BR102021005846A2 - ETHANOL REFORMER SYSTEM FOR HYDROGEN GENERATION AND PROCESS FOR HYDROGEN GENERATION THROUGH AN ETHANOL REFORMER SYSTEM - Google Patents

ETHANOL REFORMER SYSTEM FOR HYDROGEN GENERATION AND PROCESS FOR HYDROGEN GENERATION THROUGH AN ETHANOL REFORMER SYSTEM Download PDF

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Julio Cesar De Melo
Antônio Marcos Machado De Souza
Daniel Christoph Klein
Gilles Lucien Henri Alexis Hardy
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Abstract

A presente invenção refere-se a um novo sistema reformador de etanol para geração de hidrogênio e um processo de geração de hidrogênio em um sistema reformador, os quais foram projetados para serem aplicados, particularmente, em motores de ciclo diesel para prover uma solução alternativa de alimentação desses motores e, com isso, reduzir o consumo de diesel e, ainda, os níveis de emissão de poluentes. Mais particularmente, o sistema da presente invenção é formado por um motor à combustão interna do tipo ciclo diesel (10) dotado de câmaras de combustão (12) cujos dutos de saída de gases (14) compreendem dois segmentos, o primeiro de recirculação (14a) e o segundo de exaustão (14b), sendo que o referido segmento de recirculação (14a) está conectado ao duto de alimentação de ar (16) do motor de ciclo diesel (10) e possui um equipamento reformador de etanol (18) formado por uma colmeia catalisadora (20) disposta a jusante de um injetor de etanol (22). O sistema possui ainda, uma central de controle do motor (28) que é configurada para processar os sinais de sensores de temperatura dos gases de exaustão (30), das condições do ciclo de trabalho do motor (32) e do tanque de etanol (34), e com base nos parâmetros pré-definidos, acionar a bomba de alimentação de etanol (36) para injetar etanol através do dito injetor de etanol (22) na colmeia catalisadora (20).

Figure 102021005846-3-abs
The present invention refers to a new ethanol reformer system for hydrogen generation and a hydrogen generation process in a reformer system, which were designed to be applied, particularly, in diesel cycle engines to provide an alternative solution of powering these engines and, with that, reduce diesel consumption and also the emission levels of pollutants. More particularly, the system of the present invention is formed by an internal combustion engine of the diesel cycle type (10) equipped with combustion chambers (12) whose gas outlet ducts (14) comprise two segments, the first one for recirculation (14a ) and the second exhaustion (14b), and said recirculation segment (14a) is connected to the air supply duct (16) of the diesel cycle engine (10) and has an ethanol reformer equipment (18) formed by a catalyst hive (20) arranged downstream of an ethanol injector (22). The system also has an engine control center (28) that is configured to process the signals from the exhaust gas temperature sensors (30), the conditions of the engine work cycle (32) and the ethanol tank ( 34), and based on the predefined parameters, trigger the ethanol feed pump (36) to inject ethanol through said ethanol injector (22) into the catalyst hive (20).
Figure 102021005846-3-abs

Description

SISTEMA REFORMADOR DE ETANOL PARA GERAÇÃO DE HIDROGÊNIO E PROCESSO PARA GERAÇÃO DE HIDROGÊNIO ATRAVÉS DE UM SISTEMA REFORMADOR DE ETANOLETHANOL REFORMER SYSTEM FOR HYDROGEN GENERATION AND PROCESS FOR HYDROGEN GENERATION THROUGH AN ETHANOL REFORMER SYSTEM CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF THE INVENTION

[0001] A presente invenção refere-se, de um modo geral, a um novo sistema reformador de etanol para geração de hidrogênio particularmente destinado à aplicação em um motor ciclo diesel e, também, trata de um processo para geração de hidrogênio através de um sistema reformador de etanol aplicado em um motor ciclo diesel. Mais particularmente, a presente compreende características técnicas, construtivas, funcionais e operacionais que permitem reduzir significativamente a emissão de poluentes provenientes do funcionamento do motor à diesel, assim como o consumo de combustível sem, com isso, interferir na eficiência de trabalho desses motores.[0001] The present invention refers, in general, to a new ethanol reformer system for generating hydrogen, particularly intended for application in a diesel cycle engine, and also deals with a process for generating hydrogen through a Ethanol reformer system applied in a diesel cycle engine. More particularly, the present comprises technical, constructive, functional and operational characteristics that make it possible to significantly reduce the emission of pollutants from the operation of the diesel engine, as well as fuel consumption without, therefore, interfering in the work efficiency of these engines.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOFUNDAMENTALS OF THE INVENTION

[0002] De acordo com o estado da técnica, existem diversos modelos de veículos, maquinários e equipamentos motorizados cuja fonte de energia principal são os motores à combustão interna e, em muitos casos, esses motores são do tipo à diesel, ou também conhecidos como motores de ciclo diesel. Usualmente esse tipo de motor é aplicado em veículos e maquinários que, de certo modo, circulam e trabalham com uma elevada frequência, tendo em vista seu elevado custo e, ao mesmo tempo, baixo consumo de combustível e maior durabilidade do motor.[0002] According to the state of the art, there are several models of vehicles, machinery and motorized equipment whose main energy source is internal combustion engines and, in many cases, these engines are diesel engines, or also known as diesel cycle engines. Usually, this type of engine is applied to vehicles and machinery that, in a way, circulate and work with a high frequency, in view of their high cost and, at the same time, low fuel consumption and greater engine durability.

