regelen van een debiet van het reactiegas dat het reactiegasstroomkanaal binnenkomt vanuit de reactiegasinlaat.

In een tweede aspect van de onderhavige openbaarmaking wordt een systeem voor het reduceren van een zuurstofgasconcentratie in een hoofdgasstroom openbaar gemaakt, omvattende een inrichting volgens een der uitvoeringsvormen van het eerste aspect, en verder omvattende een reactiegasgenerator die is verbonden, bij voorkeur door middel van een fluïdumverbinding, met de reactiegasinlaat, en optioneel een reactiegasbuffer die stroomafwaarts van de reactiegasgenerator en stroomopwaarts van de reactiegasinlaat is ingericht, waarbij de regeleenheid verder is aangepast voor het regelen van een debiet van de reactiegasgenerator.

De reactiegasgenerator kan bijvoorbeeld een waterstofgas- of koolstofdioxidegenerator zijn, bijvoorbeeld een waterstofgas-elektrolyser.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen omvat het regelen van het debiet van de reactiegasgenerator het ten minste periodiek of continu verschaffen van tweede stroominstelpunt-waarden voor de te genereren reactiegasstroom aan de reactiegasgenerator, bij voorkeur door de regeleenheid.

Voor het doel van de onderhavige openbaarmaking kan een regeleenheid een enkele centrale regeleenheid zijn, of kan deze twee of meer verspreide, afzonderlijke regeleenheden omvatten.

Doorheen de beschrijving wordt hiervan abstractie gemaakt. Zo kunnen de regeleenheid die is aangepast voor het regelen van een debiet van de reactiegasgenerator en de regeleenheid die is aangepast voor het regelen van de debietregelinrichting om een injectiestroom van het reactiegas in de hoofdgasstroom in het hoofdgasstroomkanaal te regelen, dezelfde regeleenheid of verschillende regeleenheden zijn. Bij voorkeur zijn deze regeleenheden dezelfde, enkele centrale regeleenheid.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen zijn de tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tiidsafhankelijke, functie, bijvoorbeeld een polynomiale functie, bijvoorbeeld een lineaire functie, van ten minste één eerste stroominstelpunt of van een set van de eerste stroominstelpunten.

De tweede stroominstelpunt-waarden kunnen gebaseerd zijn op of afgeleid zijn van ten minste één eerste stroominstelpunt of een set van de eerste stroominstelpunten. De tweede stroominstelpunt- waarden kunnen overeenkomen met een vermenigvuldiging van een overeenkomstige eerste ingestelde waarde met een, bijvoorbeeld tijdsafhankelijke, scalaire waarde.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen zijn de tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tiidsafhankelijke, functie van een reactiegasdruk die wordt gemeten in het reactiegasstroomkanaal stroomopwaarts van de debietregelinrichting of in de reactiegasgenerator.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen zijn de tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tiidsafhankelijke, functie van een voorspelde beschikbaarheid van elektriciteit, bij voorkeur met lage koolstofemissie, in de loop van de tijd.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen, waarbij de tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tiidsafhankelijke, functie zijn van een voorspelde energiekost in de loop van de tijd.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen omvatten de respectieve functies een polynomiale, bij voorkeur lineaire afhankelijkheid van respectievelijk de reactiegasdruk die wordt gemeten in het reactiegasstroomkanaal stroomopwaarts van de debietregelinrichting of in de reactiegasgenerator en/of van de voorspelde beschikbaarheid van elektriciteit in de loop van de tijd en/of van een voorspelde energiekost in de loop van de tijd.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen omvat het hoofdgas of de hoofdgasstroom hoofdzakelijk stikstofgas of koolstofdioxide. Bij voorkeur omvat het/hij een initiële hoeveelheid zuurstofgas die moet worden gereduceerd of verwijderd uit de hoofdgasstroom.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen omvat de reactiegasstroom hoofdzakelijk waterstofgas of koolstofmonoxide.

In een derde aspect van de onderhavige openbaarmaking wordt een werkwijze beschreven voor het regelen van een systeem of inrichting volgens een der uitvoeringsvormen van het eerste of tweede aspect, omvattende het regelen van de debietregelinrichting om een injectiestroom van het reactiegas in de hoofdgasstroom in het hoofdgasstroomkanaal te regelen tot een vereiste reactiegasstroom, op basis van inlaatprocesomstandigheden van de hoofdgasstroom en/of uitlaatprocesomstandigheden van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen omvat de werkwijze het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in de hoofdgasstroom moet worden geïnjecteerd op basis van de hoofdgasstroom bij de hoofdgasstroominlaat, de zuurstofgasconcentratie bij de hoofdgasstroominlaat en een vereiste verhouding van een reactiegasconcentratie tot een zuurstofgasconcentratie.

Volgens bepaalde uitvoeringsvormen is de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie constant. 5 Volgens voorkeursuitvoeringsvormen is de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie afhankelijk van een beoogde zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen is de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie afhankelijk van een debietbelasting van de inrichting.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen omvat de werkwijze het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in de hoofdgasstroom moet worden geïnjecteerd, op basis van een werkelijke zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen omvat de werkwijze het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in de hoofdgasstroom moet worden geïnjecteerd, op basis van een werkelijke reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen omvat de werkwijze het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in de hoofdgasstroom moet worden geïnjecteerd, op basis van een werkelijke zuurstofgasconcentratie en op basis van een werkelijke reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen omvat de werkwijze het ten minste periodiek of continu verschaffen van eerste stroominstelpunt-waarden voor de vereiste reactiegasstroom die moet worden geïnjecteerd in de debietregelinrichting.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen omvat de werkwijze verder het regelen van een debiet van het reactiegas dat het reactiegasstroomkanaal binnenkomt vanuit de reactiegasinlaat.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen is de werkwijze aangepast voor het systeem of de inrichting omvattende de reactiegasgenerator, verder omvattende het regelen van een debiet van de reactiegasgenerator.

