BR102013014876A2

BR102013014876A2 - Hho max system project, hydrogen as a fossil fuel additive produced by cogeneration

Info

Publication number: BR102013014876A2
Application number: BRBR102013014876-8A
Authority: BR
Inventors: Max Rogério Vieira Farias
Original assignee: Max Rogério Vieira Farias
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2015-07-14

Abstract

Projeto hho max system. Hidrogenio como aditivo do combustìvel fossil produzido por cogeração. Patente de invenção de equipamento para geração de hidrogênio através da eletrólise direta, composto basicamente de água, com função principal de servir como aditivo para combustíveis em conjunto motor estacionário reduzindo a emissão de poluentes. Produzido por demanda através de cogeração, injetado e ionizado antes de chegar a câmara de combustão.Hho max system project. Hydrogen as an additive to fossil fuel produced by cogeneration. Hydrogen generation equipment by direct electrolysis, composed mainly of water, with the main function of serving as a fuel additive in a stationary engine, reducing the emission of pollutants. Produced on demand through cogeneration, injected and ionized before reaching the combustion chamber.

Description

"PROJETO HHO MAX SYSTEM. HIDROGÊNIO COMO ADITIVO DO COMBUSTÍVEL FÓSSIL PRODUZIDO POR COGERAÇÃO." O presente pedido de Patente de Invenção refere-se a uma célula combustível úmida para produção de hidrogênio por demanda através da cogeração realizada pelo conjunto motor gerador estacionário. O hidrogênio gerado será considerado aditivo do combustível base para produção de energia sendo ionizado antes da mistura ar/hidrogêhio."HHO MAX SYSTEM DESIGN. HYDROGEN AS AN ADDITIVE OF COGENERATION FOSSIL FUEL." The present patent application relates to a wet fuel cell for on demand hydrogen production through cogeneration performed by the stationary generator set. The hydrogen generated will be considered as a base fuel additive for energy production being ionized prior to the air / hydrogen mixture.

No mundo atual é necessário gerar energia com baixo custo de produção e i menor grau de poluição. O conceito de um novo equipamento energético chamado Célula Combustível desperta um interesse cada vez maior devido as suas vantagens. Este conceito vem sempre associado à crescente preocupação de preservação ambiental, a automóveis elétricos não poluidores e à geração distribuída de energia com maior eficiência. Porém, o conceito de células combustível é bem mais abrangente, e se insere na chamada "Economia do Hidrogênio". O hidrogênio é o elemento mais abundante do universo. Na Terra o hidrogênio está quase que completamente na forma de compostos, correspondendo, aproximadamente a 70 % da superfície do planeta. Foi identificado pela primeira vez pelo cientista britânico Henry Cavendish em 1776, sendo denominado de "ar inflamável" /RIFKIN 2003/. O gás hidrogênio (H2) não está presente na natureza em quantidades significativas sendo, portanto, um vetor energético, ou seja, um armazenador de energia. Para sua utilização, energética ou não, ele deve ser extraído de uma fonte primária que o contenha. A energia contida em 1,0 kg de hidrogênio ^corresponde à energia de 2,75 kg de gasolina. Entretanto, devido à sua massa específica (0,0899 kgNm-3 a 0°C e 1 atm), a energia de um litro de hidrogênio equivale à energia de 0,27 litro de gasolina / HOFFMANN 2005/. A sua obtenção é bastante flexível, sendo esta uma de suas características mais interessantes. Pode ser obtido a partir de energia elétrica (via eletrólise da água), pelas fontes: hidroelétricas, geotérmicas, eólica e solar fotovoltaica, todas geológicas e também da eletricidade de usinas nucleares. Pode ainda ser obtido da energia da biomassa (via reforma catalítica ou gaseificação, seguida de purificação), como: etanol, lixo, rejeitos da agricultura, etc. As fontes de hidrogênio mais viáveis economicamente são, entretanto, os combustíveis fósseis (via reforma catalítica ou gaseificação, seguida de purificação), como: petróleo, carvão e gás natural.In today's world it is necessary to generate energy with low production cost and less pollution. The concept of a new energy equipment called Fuel Cell is of growing interest because of its advantages. This concept is always associated with the growing concern for environmental preservation, non-polluting electric cars and the more efficient distributed generation of energy. However, the concept of fuel cells is much broader and fits into the so-called "Hydrogen Economy". Hydrogen is the most abundant element in the universe. Hydrogen on Earth is almost completely in the form of compounds, corresponding to approximately 70% of the planet's surface. It was first identified by the British scientist Henry Cavendish in 1776 and is called "flammable air" / RIFKIN 2003 /. Hydrogen gas (H2) is not present in nature in significant quantities and is therefore an energy vector, ie an energy store. For its use, energetic or not, it must be extracted from a primary source that contains it. The energy contained in 1.0 kg of hydrogen ^ corresponds to the energy of 2.75 kg of gasoline. However, due to its specific mass (0.0899 kgNm-3 at 0 ° C and 1 atm), the energy of one liter of hydrogen equals the energy of 0.27 liter of gasoline / HOFFMANN 2005 /. Its obtaining is quite flexible, being one of its most interesting features. It can be obtained from electric energy (via water electrolysis), from hydroelectric, geothermal, wind and solar photovoltaic sources, all geological and also from electricity from nuclear plants. It can also be obtained from biomass energy (via catalytic reforming or gasification, followed by purification), such as: ethanol, waste, agricultural waste, etc. The most economically viable sources of hydrogen, however, are fossil fuels (via catalytic reforming or gasification, followed by purification), such as oil, coal and natural gas.