[0003] Como é do conhecimento geral na técnica, motores à combustão emitem uma elevada concentração de dióxido de carbono - CO2, o qual é um dos principais poluentes presentes no meio ambiente e, ainda, um dos maiores responsáveis pelo efeito estufa. Atualmente, sabe-se que há uma constante busca em se tentar controlar a emissão desse e de outros poluentes e, para tanto, as empresas vem propondo inúmeras soluções técnicas que vão desde propostas envolvendo o tratamento dos gases expelidos pelos motores à combustão interna até uma possível substituição desses motores por tecnologias, muitas vezes, ainda muito complexas e com elevados custos que impedem a generalização de sua aplicação.[0003] As is common knowledge in the art, combustion engines emit a high concentration of carbon dioxide - CO2, which is one of the main pollutants present in the environment and, still, one of the main responsible for the greenhouse effect. Currently, it is known that there is a constant search to try to control the emission of this and other pollutants and, for that, companies have been proposing numerous technical solutions ranging from proposals involving the treatment of gases expelled by internal combustion engines to a possible replacement of these engines by technologies that are often still very complex and costly, which prevent the generalization of their application.

[0004] No caminho de se obter soluções alternativas para a utilização dos motores à combustão interna, e principalmente aqueles do tipo ciclo diesel, são conhecidas inúmeras propostas envolvendo o aprimoramento dos catalizadores, a calibração das câmaras de combustão para se obter uma queima otimizada do combustível, além de tentativas tecnológicas que buscam a combinação e/ou substituição do combustível diesel por um combustível alternativo, como é o caso do hidrogênio. Entretanto, apesar de se mostrar eficiente sob o ponto de vista ecológico em vista da redução significativa da emissão de poluentes ao meio ambiente, o uso do hidrogênio demonstra, de certo modo, alguns riscos em vista da necessidade dos veículos e maquinários necessitarem, ainda, da disposição de um tanque de armazenamento de hidrogênio, tornando a proposta perigosa se não for adequadamente projetada e desenvolvida.[0004] In the way of obtaining alternative solutions for the use of internal combustion engines, and especially those of the diesel cycle type, numerous proposals are known involving the improvement of catalysts, the calibration of the combustion chambers to obtain an optimized burning of the fuel, in addition to technological attempts that seek to combine and/or replace diesel fuel with an alternative fuel, such as hydrogen. However, despite proving to be efficient from an ecological point of view in view of the significant reduction in the emission of pollutants to the environment, the use of hydrogen demonstrates, in a way, some risks in view of the need for vehicles and machinery to still need disposal of a hydrogen storage tank, making the proposal dangerous if not properly designed and developed.

[0005] De acordo com o estado da técnica, são também conhecidas algumas soluções aplicadas aos motores à combustão que visam a redução das emissões através da disposição de um equipamento catalítico, conhecido como catalisador, que transforma os gases com elevado teor de poluentes em gases com baixo teor de poluentes. Para tanto, alguns desses modelos utilizam a aplicação de etanol de modo que se obtenha como produto o hidrogênio e uma pequena parcela de outros componentes e, portanto, obtendo uma redução da emissão do dióxido de carbono - CO2 no meio ambiente.[0005] According to the state of the art, there are also known some solutions applied to combustion engines that aim to reduce emissions through the provision of a catalytic equipment, known as a catalyst, which transforms gases with a high content of pollutants into gases with low pollutant content. For that, some of these models use the application of ethanol so that hydrogen and a small portion of other components are obtained as a product and, therefore, obtaining a reduction in the emission of carbon dioxide - CO2 in the environment.

[0006] Dessa forma, como é possível observar, os veículos e maquinários conhecidos no estado da técnica que utilizam motores à combustão interna, em particular do tipo ciclo diesel, revelam sistemas formados por construções significativamente caras, seja para aplicação dos motores à combustão interna, como para prover soluções efetivas na busca de redução da emissão de poluentes ao meio ambiente. Em outras palavras, as tecnologias conhecidas e atualmente disponíveis carecem de soluções eficientes que envolvam um sistema capaz de reduzir substancialmente os níveis de emissão de poluentes no meio ambiente, especialmente o dióxido de carbono - CO2, e paralelamente, que revele uma configuração com baixos custos de aplicação no que se refere ao consumo de combustível e, ainda, com níveis de segurança apropriados para a circulação em vias públicas ao utilizar fontes alternativas de combustíveis, como é o caso do hidrogênio.[0006] Thus, as can be seen, the vehicles and machinery known in the state of the art that use internal combustion engines, in particular the diesel cycle type, reveal systems formed by significantly expensive constructions, whether for the application of internal combustion engines , as well as to provide effective solutions in the quest to reduce the emission of pollutants to the environment. In other words, the known and currently available technologies lack efficient solutions that involve a system capable of substantially reducing the emission levels of pollutants in the environment, especially carbon dioxide - CO2, and at the same time, that reveals a configuration with low costs of application in terms of fuel consumption and also with appropriate safety levels for circulation on public roads when using alternative fuel sources, such as hydrogen.