Bij voorkeur omvat het regelen van een debiet van de reactiegasgenerator het ten minste periodiek of continu verschaffen van tweede stroominstelpunt-waarden voor de te genereren reactiegasstroom aan de reactiegasgenerator.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen zijn de tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tiidsafhankelijke, functie, bijvoorbeeld een polynomiale functie, van ten minste één eerste stroominstelpunt of van een set van de eerste stroominstelpunten.

De tweede stroominstelpunt-waarden kunnen gebaseerd zijn op of afgeleid zijn van ten minste één eerste stroominstelpunt of een set van de eerste stroominstelpunten. De tweede stroominstelpunt-

waarden kunnen overeenkomen met een vermenigvuldiging van een overeenkomstige eerste ingestelde waarde met een, bijvoorbeeld tijdsafhankelijke, scalaire waarde.

Volgens voorkeursuitvoeringsvormen zijn de tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tijdsafhankelijke, functie van een voorspelde energiekost in de loop van de tijd.

Kenmerken en voordelen die openbaar worden gemaakt voor een van de bovengenoemde aspecten van de onderhavige openbaarmaking, worden hierbij impliciet ook openbaargemaakt voor de andere aspecten, mutatis mutandis, zoals duidelijk zal zijn voor de vakman. In het bijzonder zijn aspecten die voor het inrichting- en systeemaspect worden beschreven, ook van toepassing op en worden als openbaargemaakt beschouwd voor het werkwijzeaspect, en vice versa.

Korte beschrijving van de tekeningen

De openbaarmaking zal verder worden verduidelijkt door middel van de volgende beschrijving en de bijgevoegde figuren. e Fig. 1 is een schematisch overzicht van een systeem volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige openbaarmaking. e Fig. 2 is een schematisch overzicht van een feedforward-regeling van de reactiegasstroom volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking. e Fig. 3 illustreert een relatie tussen de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie en de beoogde zuurstofgasconcentratie volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking. e Fig. 4 illustreert een relatie tussen de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie en de stroombelasting van de inrichting, waarbij de maximale stroombelasting van de inrichting een belasting van 100% vertegenwoordigt, volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking.

e Fig. 5 illustreert een feedback-regeling van de reactiegasstroom op basis van een zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking. e Fig. 6 is een schematisch overzicht van een feedforward- en feedback-regeling van de reactiegasstroom op basis van de zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom, volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking. e Fig. 7 is een schematisch overzicht van een feedback-regeling van de reactiegasstroom op basis van de reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom, volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking. e Fig. 8 is een schematisch overzicht van een feedforward- en feedback-regeling van de reactiegasstroom op basis van de reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom, volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking. e Fig. 9 is een schematisch overzicht van een feedback-regeling van de reactiegasstroom op basis van de zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom en de reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom, volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking. e Fig. 10 is een schematisch overzicht van een feedforward- en feedback-regeling van de reactiegasstroom met gebruikmaking van de zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom en de reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom, volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking. e Fig. 11 illustreert een constante relatie tussen c, en de reactiegasdruk, volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking. e Fig. 12 illustreert een drukbereik-relatie tussen c, en de reactiegasdruk, volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking. e Fig. 13 illustreert een verfijnde werkdrukbereik-relatie tussen c, en de reactiegasdruk, volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking. e Fig. 14 illustreert een sigmoïde werkdrukbereik-relatie tussen c, en de reactiegasdruk, volgens voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking.

Gedetailleerde beschrijving van voorkeursuitvoeringsvormen

De onderhavige openbaarmaking zal worden beschreven met betrekking tot specifieke uitvoeringsvormen en met verwijzing naar bepaalde tekeningen, maar de openbaarmaking wordt daar niet door beperkt, maar enkel door de conclusies. De beschreven tekeningen zijn slechts schematisch en niet-beperkend. In de tekeningen kan de afmeting van sommige elementen voor illustratieve doeleinden uitvergroot zijn en niet op schaal getekend. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen niet noodzakelijk overeen met feitelijke verkleiningen van de praktijk van de openbaarmaking.

Verder worden de termen eerste, tweede, derde en dergelijke in de beschrijving en in de conclusies gebruikt om onderscheid te maken tussen vergelijkbare elementen en niet noodzakelijk om een opeenvolgende of chronologische volgorde te beschrijven.

De verschillende uitvoeringsvormen, hoewel aangeduid als "voorkeur", moeten worden opgevat als voorbeelden waarin de openbaarmaking kan worden geïmplementeerd en niet als een beperking van het toepassingsgebied van de openbaarmaking.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van inrichting 1 en systeem 9 voor het reduceren van een zuurstofgasconcentratie in een hoofdgas of hoofdgasstroom (of hoofdgasstroming) 1000 wordt beschreven in Fig. 1. De inrichting 1 omvat een hoofdgasstroomkanaal 10 met een hoofdgasstroominlaat 101 voor een hoofdgasstroom 1000 en een hoofdgasstroomuitlaat 102 voor een gedeoxygeneerde hoofdgasstroom 1000*. Het moet duidelijk zijn dat een gedeoxygeneerde hoofdgasstroom 1000* moet worden beschouwd als een hoofdgasstroom die een lager zuurstofgehalte heeft dan de oorspronkelijke hoofdgasstroom 1000, die nog steeds een bepaalde, maar ten minste gereduceerde hoeveelheid zuurstof kan bevatten, een hoeveelheid die afhankelijk is van de werkelijke context en het beoogde gebruik van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom 1000* stroomafwaarts van de inrichting 1 of het systeem 9.

De inrichting 1 omvat een reactiegasstroomkanaal 20 voor een reactiegasstroom 2000 dat een reactiegasinlaat 201 omvat aan een eerste uiteinde en dat aan een tweede uiteinde 202 (reactiegasuitlaat) is verbonden, bij voorkeur door middel van een fluïdumverbinding, met het hoofdgasstroomkanaal, op een verbindingslocatie C, om injectie van reactiegas in het hoofdgasstroomkanaal 10 mogelijk te maken. Het reactiegasstroomkanaal 20 omvat een debietregelinrichting 21 stroomafwaarts van de reactiegasinlaat 201 voor het regelen van de reactiegasstroom.