As Células combustível são, em princípio, baterias, ou seja, conversores diretos de energia química em elétrica e térmica, de funcionamento contínuo (diferentemente das baterias), que produzem corrente contínua pela combustão eletroquímica a frio de um combustível, geralmente hidrogênio. A utilização de combustíveis fósseis tem causado sérios impactos ambientais, principalmente a intensificação do efeito estufa., resultando em céleres mudanças climáticas. A sociedade do hidrogênio é um termo que vem ganhando notoriedade mundial. Isto se deve ao fato de que está cada vez mais dispendioso o processo de obtenção de combustíveis fósseis e que a queima desses combustíveis emite muitos poluentes à atmosfera. Uma série de mudanças climáticas está relacionada diretamente com essas emissões, causando sérios danos à sobrevivência humana. Podendo ser classificado como o combustível do futuro, isto se deve ao fato de que sua queima emite pouquíssimas quantidades de poluentes à atmosfera, quando comparada à queima de combustíveis fósseis. O objetivo principal para aplicação deste princípio de geração de hidrogênio de forma controlada sem necessidade de armazenamento devido a ser produzido pela cogeração e por demanda é a economia de energia consumida para sua produção juntamente com a redução de consumo de combustível base e pelo incremento de potência do motor.Fuel Cells are, in principle, batteries, that is, direct converters of continuous chemical operation in electrical and thermal energy (unlike batteries), which produce direct current by the cold electrochemical combustion of a fuel, usually hydrogen. The use of fossil fuels has caused serious environmental impacts, especially the intensification of the greenhouse effect, resulting in rapid climate change. The hydrogen society is a term that is gaining worldwide notoriety. This is because the process of obtaining fossil fuels is becoming increasingly expensive and the burning of fossil fuels emits many pollutants into the atmosphere. A number of climate changes are directly related to these emissions, causing serious damage to human survival. As it can be classified as the fuel of the future, this is due to the fact that its burning emits very few pollutants into the atmosphere compared to the burning of fossil fuels. The main objective to apply this principle of hydrogen generation in a controlled manner without storage due to being produced by cogeneration and on demand is the energy consumption consumed for its production together with the reduction of base fuel consumption and the power increase. of the engine.

Uma opção bastante limpa para obtenção de hidrogênio é a sua produção a partir da eletrólise direta. Isto é feito através de materiais nobres de platina e irídio, além das distancias entre as placas, a forma de arranjo elétrico, pulsação na emissão de corrente e o processo de cogeração com o aproveitamento de calor do motor, além da modificação no sistema de alimentação.A very clean option for hydrogen is its production from direct electrolysis. This is done through noble materials of platinum and iridium, in addition to the distances between the plates, the form of electrical arrangement, pulsation in current emission and the process of cogeneration with the utilization of motor heat, besides the modification in the power system. .