[0007] Logo, esses são, de certo modo, alguns dos problemas, inconvenientes e soluções que se pretende reduzir, eliminar e prover com o desenvolvimento da presente invenção.[0007] Therefore, these are, in a way, some of the problems, inconveniences and solutions that are intended to reduce, eliminate and provide with the development of the present invention.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃODESCRIPTION OF THE INVENTION

[0008] Portanto, diante do cenário acima sumarizado, a presente invenção tem por finalidade prover um novo sistema reformador de etanol para geração de hidrogênio e um processo de geração de hidrogênio em um sistema reformador, os quais foram projetados para serem aplicados, particularmente, em motores de ciclo diesel, e sendo formados por características técnicas, construtivas, funcionais e operacionais destinadas para solucionar os problemas, limitações e inconvenientes gerados pelo estado da técnica, tal como acima indicados, para, desse modo, obter soluções capazes de melhorar significativamente os níveis de emissão de poluentes no meio ambiente, reduzir o consumo de combustíveis do diesel e, ainda, prover uma forma segura de se utilizar o hidrogênio como combustível complementar ao motor à diesel.[0008] Therefore, in view of the scenario summarized above, the present invention aims to provide a new ethanol reformer system for hydrogen generation and a hydrogen generation process in a reformer system, which were designed to be applied, particularly, in diesel cycle engines, and being formed by technical, constructive, functional and operational characteristics destined to solve the problems, limitations and inconveniences generated by the state of the art, as indicated above, in order, in this way, to obtain solutions capable of significantly improving the emission levels of pollutants in the environment, reduce diesel fuel consumption and also provide a safe way to use hydrogen as a complementary fuel for the diesel engine.

[0009] Assim, com o objetivo de se atingir os efeitos técnicos e funcionais acima sumarizados, dentre outros, a presente invenção refere-se a um sistema reformador de etanol para geração de hidrogênio, particularmente aplicado em motores do tipo ciclo diesel, e sendo formado essencialmente por um motor à combustão interna do tipo ciclo diesel que possui câmaras de combustão cujos dutos de saída de gases compreendem dois segmentos, o primeiro de recirculação e o segundo de exaustão, sendo que o referido segmento de recirculação está conectado ao duto de alimentação de ar do motor de ciclo diesel e compreende um equipamento reformador de etanol formado por uma colmeia catalisadora posicionada a jusante de um injetor de etanol. Ainda, o sistema é formado por uma central de controle do motor que é configurada para processar os sinais de sonda lambda e sensores de temperatura dos gases de exaustão, das condições do ciclo de trabalho do motor e do tanque de etanol, e com base nos parâmetros pré-definidos, acionar a bomba de alimentação de etanol para injetar etanol através do dito injetor de etanol na colmeia catalisadora.[0009] Thus, in order to achieve the technical and functional effects summarized above, among others, the present invention refers to an ethanol reformer system for hydrogen generation, particularly applied in diesel cycle type engines, and being consisting essentially of an internal combustion engine of the diesel cycle type that has combustion chambers whose gas outlet ducts comprise two segments, the first for recirculation and the second for exhaustion, and said recirculation segment is connected to the supply duct of air from the diesel cycle engine and comprises an ethanol reformer equipment formed by a catalyst hive positioned downstream of an ethanol injector. Furthermore, the system is made up of an engine control center that is configured to process signals from the lambda probe and exhaust gas temperature sensors, the conditions of the engine's work cycle and the ethanol tank, and based on the preset parameters, trigger the ethanol feed pump to inject ethanol through said ethanol injector into the catalyst hive.

[0010] De acordo com uma realização da presente invenção, os referidos sensores de temperatura dos gases de exaustão são dispostos ao longo do segmento de exaustão.[0010] According to an embodiment of the present invention, said exhaust gas temperature sensors are arranged along the exhaust segment.

[0011] Ainda, conforme outra concretização da presente invenção, os referidos sensores das condições do ciclo de trabalho do motor podem ser formados por sensores de velocidade e de torque de trabalho do motor ciclo diesel.[0011] Still, according to another embodiment of the present invention, said sensors of the conditions of the engine's work cycle can be formed by sensors of speed and working torque of the diesel cycle engine.

[0012] Também, segundo uma realização particular da presente invenção, os referidos sensores das condições do tanque de etanol podem ser formados por sensores de nível e/ou de temperatura do etanol acondicionado.[0012] Also, according to a particular embodiment of the present invention, said sensors of the conditions of the ethanol tank can be formed by sensors of level and/or temperature of the conditioned ethanol.

[0013] De acordo com uma realização da presente invenção, parâmetros relacionados à temperatura dos gases de saída identificados pelos referidos sensores de temperatura são da ordem de 450 a 540 °C, mais particularmente, em torno de 500°C. Ainda, em relação aos os parâmetros de velocidade do motor identificados pelos sensores de velocidade são da ordem de 850 a 4000 rpm, mais particularmente, em torno de 2500 rpm. Também quanto aos parâmetros de torque do motor de ciclo diesel podem ser da ordem de 250 a 450 Nm, e mais particularmente, em torno de 350 Nm.[0013] According to an embodiment of the present invention, parameters related to the temperature of the outlet gases identified by said temperature sensors are of the order of 450 to 540°C, more particularly around 500°C. Still, in relation to the motor speed parameters identified by the speed sensors are of the order of 850 to 4000 rpm, more particularly, around 2500 rpm. Also regarding the torque parameters of the diesel cycle engine, they can be of the order of 250 to 450 Nm, and more particularly, around 350 Nm.

[0014] Adicionalmente, de acordo com uma concretização particular da presente invenção, a referida colmeia catalisadora pode ser, por exemplo, um monólito de cerâmica apropriado para aplicações em motores ciclo diesel.[0014] Additionally, according to a particular embodiment of the present invention, said catalyst hive may be, for example, a ceramic monolith suitable for applications in diesel cycle engines.