De inrichting 1 omvat een reactormiddel 3 dat is ingericht in het hoofdgasstroomkanaal 10, stroomafwaarts van de verbindingslocatie C en stroomopwaarts van de hoofdgasstroomuitlaat 102.

De inrichting 1 en het systeem 9 omvatten verder een regeleenheid 4 die is aangepast voor het regelen van de debietregelinrichting 21 om een injectiestroom van het reactiemiddel/-gas in de hoofdgasstroom 1000 in het hoofdgasstroomkanaal 10 te regelen tot een vereiste reactiegasstroom, op basis van inlaatprocesomstandigheden van de hoofdgasstroom 1000 en/of uitlaatprocesomstandigheden van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom 1000*.

Bij voorkeur omvat het systeem 9 verder een reactiegasgenerator 222 die is verbonden, bij voorkeur door middel van een fluïdumverbinding, met de reactiegasinlaat 201, en is de regeleenheid 4 verder aangepast voor het regelen van een debiet van de reactiegasgenerator 222. Het systeem 9 kan verder een reactorgasbuffer 22 omvatten, stroomopwaarts van de reactiegasinlaat 201 (en bijvoorbeeld stroomopwaarts van de debietregelinrichting 21) en stroomafwaarts van de reactiegasgenerator 222.

Merk op dat de reactiegasbuffer 22 een speciaal buffervat kan zijn of gewoon het inwendige volume van de leiding die de reactiegasgenerator 222 verbindt met de inrichting 1, bijvoorbeeld met de reactiegasinlaat 201 daarvan.

De inrichting 1 en het systeem 9 omvatten bij voorkeur meetmiddelen, zoals sensoren, die op verschillende locaties zijn ingericht.

Er kan bijvoorbeeld een druksensor S1 worden verschaft en ingericht voor het meten van een druk van het reactiegas in de reactiegasgenerator 222 of stroomafwaarts daarvan, bijvoorbeeld ook stroomopwaarts van genoemde reactiegasinlaat 201 of stroomopwaarts van genoemde reactiegasbuffer 22.

Er kan bijvoorbeeld een zuurstofsensor S2 worden verschaft en ingericht voor het meten van een zuurstofgasgehalte van de hoofdgasstroom 1000, en/of er kan een druksensor S3 worden verschaft en ingericht voor het meten van een druk van de hoofdgasstroom 1000, of er kan een stroommeetmiddel zoals een stroommeter of sensor S4 worden verschaft en ingericht voor het meten van een gasdebiet van de hoofdgasstroom 1000, op een locatie stroomafwaarts van de hoofdgasstroominlaat 101 en stroomopwaarts van de verbindingslocatie C.

Er kan bijvoorbeeld een zuurstofsensor S5 en/of een reactantsensor S6 worden verschaft en ingericht voor het meten van een zuurstofgasconcentratie en/of een reactiegasconcentratie in de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom 1000* stroomafwaarts van het reactormiddel 3 en stroomopwaarts van de hoofdgasstroomuitlaat 102.

Elk van de bovengenoemde sensoren is aangepast voor het communiceren van meetwaarden naar de regelmiddelen of -eenheid 4, en de regeleenheid 4 is geconfigureerd en aangepast voor het ontvangen van meetwaarden van de sensoren die aanwezig zijn van de respectieve sensoren S1 tot en met S6.

Of één of meerdere van de hierboven beschreven sensoren S1 tot en met S6 in de inrichting 1 of het systeem 9 aanwezig moeten zijn, hangt af van de behoefte aan respectieve metingen in de werkwijzen die door de regeleenheid 4 worden uitgevoerd, zoals duidelijk zal zijn voor de vakman en verderop in de beschrijving zal worden toegelicht.

Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking is dat het reactiegas efficiënter kan worden gebruikt en dat overmatig gebruik kan worden voorkomen. Bovendien wordt verwacht dat de prestaties en levensduur van een bijbehorende reactiegasgenerator 222 worden verbeterd.

Een doel van uitvoeringsvormen van de onderhavige openbaarmaking is het berekenen van de vereiste hoeveelheid reactiegas voor deoxygenering van een hoofdgasstroom 1000, op basis van meerdere procesomstandigheden, het continu voldoen aan de deoxygeneringsvereisten, het reduceren van het reactiegasverbruik en het efficiënt inzetten van de reactiegasbron op basis van de berekende waarde.

Dit biedt bijvoorbeeld de volgende voordelen: 1. Het zorgt ervoor dat de inrichting 1 continu voldoet aan de uitlaatvereisten; 2. Het reactiegasverbruik wordt geminimaliseerd;

3. De reactiegasgenerator 222 wordt efficiënt gebruikt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is het reactiegas waterstofgas of koolstofmonoxide. In het eerste geval kan de benodigde hoeveelheid reactiegas worden overgebracht naar een reactiegasgenerator 222 die is uitgevoerd als een waterstofgasgenerator, die in een voorkeursuitvoeringsvorm een elektrolyser is.

De werking en regeling van gassen voor deoxygenering berust op een centrale regelaar 4, die een

Flow setpoint overbrengt naar een massadebietregelinrichting 21 die de overeenkomstige hoeveelheid reactiegasstroom in de hoofdgasstroom 1000 injecteert. Dit stroominstelpunt wordt berekend op basis van inlaat- en/of uitlaatprocesomstandigheden, gemeten met geschikte inrichtingen, zoals uiteengezet in de volgende paragrafen.