Nos sistemas atuais para se obter lkw de energia gasta-se 86,7 Amperes. No nosso sistema um pouco mais de 22 Amperes, a solução trabalha a baixa temperatura, menor de 40s centígrados e ionizada antes de chegar a câmara de combustão, queimando todo combustível injetado sem deixar resíduos e descarbonizando a câmara de combustão. Outro fator benéfico é a falta de resíduo no cabeçote e a temperatura de operação. A compatibilidade do hidrogênio com o diesel e o óleo naval favorece o processo, sendo injetado extremamente o necessário para cada tipo de motor, desta forma, praticamente zeramos a emissão de NOX<ENXOFRE>COz e outros contaminantes do meio ambiente. A produção de hidrogênio como combustível aditivo nos motores de combustão interna é um fato técnico de conhecimento amplo e já difundindo.In current systems to obtain lkw of energy is used 86.7 Amps. In our system just over 22 Amps, the solution works at low temperature, less than 40s centigrade and ionized before reaching the combustion chamber, burning all injected fuel without leaving residue and decarbonizing the combustion chamber. Another beneficial factor is the lack of head residue and the operating temperature. The compatibility of hydrogen with diesel and marine oil favors the process, being injected extremely necessary for each type of engine, thus practically zero emission of NOX <ENXOFRE> COz and other environmental contaminants. The production of hydrogen as an additive fuel in internal combustion engines is a widespread and widespread technical fact.

As características deste processo são: • Reduz drasticamente as emissões de poluentes (Aproximadamente 80 a 95%, dependendo do modelo do motor). • Incremento no aumento da potência. • Reduz o consumo até 50% (No balanço energético ocorre o seguinte: sendo o hidrogênio 14 vezes mais leve que o ar, necessitamos para cada lOOOcc3 de ar 300cc3 de hidrogênio para uma economia de 45 a 50% de combustível fóssil, ISTO DEPENDENDO DO TIPO DE MOTOR, DE ECM E ECU instalado). • Reduz o ruído e a temperatura de funcionamento do motor. A descrição que se segue juntamente com as fotos inclusas é a título de exemplo ilustrativo, irá descrever de forma simples a referida invenção. A presente solicitação para patente de invenção está na representação esquemática da figura 01 para construção da célula de hidrogênio composto de placas de platina (01) cortadas e furadas a laser, paralela e isoladas (02) entre si compondo de forma alternada um circuito positivo e negativo e devidamente fechadas por placa de acrílico (3), mangueiras (04) de alta resistência ligada a um borbulhador com saída para o sistema de admissão do motor, controladas por válvulas (05) e meios eletrônicos ligados a célula e ao motor por cabos a fim de monitorar o sistema, utilizando parafusos de inox para sua montagem e fixação (06).The features of this process are: • Dramatically reduces pollutant emissions (Approximately 80 to 95%, depending on engine model). • Increased power increase. • Reduces consumption by up to 50% (In the energy balance the following occurs: hydrogen being 14 times lighter than air, we need for each 100cc of air 300cc3 of hydrogen for a saving of 45 to 50% of fossil fuel, THIS DEPENDING ON TYPE OF ENGINE, ECM AND ECU installed). • Reduces engine noise and operating temperature. The following description together with the enclosed photos is by way of illustration, will simply describe said invention. The present patent application is in the schematic representation of FIG. 01 for the construction of the hydrogen cell composed of laser cut and pierced, parallel and insulated platinum plates (01) with each other, alternately composing a positive circuit and negative and properly closed by acrylic plate (3), high-resistance hoses (04) connected to a bubbler with outlet to the engine intake system, controlled by valves (05) and electronic media connected to the cell and motor by cables in order to monitor the system using stainless steel screws for mounting and fixing (06).