[0015] Opcionalmente, segundo outra realização da presente invenção, o sistema pode compreender, ainda, um tanque de etanol onde são dispostos os referidos sensores que estão associados à um módulo de alimentação configurado para monitorar e transmitir os dados relacionados ao tanque de etanol para a referida central de controle de motor e, ainda, prover o acionamento da bomba de alimentação de etanol.[0015] Optionally, according to another embodiment of the present invention, the system may also comprise an ethanol tank where said sensors are arranged that are associated with a power module configured to monitor and transmit data related to the ethanol tank to the aforementioned engine control center and also provide the activation of the ethanol feed pump.

[0016] Adicionalmente, conforme acima comentado, a presente invenção também trata de um processo para geração de hidrogênio através de um sistema reformador de etanol, o qual é particularmente aplicado em um motor ciclo diesel, sendo que este processo compreende, essencialmente, as seguintes etapas:
a) ligar o motor à combustão de ciclo diesel;
b) checar as condições para o fluxo de trabalho do sistema reformador de etanol,
c) checar a temperatura dos gases de exaustão no segmento de exaustão;
d) checar as condições de trabalho do motor ciclo diesel;
e) checar as condições do tanque de etanol;
a partir do momento em que todas as condições acima foram checadas e confirmadas dentro dos parâmetros pré-definidos, uma central de controle do motor controla as seguintes etapas subsequentes:
f) injetar etanol na colmeia catalisadora de um reformador de etanol disposto no segmento de recirculação de gases do duto de exaustão das câmaras de combustão para geração de hidrogênio, o qual é direcionado para as câmaras de combustão do motor;
g) monitorar o torque de trabalho do motor à combustão de ciclo diesel para, com isso, ajustar a injeção de diesel nas câmaras de combustão do motor.[0016] Additionally, as mentioned above, the present invention also deals with a process for generating hydrogen through an ethanol reformer system, which is particularly applied in a diesel cycle engine, and this process essentially comprises the following phases:
a) connect the engine to diesel cycle combustion;
b) check the conditions for the workflow of the ethanol reformer system,
c) check the exhaust gas temperature in the exhaust segment;
d) check the working conditions of the diesel cycle engine;
e) check the condition of the ethanol tank;
Once all the above conditions have been checked and confirmed within the predefined parameters, an engine control center controls the following subsequent steps:
f) inject ethanol into the catalyst hive of an ethanol reformer arranged in the gas recirculation segment of the combustion chamber exhaust duct for hydrogen generation, which is directed to the engine combustion chambers;
g) monitor the working torque of the diesel cycle combustion engine in order to adjust the diesel injection into the engine's combustion chambers.

[0017] De acordo com uma realização particular do processo da presente invenção, a referida etapa (b) pode compreender, ainda, as seguintes etapas:
b) checar se todas as condições estão dentro dos parâmetros pré-definidos para o fluxo de trabalho do sistema reformador de etanol,

  • b1) caso alguma das condições esteja fora dos parâmetros pré-definidos para o fluxo de trabalho, aguardar e repetir a etapa (b);
  • b2) caso todas as condições estejam dentro dos parâmetros pré-definidos para o fluxo de trabalho do sistema reformador de etanol, seguir para a etapa (c).
[0017] According to a particular embodiment of the process of the present invention, said step (b) may also comprise the following steps:
b) check that all conditions are within the pre-defined parameters for the ethanol reformer system workflow,
  • b1) if any of the conditions are outside the predefined parameters for the workflow, wait and repeat step (b);
  • b2) if all conditions are within the predefined parameters for the ethanol reformer system workflow, proceed to step (c).

[0018] De acordo com uma outra concretização da do processo da presente invenção, a referida etapa (c) pode compreender, ainda, as seguintes etapas:
c) checar se a temperatura dos gases de exaustão no segmento de exaustão está dentro dos parâmetros pré-definidos;

  • c1) caso a temperatura esteja fora dos parâmetros pré-definidos, aguardar e repetir a etapa (c);
  • c2) caso a temperatura esteja dentro dos parâmetros pré-definidos, seguir para a etapa (d).
[0018] According to another embodiment of the process of the present invention, said step (c) may also comprise the following steps:
c) check if the temperature of the exhaust gases in the exhaust segment is within the predefined parameters;
  • c1) if the temperature is outside the predefined parameters, wait and repeat step (c);
  • c2) if the temperature is within the predefined parameters, proceed to step (d).

[0019] Também, segundo uma outra realização do processo da presente invenção, a etapa (d) pode compreender, ainda, a etapa de verificar a velocidade e o torque de trabalho do motor à combustão ciclo diesel, de modo que:

  • d1) caso a velocidade de trabalho do motor esteja fora dos parâmetros pré-definidos, aguardar e repetir a etapa (d);
  • d2) caso a velocidade de trabalho do motor esteja dentro dos parâmetros pré-definidos, seguir para a próxima etapa;
  • d3) caso o torque de trabalho do motor esteja fora dos parâmetros pré-definidos, aguardar e repetir a etapa (d);
  • d4) caso o torque de trabalho do motor esteja dentro dos parâmetros pré-definidos, seguir para a etapa (e).
[0019] Also, according to another embodiment of the process of the present invention, step (d) may also comprise the step of verifying the speed and working torque of the diesel cycle combustion engine, so that:
  • d1) if the motor's working speed is outside the predefined parameters, wait and repeat step (d);
  • d2) if the motor working speed is within the predefined parameters, proceed to the next step;
  • d3) if the motor working torque is outside the predefined parameters, wait and repeat step (d);
  • d4) if the motor working torque is within the predefined parameters, proceed to step (e).