Bovendien brengt de centrale regelaar 4 bij voorkeur een generatorinstelpunt over dat overeenkomt met de reactiegasstroom die door de reactiegasgenerator 222 moet worden geproduceerd. Dit instelpunt staat in directe relatie met het stroominstelpunt, en is onder andere afhankelijk van de reactiegas-procesomstandigheden. De werking wordt in de volgende paragrafen in meer detail beschreven.

A. Regeling van de reactiegasstroom in de deoxygeneringsinrichting

De regeling van het stroominstelpunt, d.w.z. de beoogde reactiegasstroom die naar de debietregelinrichting 21 wordt overgebracht en mogelijk wordt gebruikt bij de berekening van het generatorinstelpunt indien een reactiegasgenerator 222 beschikbaar is, is gebaseerd op inlaatprocesomstandigheden van de hoofdgasstroom 1000 en/of uitlaatprocesomstandigheden van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom 1000*. De volgende regelschema's worden voorgesteld. 1. Regeling van het stroominstelpunt op basis van feedforward-regeling.

In het feedforward-regelschema wordt de vereiste hoeveelheid reactiegas continu berekend op basis van de inlaatprocesomstandigheden van de hoofdgasstroom 1000, meer in het bijzonder de hoofdgasstroom 1000 bij de hoofdgasstroominlaat 101, een zuurstofgasconcentratie bij de hoofdgasstroominlaat 101 en een vereiste verhouding van reactiegasconcentratie tot zuurstofgasconcentratie. Dit wordt weergegeven in het blokdiagram van Fig. 2, waar de berekende waarde voor de reactiegasstroom, aangeduid als “Beoogde reactiegasstroom”, het stroominstelpunt vertegenwoordigt, en vervolgens wordt overgebracht naar de massastroomregelinrichting 21.

Merk op dat voor de zuurstofgasconcentratie bij de hoofdgasstroominlaat 101 een maximale limiet is toegevoegd met gebruikmaking van een maximale inlaat-O2-concentratieparameter.

Op vergelijkbare wijze wordt de beoogde reactiegasstroom beperkt door een minimale reactiegasstroom-parameter. Beide voorwaarden zijn niet verplicht in het volledige regelsysteem.

De vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie maakt het mogelijk om de beoogde reactiegasstroom te moduleren op basis van de volgende benaderingen. o In een eerste feedforward-regelschema wordt de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie op een vaste waarde gehouden, die de stoichiometrische coëfficiënt kan zijn in de reactie tussen het reactiegas en het zuurstofgas. o In een ander regelschema is de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie afhankelijk van een beoogde zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom 1000*.

Fig. 3 laat een trend zien die toont dat hoe lager de beoogde zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom 1000* is, hoe hoger de vereiste verhouding van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom 1000* is. o Een andere variatie voor het moduleren van de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie is een afhankelijkheid van een debietbelasting van de inrichting 1. Het is gekend dat de technologische beperkingen van de stroomsensoren meetafwijkingen in een lager stroomgebied veroorzaken. Deze afwijkingen kunnen worden gecompenseerd door de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie.

Fig. 4 laat, bij wijze van voorbeeld, een trend zien die toont dat hoe lager de debietbelasting van de inrichting 1 is, hoe hoger de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie is. o In nog een ander feedforward-regelschema kunnen zowel de beoogde zuurstofgasconcentratie als de debietbelasting van de inrichting 1 worden gecombineerd voor een samengestelde modulatie van de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie. 2. Regeling van het stroominstelpunt op basis van feedback-regeling met gebruikmaking van een werkelijke zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

In dit feedback-regelschema wordt een werkelijke zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom gebruikt voor de regeling van de reactiegasstroom. Dit impliceert dat de regeleenheid 4 in staat is om een feedback-regeling te verschaffen in de vorm van een PID-regeling, of een variant daarvan (P, PI, …).

Dit regelschema wordt weergegeven in het blokdiagram van Fig. 5, waar de berekende waarde voor de reactiegasstroom, aangeduid als “Beoogde reactiegasstroom”, het stroominstelpunt vertegenwoordigt, en vervolgens wordt overgebracht naar de debietregelinrichting 21.

Een baseline-waarde, de variabele y, wordt gebruikt om het reactiegasverbruik te minimaliseren, aangezien deze waarde systematisch wordt gecorrigeerd door een fout in de zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom. y kan afhankelijk zijn van een nominaal debiet van de inrichting 1 of kan bijvoorbeeld gelijk zijn aan een minimale reactiegasstroom.

De fout in de zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom wordt vermenigvuldigd met de totale uitlaatgasstroom, die de som is van de hoofdgasstroom bij de hoofdgasstroominlaat en een geïnjecteerde reactiegasstroom. Deze vermenigvuldiging is enkel representatief voor de totale uitlaatgasstroom. Voor bepaalde toepassingen kan de reactiegasstroom worden genegeerd omdat deze aanzienlijk kleiner is dan de hoofdgasstroom.

Een dergelijk feedback-schema plaatst de reactiegasstroom rechtstreeks in relatie met een gewenste output van de inrichting 1. Bovendien zorgt het feedback-schema ervoor dat de inrichting 1 continu aan haar uitlaatvereisten voldoet door onnauwkeurigheden van de sensor- en bedieningsinrichtingen die in het regelschema worden gebruikt, te corrigeren. 3. Regeling van het stroominstelpunt op basis van feedforward- en feedback-regeling met gebruikmaking van een werkelijke zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

In het regelschema dat wordt getoond in Fig. 6 worden feedforward- en feedback- regelschema's gecombineerd door gebruik te maken van een feedforward-signaal als een baseline, en te corrigeren voor de fout in de zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Merk op dat de vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie kan worden gemoduleerd met gebruikmaking van alle voorgestelde alternatieven voor de regeling van het stroominstelpunt op basis van feedforward-regeling.

Een dergelijk feedbackschema maakt een snellere opstart en een snellere reactie op belastingveranderingen mogelijk omdat de baseline direct gerelateerd is aan de hoofdgasstroom. Bovendien plaatst het feedbackschema de reactiegasstroom opnieuw direct in relatie tot een gewenste output van de inrichting 1, wat het mogelijk maakt om onnauwkeurigheden van de sensor- en bedieningsinrichtingen die in het regelschema worden gebruikt, te corrigeren.