Como apresentado na figura 01, que é meramente ilustrativa, podendo apresentar variações, desde que não fujam do inicialmente proposto para funcionalidade do sistema pleiteado. O principio de construção da célula de hidrogênio representa o sistema de geração para obter o gás a ser injetado por demanda para a câmara de combustão do conjunto motor estacionário. Monitorada por um controle eletrônico que capta dados funcionais, como: temperatura, RPM do motor, tensão, etc. que são necessários como parâmetros para determinar o bom funcionamento do conjunto motor estacionário. Utilizando cogeração, por sua vez, é uma forma de gerar calor e eletricidade. Para entender o que é esse sistema, é preciso saber que todo gerador elétrico acionado por um motor que usa um combustível é chamado de gerador termelétrico. Por maior que seja a eficiência desse gerador, cerca de 70% da energia contida no combustível é transformada em calor e perdida para o meio-ambiente. Trata-se de uma limitação física que independe do tipo de combustível (diesel, gás natural, carvão mineral, etc) ou do tipo de motor (a explosão, turbina a gás ou a vapor). A cogeração, ao contrário, permite a produção simultânea de energia elétrica, térmica e de vapor, a partir do mesmo combustível. O calor que seria dissipado é recuperado dos gases de escape para produção de vapor, que podem ser utilizados nos processos industriais, gerando mais energia elétrica, por exemplo.As shown in figure 01, which is merely illustrative and may vary, as long as they do not depart from the initially proposed functionality of the claimed system. The hydrogen cell construction principle represents the generation system to obtain the gas to be injected on demand into the combustion chamber of the stationary engine assembly. Monitored by an electronic control that captures functional data such as temperature, motor RPM, voltage, etc. which are required as parameters to determine the proper functioning of the stationary motor assembly. Using cogeneration, in turn, is a way to generate heat and electricity. To understand what this system is, you need to know that every electric generator powered by a fuel engine is called a thermoelectric generator. However efficient this generator is, about 70% of the energy contained in the fuel is transformed into heat and lost to the environment. This is a physical limitation that does not depend on the type of fuel (diesel, natural gas, coal, etc.) or the type of engine (explosion, gas or steam turbine). Cogeneration, by contrast, allows for the simultaneous production of electrical, thermal and steam energy from the same fuel. The heat that would be dissipated is recovered from the steam exhaust, which can be used in industrial processes, generating more electricity, for example.

Nesta solução, a relação vapor-eletricidade pode se adaptar com maior flexibilidade às necessidades normais atuais. O balanço da eficiência energética considerando os paramentros utilizados é positiva. A cogeração composta na produção de hidrogênio reduz a emissão de resíduos contaminantes.In this solution, the vapor-electricity ratio can be more flexibly adapted to today's normal needs. The balance of energy efficiency considering the parameters used is positive. Compound cogeneration in hydrogen production reduces the emission of contaminating waste.

Este descritivo se baseia nos resultados dos testes realizados em motores ciclo Otto e ciclo diesel a fim de confirmar as variáveis observadas, tais como: economia de consumo, redução de temperatura de motor, gases de escape e poluição atmosférica, aumento no rendimento do motor, demanda energética favorável.This description is based on the results of the tests performed on Otto cycle and diesel cycle engines in order to confirm the observed variables, such as: fuel economy, engine temperature reduction, exhaust and air pollution, increase in engine efficiency, favorable energy demand.

REINVIDICAÇÕES

Claims

"HHO MAX SYSTEM DESIGN. HYDROGEN AS AN ADDITIVE OF COGENERATION FOSSIL FUEL." Through a wet fuel cell for on-demand hydrogen production through cogeneration by the stationary generator set. The hydrogen generated will be considered an additive of the base fuel being ionized before the air / hydrogen mixture, characterized by laser-cut, parallel and insulated (02) platinum plates (01) alternately composing a positive and negative circuit and properly closed by acrylic plate (3), high strength hoses (04) connected to a bubbler with outlet to the engine intake system, controlled by valves (05) and electronic means connected to the cell and motor by cables in order to to monitor the system using stainless steel screws for mounting and fixing (06).