[0020] Adicionalmente, conforme outra realização do processo da presente invenção, a etapa (e) pode compreender a verificação do nível de etanol no tanque de etanol, de modo que:

  • e1) caso o nível de etanol esteja fora dos parâmetros pré-definidos, aguardar e repetir a etapa (e);
  • e2) caso o nível de etanol esteja dentro dos parâmetros pré-definidos, seguir para a etapa (f).
[0020] Additionally, according to another embodiment of the process of the present invention, step (e) may comprise checking the ethanol level in the ethanol tank, so that:
  • e1) if the ethanol level is outside the predefined parameters, wait and repeat step (e);
  • e2) if the ethanol level is within the predefined parameters, proceed to step (f).

[0021] De acordo com mais uma realização do processo da presente invenção, a etapa (g) pode compreender, ainda, a verificação do torque de trabalho para, desse modo:

  • g1) caso o torque de trabalho do motor não tenha aumentado, aguardar e repetir a etapa (g);
  • g2) caso o torque de trabalho do motor tenha aumentado, ajustar a injeção de diesel nas câmaras de combustão do motor, e retornar para a etapa (b).
[0021] According to another embodiment of the process of the present invention, step (g) may also include checking the working torque to, in this way:
  • g1) if the engine working torque has not increased, wait and repeat step (g);
  • g2) if the engine's working torque has increased, adjust the diesel injection into the engine's combustion chambers, and return to step (b).

[0022] De acordo com realizações possíveis do processo da presente invenção, os parâmetros de temperatura dos gases de exaustão identificados na etapa (c) são da ordem de 450 a 540 °C, mais particularmente, de 500 °C. Também, em outra realização possível do processo, os parâmetros de velocidade do motor identificados na etapa (d) são da ordem de 850 a 4000 rpm, e mais particularmente, de 2500 rpm. Por fim, conforme outra realização particular do processo, os parâmetros de torque do motor de ciclo diesel são da ordem de 250 a 450 Nm, mais particularmente de 350 Nm.[0022] According to possible embodiments of the process of the present invention, the temperature parameters of the exhaust gases identified in step (c) are of the order of 450 to 540 °C, more particularly, of 500 °C. Also, in another possible embodiment of the process, the motor speed parameters identified in step (d) are of the order of 850 to 4000 rpm, and more particularly, of 2500 rpm. Finally, according to another particular embodiment of the process, the torque parameters of the diesel cycle engine are of the order of 250 to 450 Nm, more particularly of 350 Nm.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0023] As características, vantagens e efeitos técnicos da presente invenção, conforme acima indicados, serão compreendidos de forma mais adequada por um técnico no assunto a partir da descrição detalhada a seguir, feita a título meramente exemplificativo, e não restritivo de possíveis concretizações, e com referência às figuras esquemáticas anexas, as quais:
A Figura 1 mostra um diagrama esquemático do sistema reformador de etanol para geração de hidrogênio, segundo uma concretização da presente invenção;
A Figura 2 mostra um fluxograma do processo de geração de hidrogênio a partir de um sistema reformador de etanol, segundo os aspectos operacionais da presente invenção.[0023] The characteristics, advantages and technical effects of the present invention, as indicated above, will be better understood by a person skilled in the art from the detailed description below, made merely by way of example, and not restrictive of possible embodiments, and with reference to the attached schematic figures, which:
Figure 1 shows a schematic diagram of the ethanol reformer system for hydrogen generation, according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 shows a flowchart of the hydrogen generation process from an ethanol reformer system, according to the operational aspects of the present invention.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃODESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION

[0024] A invenção será agora descrita com relação às suas realizações particulares, fazendo-se referência às figuras anexas. Tais figuras são esquemáticas, e visam apenas descrever a invenção de forma didática. Ademais, certos detalhes construtivos conhecidos e comuns podem ter sido omitidos para maior clareza e concisão da descrição que é feita a seguir. Os números de referência utilizados são repetidos ao longo das figuras para eventualmente identificar partes idênticas ou semelhantes.[0024] The invention will now be described with respect to its particular embodiments, with reference to the attached figures. Such figures are schematic, and only aim to describe the invention in a didactic way. Furthermore, certain known and common construction details may have been omitted for the sake of greater clarity and conciseness of the description that follows. The reference numbers used are repeated throughout the figures to eventually identify identical or similar parts.

[0025] Conforme previamente mencionado, os termos aqui empregados eventualmente como veículo, maquinário, equipamento devem ser interpretados de forma indistinta para indicar qualquer tipo de máquina que trabalha com um motor à combustão interna, particularmente do tipo ciclo diesel, tais como por exemplo: veículos em geral, veículos de trabalho e de transporte, maquinários agrícolas e de construção civil, equipamentos geradores e transformadores de energia ou qualquer outro tipo de máquina que compreenda um motor à combustão interna do tipo ciclo diesel que permita a aplicação do sistema reformador de etanol para geração de hidrogênio, segundo a presente invenção. Esses veículos, máquinas e equipamentos podem ser, por exemplo, qualquer modelo conhecido no estado da técnica, tal como aqueles fabricados e comercializados pela CNH Industrial NV.[0025] As previously mentioned, the terms eventually used here such as vehicle, machinery, equipment must be interpreted interchangeably to indicate any type of machine that works with an internal combustion engine, particularly the diesel cycle type, such as, for example: vehicles in general, work and transport vehicles, agricultural and civil construction machinery, energy generating and transforming equipment or any other type of machine that comprises an internal combustion engine of the diesel cycle type that allows the application of the ethanol reformer system for hydrogen generation, according to the present invention. These vehicles, machines and equipment can be, for example, any model known in the state of the art, such as those manufactured and marketed by CNH Industrial NV.