4. Regeling van het stroominstelpunt op basis van feedback-regeling met gebruikmaking van een werkelijke reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

In dit feedback-regelschema, getoond in Fig. 7, wordt een werkelijke reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom gebruikt voor de regeling van de reactiegasstroom.

Een baseline-waarde, de variabele y, wordt gebruikt om het reactiegasverbruik te minimaliseren, aangezien deze waarde systematisch wordt gecorrigeerd door de fout in de zuurstofgasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom. y kan afhankelijk zijn van het nominale debiet van de inrichting 1 of kan bijvoorbeeld gelijk zijn aan de minimale reactiegasstroom. De beoogde uitgaande reactiegasconcentratie moet echter hoog genoeg zijn om een volledige deoxygenering te garanderen.

Dit regelschema is bijzonder interessant als het reactiegas schadelijk blijkt te zijn voor een proces dat gebruik maakt van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom. 5. Regeling van het stroominstelpunt op basis van feedforward- en feedback-regeling met gebruikmaking van een werkelijke reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

In het volgende regelschema, getoond in Fig. 8, worden feedforward- en feedback- regelschema's gecombineerd door gebruik te maken van een feedforward-signaal als een baseline, en te corrigeren voor de fout in de reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Een dergelijk feedbackschema maakt een snellere opstart en een snellere reactie op belastingveranderingen mogelijk omdat reactiegasstroom rechtstreeks in relatie staat met een gewenste output van de inrichting 1.

Dit regelschema is bijzonder interessant als het reactiegas schadelijk blijkt te zijn voor het proces dat gebruik maakt van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom. 6. Regeling van het stroominstelpunt op basis van feedback-regeling met gebruikmaking van de werkelijke zuurstofgasconcentratie en de werkelijke reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

In dit feedback-regelschema, getoond in Fig. 9, worden zowel de werkelijke zuurstofgasconcentratie als de werkelijke reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom gebruikt voor de regeling van de reactiegasstroom.

De baseline-stroomwaarde y wordt hierbij gecorrigeerd door een minder strikte uitlaatvereiste van de inrichting 1. 7. Regeling van het stroominstelpunt op basis van feedforward- en feedback-regeling met gebruikmaking van de werkelijke zuurstofgasconcentratie en de werkelijke reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

In deze verdere uitvoeringsvorm, getoond in Fig. 10, wordt het feedforward-schema gecombineerd met het feedback-regelschema met gebruikmaking van zowel de werkelijke zuurstofgasconcentratie als de werkelijke reactiegasconcentratie van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

Dit regelschema is bijzonder interessant als het reactiegas schadelijk blijkt te zijn voor het proces dat gebruik maakt van de gedeoxygeneerde hoofdgasstroom.

B. Regeling van de werking van de reactiegasgenerator

De werking van de reactiegasgenerator kan worden bepaald door het generatorinstelpunt dat elke tijdshorizon aan de reactiegasgenerator wordt overgebracht volgens de volgende vergelijking:

Generatorinstelpunt(t) = g(stroominstelpunt(t), tijdshorizon) * c,(t) * ce(t) * c, (t)

Als zodanig is het generatorinstelpunt een tijdsafhankelijke hoeveelheid die wordt berekend door een functie g, die een beoogde baseline-stroom voor de reactiegasgenerator verschaft, afhankelijk van het stroominstelpunt en de tijdshorizon, te vermenigvuldigen met een drukcoëfficiënt c,, een emissiecoëfficiënt c,, en een kostencoëfficiënt c..

Er moet worden opgemerkt dat een of twee van cp(t), Ce(t) of Cc(t) gelijk kan/kunnen zijn aan 1; met andere woorden, de Generatorinstelpunt-vergelijking kan afhankelijk zijn van slechts één of twee parameters die worden gekozen uit de groep van cp(t), ce(t) en cc(t). e Het generatorinstelpunt moet een gewenst debiet weerspiegelen dat door de reactiegasgenerator 222 moet worden gegenereerd. Indien een waarde voor een gewenste hoeveelheid die door de reactiegasgenerator 222 verwacht wordt, verschilt van een debiet, zal een bijkomende berekening het berekende debiet vertalen naar de gewenste hoeveelheid.

Deze gewenste hoeveelheid kan een percentage zijn van het nominale debiet van de reactiegasgenerator, een stroom die gelijk is aan het debiet, enz.

e De functie g is afhankelijk van het stroominstelpunt(t) en de tijdshorizon. Het stroominstelpunt(t) wordt continu berekend door de regeleenheid 4, met gebruikmaking van een van de schema's die in de vorige sectie werden voorgesteld. De tijdshorizon is een tiidswaarde die de periode in het verleden weergeeft die wordt herbekeken.

Als zodanig voert de functie g een algebraïsche manipulatie uit op het tijdsafhankelijke stroominstelpunt over de tijdshorizon. Er worden verschillende manipulaties voorgesteld, bijvoorbeeld: o g(stroominstelpunt(t), tijdshorizon) = maximum(stroominstelpunt(t —

Tijdshorizon, …,Stroominstelpunt(t)), zijnde het maximale verbruik over de laatste tijdshorizon. o g(stroominstelpunt(t),tijdhorizon) = gemiddelde (stroominstelpunt(t —

Tijdshorizon, … ,stroominstelpunt(t)), zijnde het gemiddelde verbruik over de laatste tijdshorizon. o g(stroominstelpunt(t), tijdshorizon) = stroominstelpunt'(t) * t, zijnde het verbruik op basis van de momentane tijdsafgeleide van het verbruik. o g(stroominstelpunt(t), tijdshorizon) = stroominstelpunt(t), zijnde het momentane verbruik, dat elke tijdshorizon wordt geëvalueerd. e De drukcoëfficiënt c, wordt berekend op basis van de reactiegas-procesomstandigheden, meer in het bijzonder de reactiegasdruk stroomafwaarts van de reactiegasgenerator op een moment t, bijvoorbeeld in de reactiegasbuffer. Er worden verschillende opties voorgesteld voor de berekening van c,.