[0026] Agora fazendo referência às figuras anexas, o sistema reformador de etanol para geração de hidrogênio, segundo a presente invenção, é formado essencialmente por um motor de ciclo diesel 10 dotado de câmaras de combustão 12 que estão associadas à um reservatório de diesel (não representado nas figuras), sendo que os dutos de saída de gases 14 das referidas câmaras de combustão 12 compreende dois segmentos, o primeiro de recirculação 14a e o segundo de exaustão 14b. O referido segmento de recirculação14a está conectado ao duto de alimentação de ar 16 do referido motor de ciclo diesel 10 e possui um equipamento reformador de etanol 18 que é formado por uma colmeia catalisadora 20 disposta a jusante de um injetor de etanol 22 que está fluidicamente conectado com um tanque de etanol 24 por meio de dutos 26.[0026] Now referring to the attached figures, the ethanol reformer system for hydrogen generation, according to the present invention, is essentially formed by a diesel cycle engine 10 equipped with combustion chambers 12 that are associated with a diesel reservoir ( not shown in the figures), the gas outlet ducts 14 of said combustion chambers 12 comprising two segments, the first recirculation 14a and the second exhaust 14b. Said recirculation segment 14a is connected to the air supply duct 16 of said diesel cycle engine 10 and has an ethanol reformer equipment 18 which is formed by a catalyst hive 20 arranged downstream of an ethanol injector 22 which is fluidly connected with an ethanol tank 24 via ducts 26.

[0027] O sistema reformador de etanol para geração de hidrogênio, segundo a presente invenção, compreende ainda uma central de controle do motor 28, tal como uma central de injeção eletrônica, que está conectada à sonda lambda (29) e sensores de temperatura 30 dispostos ao longo do segmento de exaustão 14b, em pelo menos um sensor de velocidade e de torque do motor 32, e em pelo menos um sensor de nível de etanol 34 disposto no tanque de etanol 24, sendo que a referida central de controle 28 é configurada para receber os dados dos referidos sensores 30, 32, 34 e, com base nos parâmetros pré-definidos, acionar a bomba de alimentação de etanol 36 para injetar etanol através do referido injetor de etanol 22 na colmeia catalisadora 20, ocasião em que ocorrerá a quebra das moléculas em virtude do fluxo de gases quentes no segmento de recirculação 14a e, com isso, provocar a geração de hidrogênio e outros subprodutos em menor concentração, tal como o éter di-metílico.[0027] The ethanol reformer system for hydrogen generation, according to the present invention, also comprises an engine control center 28, such as an electronic injection center, which is connected to the lambda probe (29) and temperature sensors 30 arranged along the exhaust segment 14b, in at least one engine speed and torque sensor 32, and in at least one ethanol level sensor 34 arranged in the ethanol tank 24, said control center 28 being configured to receive data from said sensors 30, 32, 34 and, based on predefined parameters, trigger the ethanol feed pump 36 to inject ethanol through said ethanol injector 22 into the catalyst hive 20, at which time the breakdown of molecules due to the flow of hot gases in the recirculation segment 14a and, therefore, causing the generation of hydrogen and other by-products in lower concentrations, such as dimethyl ether.

[0028] Conforme indicado na Figura 1, o referido hidrogênio gerado é conduzido para as câmaras de combustão 12 de modo a substituir, em parte, o volume de diesel que precisa ser alimentado, tendo em vista que o hidrogênio possui um elevado potencial energético em relação ao diesel, e o seu balanço energético permite a redução da injeção de diesel, obtendo-se a mesma energia e, ao mesmo tempo, realizando o mesmo trabalho com a redução significativa da emissão de CO2 no meio ambiente.[0028] As shown in Figure 1, said generated hydrogen is conducted to the combustion chambers 12 in order to replace, in part, the volume of diesel that needs to be fed, considering that hydrogen has a high energy potential in compared to diesel, and its energy balance allows the reduction of diesel injection, obtaining the same energy and, at the same time, carrying out the same work with a significant reduction of CO2 emissions in the environment.

[0029] De acordo com uma concretização particular da presente invenção, os parâmetros de temperatura dos gases de saída identificados pelos sensores de temperatura 30 dispostos no segmento de exaustão 14b é da ordem de 450 a 540°C, mais particularmente, em torno de 500°C.[0029] According to a particular embodiment of the present invention, the temperature parameters of the outlet gases identified by the temperature sensors 30 arranged in the exhaust segment 14b are in the order of 450 to 540°C, more particularly, around 500 °C.

[0030] Ainda, conforme uma outra realização da presente invenção, os parâmetros de velocidade do motor identificados pelos sensores 32 dispostos no motor de ciclo diesel 10 são da ordem de 850 a 4000 rpm, mais particularmente, em torno de 2500 rpm, assim como os parâmetros de torque do motor de ciclo diesel 10 são da ordem de 250 a 450 Nm, mais particularmente, em torno de 350 Nm.[0030] Still, according to another embodiment of the present invention, the engine speed parameters identified by the sensors 32 arranged in the diesel cycle engine 10 are of the order of 850 to 4000 rpm, more particularly, around 2500 rpm, as well as the torque parameters of the diesel cycle engine 10 are of the order of 250 to 450 Nm, more particularly around 350 Nm.