Merk op dat druklimieten van de reactiegasgenerator 222 de werking ervan in zijn eigen druk- werkbereik kunnen stoppen, onafhankelijk van het generatorinstelpunt, en dus c,. In dat geval worden deze druklimieten de beslissende drukken en zal elke modulatie van c, bij drukken buiten deze druklimieten ineffectief zijn. o Een eerste voorbeeld van een werkingsstrategie houdt c, constant op een waarde a.

Het generatorinstelpunt wordt bijgevolg afgestemd door c,. Dit wordt geïllustreerd in de grafiek van Fig. 11. o Een tweede voorbeeld van een werkingsstrategie, geïllustreerd door de grafiek van

Fig. 12, introduceert een actieve modulatie van c, op basis van drukparameters die worden gedefinieerd in de regeleenheid 4. Meer in het bijzonder wordt er een drukbereik geïntroduceerd, gedefinieerd door de startdruk par: en stopdruk Pstop in de regeleenheid 4. Pstart kan gelijk zijn aan een vaste waarde, maar moet hoger zijn dan de druk van de hoofdgasstroom bij de hoofdgasstroominlaat om een gepaste injectie van het reactiegas in de hoofdgasstroom te garanderen. Bijgevolg kan pstart worden gedefinieerd als Pntaat hoofagas + 8, waarbij à staat voor een drukwaarde die vrij gekozen kan worden. Psp kan gelijk zijn aan de maximale druk waarbij de reactiegasgenerator 222 reactiegas kan produceren.

Wanneer de reactiegasdruk stroomafwaarts van de reactiegasgenerator 222, in de reactiegasbuffer 22, gelijk is aan de startdruk, c, = a.

Wanneer de reactiegasdruk in de reactiegasbuffer 22 de stopdruk bereikt, c, = 0, en stopt de reactiegasgenerator 222 met het produceren van reactiegas totdat het reactiegas door de inrichting 1 is verbruikt. o Een derde voorbeeld van een werkingsstrategie introduceert het gebruik van een werkdruk Derk waarbij de druk van het reactiegas in de reactiegasbuffer 22 bij voorkeur wordt behouden. Der} kan gelijk zijn aan een drukmiddelpunt Dstop start Het drukbereik is nu verdeeld in intervallen van gelijkaardige lengte rond Pyerr- In de voorbeeldgrafiek die wordt getoond in Fig. 13 zijn vier intervallen voorzien.

Dit impliceert dat c, sterk afhankelijk wordt van de druk van het reactiegas. De maximale waarde van c, is ingesteld op een variabele waarde ß die kan worden gekozen. Het aantal stappen en de breedte (drukbereik) van de stappen kunnen ook worden gekozen en gekwantificeerd door aanvullende parameters van c,. o Een andere optie is een verfijning van de vorige druk-afhankelijke uitdrukking van c,.

In dit geval wordt de drukcoëfficiënt uitgedrukt als een functie van het sigmoïde-type, zoals geïllustreerd in Fig. 14.

Een voordeel van deze uitdrukking van c, is dat de druk sterker wordt gecorrigeerd naar een werkdruk aan de randen van het drukbereik. Dit kan effectiever zijn in het geval van een fluctuerende vraag naar reactiegas. e De emissiecoëfficiënt c‚ staat voor de CO2-emissies op een moment t geassocieerd met de beschikbare elektriciteit voor de werking van de reactiegasgenerator 222. Dit resulteert in een emissiecoëfficiënt die groter is dan één als er koolstofarme elektriciteit beschikbaar is, en omgekeerd.

De beschikbaarheid van koolstofarme elektriciteit kan bijvoorbeeld worden geëvalueerd op basis van hernieuwbare prognoses. Deze stap kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd in de regeleenheid 4, die bijvoorbeeld verbonden kan zijn met een databank of informatiebron, bijvoorbeeld op het internet. e De kostencoëfficiënt c. op een moment t staat in directe relatie met de kosten van een kWh energie. Dit resulteert in een kostencoëfficiënt die groter is dan één als er goedkope elektriciteit beschikbaar is, en omgekeerd.

De elektriciteitskosten kunnen worden geëvalueerd op basis van de werkelijke kosten of op basis van de verwachte energiekosten en het verwachte verbruik. Deze stap kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd in de regeleenheid 4, die bijvoorbeeld verbonden kan zijn met een databank of informatiebron, bijvoorbeeld op het internet.

Hierdoor worden één of meerdere van de volgende doelen bereikt. 1. Vermindering van een aantal start-stop-acties van de reactiegasgenerator 222 door de druk van het reactiegas in de reactiegasbuffer binnen het werkdrukbereik te houden tussen Ppstart en Pstop wat de levensduur van de reactiegasgenerator 222 verlengt. Dit wordt bereikt door het generatorinstelpunt te veranderen op basis van het reactiegasverbruik van de inrichting 1, d.w.z. het stroominstelpunt, en door te corrigeren voor druk via c,; 2. Vermindering van de werkingskosten en/of COz2-emissies door het produceren van het reactiegas op basis van de beschikbaarheid van respectievelijk goedkope en koolstofarme elektriciteit; 3. Stabielere druk van het reactiegas die zorgt voor een meer accurate injectie en die een lagere ontwerpdruk van componenten waarborgt dankzij de selecteerbare werkdruk.

Merk op dat in het geval van een drukgeregelde reactiegasgenerator 222, c, en de functie g hun waarde kunnen verliezen aangezien alle regeling wordt gerealiseerd via drukwaarden van de reactiegasgenerator 222 in plaats van via beoogde reactiegasstromen. De emissiecoëfficiënt c, en de kostencoëfficiënt c‚ blijven in dat geval geldig.