[0031] Conforme uma outra concretização do sistema reformador de etanol, objeto da presente invenção, a referida colmeia catalisadora 20 disposta a jusante do injetor de etanol 22 é um monólito de cerâmica apropriado para aplicações em motores ciclo diesel.[0031] According to another embodiment of the ethanol reformer system, object of the present invention, said catalyst hive 20 arranged downstream of the ethanol injector 22 is a ceramic monolith suitable for applications in diesel cycle engines.

[0032] Adicionalmente, o referido tanque de etanol 24 pode compreender um sensor de temperatura 38 que está associado à um módulo de alimentação 40 configurado para monitorar e transmitir os dados relacionados ao tanque de etanol 24 para a central de controle de motor 28 e, ainda, prover o acionamento da bomba de alimentação de etanol 36 para injetar etanol através do referido injetor de etanol 22 na colmeia catalisadora 20.[0032] Additionally, said ethanol tank 24 may comprise a temperature sensor 38 that is associated with a power module 40 configured to monitor and transmit data related to the ethanol tank 24 to the engine control center 28 and, furthermore, provide the activation of the ethanol feed pump 36 to inject ethanol through said ethanol injector 22 into the catalyst hive 20.

[0033] Desse modo, conforme é possível observar, o sistema reformador de etanol para a geração de hidrogênio e aplicado em um motor ciclo diesel, segundo a presente invenção, possibilita a utilização de moléculas de hidrogênio como fonte de combustível para o motor 10, sendo que esta geração e fornecimento de hidrogênio controlada de acordo com a demanda de trabalho, permitindo, com isso, a eliminação de tanques e reservatório complementares para o acondicionamento de um volume muito grande de hidrogênio, o que torna a solução muito mais segura. Além disso, com o sistema da presente invenção, é possível reduzir significativamente a emissão de poluentes, como o dióxido de carbono - CO2 e outros, tendo em vista que ocorre a recirculação dos gases para uma segunda queima desses poluentes, bem como a redução no consumo de diesel, o que contribui para a redução da emissão dos poluentes usualmente emitidos quando se utiliza esse tipo de combustível.[0033] Thus, as can be seen, the ethanol reformer system for hydrogen generation and applied in a diesel cycle engine, according to the present invention, enables the use of hydrogen molecules as a fuel source for engine 10, and this generation and supply of hydrogen is controlled according to the work demand, thus allowing the elimination of additional tanks and reservoirs for the packaging of a very large volume of hydrogen, which makes the solution much safer. In addition, with the system of the present invention, it is possible to significantly reduce the emission of pollutants, such as carbon dioxide - CO2 and others, considering that the gases are recirculated for a second burning of these pollutants, as well as the reduction in the consumption of diesel, which contributes to reducing the emission of pollutants usually emitted when using this type of fuel.

[0034] Conforme acima comentado, a presente invenção trata, também de um processo para geração de hidrogênio através de um sistema reformador de etanol aplicado em um motor ciclo diesel, sendo que o referido processo compreende, basicamente, as seguintes etapas:
a) ligar o motor à combustão de ciclo diesel;
b) checar as condições para o fluxo de trabalho do sistema reformador de etanol,
c) checar a temperatura dos gases de exaustão no segmento de exaustão;
d) checar as condições de trabalho do motor ciclo diesel;
e) checar as condições do tanque de etanol;
a partir do momento em que todas as condições acima foram checadas e confirmadas dentro dos parâmetros pré-definidos, uma central de controle do motor controla as seguintes etapas subsequentes:
f) injetar etanol na colmeia catalisadora de um reformador de etanol disposto no segmento de recirculação de gases do duto de exaustão das câmaras de combustão para geração de hidrogênio, o qual é direcionado para as câmaras de combustão do motor;
g) monitorar o torque de trabalho do motor à combustão de ciclo diesel para, com isso, ajustar a injeção de diesel nas câmaras de combustão do motor.[0034] As mentioned above, the present invention also deals with a process for generating hydrogen through an ethanol reformer system applied in a diesel cycle engine, and said process basically comprises the following steps:
a) connect the engine to diesel cycle combustion;
b) check the conditions for the workflow of the ethanol reformer system,
c) check the exhaust gas temperature in the exhaust segment;
d) check the working conditions of the diesel cycle engine;
e) check the condition of the ethanol tank;
Once all the above conditions have been checked and confirmed within the predefined parameters, an engine control center controls the following subsequent steps:
f) inject ethanol into the catalyst hive of an ethanol reformer arranged in the gas recirculation segment of the combustion chamber exhaust duct for hydrogen generation, which is directed to the engine combustion chambers;
g) monitor the working torque of the diesel cycle combustion engine in order to adjust the diesel injection into the engine's combustion chambers.