Claims

Conclusies

1. Inrichting (1) voor het reduceren van een zuurstofgasconcentratie in een hoofdgasstroom (1000), de inrichting omvattende a. een hoofdgasstroomkanaal (10) met een hoofdgasstroominlaat (101) voor de hoofdgasstroom (1000) en een hoofdgasstroomuitlaat (102) voor een gedeoxygeneerde hoofdgasstroom (1000*);

b. een reactiegasstroomkanaal (20) omvattende een reactiegasinlaat (201) voor een reactiegasstroom (2000) aan een eerste uiteinde en verbonden met genoemd hoofdgasstroomkanaal (10) aan een tweede uiteinde (202), op een verbindingslocatie (C), om injectie van een reactiegas in genoemd hoofdgasstroomkanaal (10) mogelijk te maken, waarbij genoemd reactiegasstroomkanaal (20) stroomafwaarts van genoemde reactiegasinlaat (201) een debietregelinrichting (21) omvat;

c. een reactormiddel (3) dat in genoemd hoofdgasstroomkanaal (10) is ingericht, stroomafwaarts van genoemde verbindingslocatie (C) en stroomopwaarts van genoemde hoofdgasstroomuitlaat (102);

d. een regeleenheid (4) die is aangepast voor het regelen van genoemde debietregelinrichting (21) om een injectiestroom van genoemd reactiegas in genoemde hoofdgasstroom (1000) in genoemd hoofdgasstroomkanaal (10) te regelen tot een vereiste reactiegasstroom, op basis van inlaatprocesomstandigheden van de hoofdgasstroom (1000) en/of uitlaatprocesomstandigheden van genoemde gedeoxygeneerde hoofdgasstroom (1000%).

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij genoemde regeleenheid (4) is aangepast voor het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in genoemde hoofdgasstroom (1000) moet worden geïnjecteerd op basis van genoemde hoofdgasstroom (1000) bij genoemde hoofdgasstroominlaat (101), een zuurstofgasconcentratie bij genoemde hoofdgasstroominlaat (101) en een vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie.

3. Inrichting volgens conclusie 2, waarbij genoemde vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie constant is.

4. Inrichting volgens conclusie 2, waarbij genoemde vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie afhankelijk is van een beoogde zuurstofgasconcentratie van genoemde gedeoxygeneerde hoofdgasstroom (1000%).

5. Inrichting volgens conclusie 2 of 4, waarbij genoemde vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie afhankelijk is van een debietbelasting van genoemde inrichting (1).

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij genoemde regeleenheid (4) is aangepast voor het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in genoemde hoofdgasstroom (1000) moet worden geïnjecteerd, op basis van een werkelijke zuurstofgasconcentratie van genoemde gedeoxygeneerde hoofdgasstroom (1000%).

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 5, waarbij genoemde regeleenheid (4) is aangepast voor het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in genoemde hoofdgasstroom (1000) moet worden geïnjecteerd, op basis van een werkelijke reactiegasconcentratie van genoemde gedeoxygeneerde hoofdgasstroom (1000%).

8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies 1 tot en met 5, waarbij genoemde regeleenheid (4) is aangepast voor het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in genoemde hoofdgasstroom (1000) moet worden geïnjecteerd, op basis van een werkelijke zuurstofgasconcentratie en op basis van een werkelijke reactiegasconcentratie van genoemde gedeoxygeneerde hoofdgasstroom (1000%).

9. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het regelen van genoemde debietregelinrichting (21) door genoemde regeleenheid (4) het ten minste periodiek of continu verschaffen van eerste stroominstelpunt-waarden voor genoemde vereiste reactiegasstroom die moet worden geïnjecteerd in genoemde debietregelinrichting (21) omvat.

10. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij genoemde regeleenheid (4) verder is aangepast voor het regelen van een debiet van het reactiegas dat genoemd reactiegasstroomkanaal (20) binnenkomt vanuit genoemde reactiegasinlaat (201).

11. Systeem (9) voor het reduceren van een zuurstofgasconcentratie in een hoofdgasstroom (1000), omvattende een inrichting (1) volgens een der voorgaande conclusies, verder omvattende een reactiegasgenerator (222) die is verbonden, bij voorkeur door middel van een fluïdumverbinding, met genoemde reactiegasinlaat (201), en optioneel een reactiegasbuffer (22) die stroomafwaarts van genoemde reactiegasgenerator (222) en stroomopwaarts van genoemde reactiegasinlaat (201) is ingericht, waarbij genoemde regeleenheid (4) verder is aangepast voor het regelen van een debiet van genoemde reactiegasgenerator (222).

12. Systeem volgens conclusie 11, waarbij het regelen van het debiet van genoemde reactiegasgenerator (222) het ten minste periodiek of continu verschaffen van tweede stroominstelpunt-waarden voor genoemde te genereren reactiegasstroom (2000) aan genoemde reactiegasgenerator (222) omvat.

13. Systeem volgens conclusie 12, waarbij het systeem (9) een inrichting (1) volgens conclusie 9 omvat, waarbij genoemde tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tijdsafhankelijke, functie zijn van ten minste één eerste stroominstelpunt of van een set van genoemde eerste stroominstelpunten.

14. Systeem volgens conclusie 12 of 13, waarbij genoemde tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tijdsafhankelijke, functie zijn van een reactiegasdruk die wordt gemeten in genoemd reactiegasstroomkanaal (20) stroomopwaarts van genoemde debietregelinrichting (21) of in genoemde reactiegasgenerator (222).

15. Systeem volgens een der conclusies 12 tot en met 14, waarbij genoemde tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tijdsafhankelijke, functie zijn van een voorspelde beschikbaarheid van elektriciteit, bij voorkeur met lage koolstofemissie, in de loop van de tijd.

16. Systeem volgens een der conclusies 12 tot en met 15, waarbij genoemde tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tijdsafhankelijke, functie zijn van een voorspelde energiekost in de loop van de tijd.

17. Systeem volgens een der conclusies 14 tot en met 16, waarbij genoemde respectieve functies een polynomiale, bijvoorbeeld lineaire afhankelijkheid omvatten van respectievelijk genoemde reactiegasdruk die wordt gemeten in genoemd reactiegasstroomkanaal (20) stroomopwaarts van genoemde debietregelinrichting (21) of in genoemde reactiegasgenerator (222) en/of van de voorspelde beschikbaarheid van elektriciteit in de loop van de tijd en/of van een voorspelde energiekost in de loop van de tijd.

18. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 11 tot en met 17, waarbij de hoofdgasstroom (1000) voornamelijk stikstofgas of koolstofdioxide omvat.

19. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 11 tot en met 18, waarbij genoemde reactiegasstroom (2000) voornamelijk waterstofgas of koolstofmonoxide omvat.

20. Werkwijze voor het regelen van een inrichting (1) of systeem (9) volgens een der voorgaande conclusies, omvattende het regelen van genoemde debietregelinrichting (21) om een injectiestroom van genoemd reactiegas in genoemde hoofdgasstroom (1000) in genoemd hoofdgasstroomkanaal (10) te regelen tot een vereiste reactiegasstroom, op basis van inlaatprocesomstandigheden van de hoofdgasstroom (1000) en/of uitlaatprocesomstandigheden van genoemde gedeoxygeneerde hoofdgasstroom (1000*).

21. Werkwijze volgens conclusie 20, omvattende het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in genoemde hoofdgasstroom (1000) moet worden geïnjecteerd op basis van genoemde hoofdgasstroom (1000) bij genoemde hoofdgasstroominlaat (101), de zuurstofgasconcentratie bij genoemde hoofdgasstroominlaat (101) en een vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie.

22. Werkwijze volgens conclusie 21, waarbij genoemde vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie constant is.

23. Werkwijze volgens conclusie 21, waarbij genoemde vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie afhankelijk is van een beoogde zuurstofgasconcentratie van genoemde gedeoxygeneerde hoofdgasstroom (1000%).

24. Werkwijze volgens conclusie 21 of 23, waarbij genoemde vereiste verhouding van de reactiegasconcentratie tot de zuurstofgasconcentratie afhankelijk is van een debietbelasting van genoemde inrichting (1).

25. Werkwijze volgens een der conclusies 20 tot en met 24, omvattende het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in genoemde hoofdgasstroom (1000) moet worden geïnjecteerd, op basis van een werkelijke zuurstofgasconcentratie van genoemde gedeoxygeneerde hoofdgasstroom (1000*).

26. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20 tot en met 24, omvattende het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in genoemde hoofdgasstroom (1000) moet worden geïnjecteerd, op basis van een werkelijke reactiegasconcentratie van genoemde gedeoxygeneerde hoofdgasstroom (1000%).

27. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20 tot en met 24, omvattende het berekenen van de vereiste reactiegasstroom die in genoemde hoofdgasstroom (1000) moet worden geïnjecteerd, op basis van een werkelijke zuurstofgasconcentratie en op basis van een werkelijke reactiegasconcentratie van genoemde gedeoxygeneerde hoofdgasstroom (1000*).

28. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20 tot en met 24, omvattende het ten minste periodiek of continu verschaffen van eerste stroominstelpunt-waarden voor genoemde vereiste reactiegasstroom die moet worden geïnjecteerd in genoemde debietregelinrichting (21).

29. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20 tot en met 28, verder omvattende het regelen van een debiet van het reactiegas dat genoemd reactiegasstroomkanaal (20) binnenkomt vanuit genoemde reactiegasinlaat (201).

30. Werkwijze volgens conclusie 29, voor het regelen van het systeem (9) of de inrichting (1) omvattende een reactiegasgenerator (222), verder omvattende het regelen van een debiet van genoemde reactiegasgenerator (222).

31. Werkwijze volgens conclusie 30, waarbij het regelen van een debiet van genoemde reactiegasgenerator (222) het ten minste periodiek of continu verschaffen van tweede stroominstelpunt-waarden voor genoemde te genereren reactiegasstroom (2000) aan genoemde reactiegasgenerator (222) omvat.

32. Werkwijze volgens de conclusies 28 en 31, waarbij genoemde tweede stroominstelpunt- waarden een, bij voorkeur tijdsafhankelijke, functie zijn van ten minste één eerste stroominstelpunt of van een set van genoemde eerste stroominstelpunten.

33. Werkwijze volgens conclusie 31 of 32, waarbij genoemde tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tijdsafhankelijke, functie zijn van een reactiegasdruk die wordt gemeten in genoemd reactiegasstroomkanaal (20) stroomopwaarts van genoemde debietregelinrichting (21) of in genoemde reactiegasgenerator (222).

34. Werkwijze volgens een der conclusies 31 tot en met 33, waarbij genoemde tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tijdsafhankelijke, functie zijn van een voorspelde beschikbaarheid van elektriciteit, bij voorkeur met lage koolstofemissie, in de loop van de tijd.

35. Werkwijze volgens een der conclusies 31 tot en met 34, waarbij genoemde tweede stroominstelpunt-waarden een, bij voorkeur tijdsafhankelijke, functie zijn van een voorspelde energiekost in de loop van de tijd.

36. Werkwijze volgens een der conclusies 33 tot en met 35, waarbij genoemde respectieve functies een polynomiale, bij voorkeur lineaire afhankelijkheid omvatten van respectievelijk genoemde reactiegasdruk die wordt gemeten in genoemd reactiegasstroomkanaal stroomopwaarts van genoemde debietregelinrichting (21) of in genoemde reactiegasgenerator (222) en/of van de voorspelde beschikbaarheid van elektriciteit in de loop van de tijd en/of van een voorspelde energiekost in de loop van de tijd.