[0035] Mais particularmente, de acordo com uma realização particular da presente invenção, durante a etapa (b) do processo de geração de hidrogênio é formada, essencialmente pelas seguintes etapas:
b) checar se todas as condições estão dentro dos parâmetros pré-definidos para o fluxo de trabalho do sistema reformador de etanol,

  • b1) caso alguma das condições esteja fora dos parâmetros pré-definidos para o fluxo de trabalho, aguardar e repetir a etapa (b);
  • b2) caso todas as condições estejam dentro dos parâmetros pré-definidos para o fluxo de trabalho do sistema reformador de etanol, seguir para a etapa (c).
[0035] More particularly, according to a particular embodiment of the present invention, during step (b) of the hydrogen generation process, essentially the following steps are formed:
b) check that all conditions are within the pre-defined parameters for the ethanol reformer system workflow,
  • b1) if any of the conditions are outside the predefined parameters for the workflow, wait and repeat step (b);
  • b2) if all conditions are within the predefined parameters for the ethanol reformer system workflow, proceed to step (c).

[0036] Adicionalmente, conforme uma realização particular do processo de geração de hidrogênio, de acordo com a presente invenção, durante a etapa (c), podem ser executadas, ainda, as seguintes etapas:
c) checar se a temperatura dos gases de exaustão no segmento de exaustão está dentro dos parâmetros pré-definidos;

  • c1) caso a temperatura esteja fora dos parâmetros pré-definidos, aguardar e repetir a etapa (c);
  • c2) caso a temperatura esteja dentro dos parâmetros pré-definidos, seguir para a etapa (d).
[0036] Additionally, according to a particular embodiment of the hydrogen generation process, according to the present invention, during step (c), the following steps can also be performed:
c) check if the temperature of the exhaust gases in the exhaust segment is within the predefined parameters;
  • c1) if the temperature is outside the predefined parameters, wait and repeat step (c);
  • c2) if the temperature is within the predefined parameters, proceed to step (d).

[0037] Durante a etapa (d) de verificação das condições de trabalho do motor ciclo diesel do processo de geração de hidrogênio, de acordo com a presente invenção, são identificados a velocidade e torque de trabalho do motor à combustão ciclo diesel, de modo que:

  • d1) caso a velocidade de trabalho do motor esteja fora dos parâmetros pré-definidos, aguardar e repetir a etapa (d);
  • d2) caso a velocidade de trabalho do motor esteja dentro dos parâmetros pré-definidos, seguir para a próxima etapa;
  • d3) caso o torque de trabalho do motor esteja fora dos parâmetros pré-definidos, aguardar e repetir a etapa (d);
  • d4) caso o torque de trabalho do motor esteja dentro dos parâmetros pré-definidos, seguir para a etapa (e).
[0037] During step (d) of verifying the working conditions of the diesel cycle engine of the hydrogen generation process, according to the present invention, the working speed and torque of the diesel cycle combustion engine are identified, so what:
  • d1) if the motor's working speed is outside the predefined parameters, wait and repeat step (d);
  • d2) if the motor working speed is within the predefined parameters, proceed to the next step;
  • d3) if the motor working torque is outside the predefined parameters, wait and repeat step (d);
  • d4) if the motor working torque is within the predefined parameters, proceed to step (e).

[0038] Durante a etapa (e) de checagem das condições do tanque de etanol, é particularmente verificado se o nível de etanol se encontra dentro dos parâmetros pré-definidos e, desse modo:

  • e1) caso o nível de etanol esteja fora dos parâmetros pré-definidos, aguardar e repetir a etapa (e);
  • e2) caso o nível de etanol esteja dentro dos parâmetros pré-definidos, seguir para a etapa (f).
[0038] During step (e) of checking the conditions of the ethanol tank, it is particularly checked whether the ethanol level is within the predefined parameters and, thus:
  • e1) if the ethanol level is outside the predefined parameters, wait and repeat step (e);
  • e2) if the ethanol level is within the predefined parameters, proceed to step (f).

[0039] Adicionalmente, durante a etapa (g) de monitoramento do torque de trabalho do motor à combustão de ciclo diesel, é verificado se o torque de trabalho aumentou e, neste caso:

  • g1) caso o torque de trabalho do motor não tenha aumentado, aguardar e repetir a etapa (g);
  • g2) caso o torque de trabalho do motor tenha aumentado, ajustar a injeção de diesel nas câmaras de combustão do motor, e retornar para a etapa (b).
[0039] Additionally, during step (g) of monitoring the working torque of the diesel cycle combustion engine, it is checked whether the working torque has increased and, in this case:
  • g1) if the engine working torque has not increased, wait and repeat step (g);
  • g2) if the engine's working torque has increased, adjust the diesel injection into the engine's combustion chambers, and return to step (b).

[0040] Ainda, de acordo com concretizações particulares do processo de geração de hidrogênio, segundo a presente invenção, os parâmetros de temperatura dos gases de exaustão identificados durante a etapa (c) no segmento de exaustão são da ordem de 450 a 540 °C, mais particularmente, em torno de 500°C.[0040] Still, according to particular embodiments of the hydrogen generation process, according to the present invention, the temperature parameters of the exhaust gases identified during step (c) in the exhaust segment are in the order of 450 to 540 °C , more particularly around 500°C.

[0041] Ainda, conforme uma outra realização da presente invenção, os parâmetros de velocidade do motor identificados durante a etapa (d) são da ordem de 850 a 4000 rpm, mais particularmente, em torno de 2500, assim como os parâmetros de torque do motor de ciclo diesel são da ordem de 250 a 450 Nm, mais particularmente, em torno de 350 Nm.[0041] Still, according to another embodiment of the present invention, the engine speed parameters identified during step (d) are in the order of 850 to 4000 rpm, more particularly, around 2500, as well as the torque parameters of the diesel cycle engine are of the order of 250 to 450 Nm, more particularly around 350 Nm.

[0042] Desse modo, conforme pode ser apreciado pelos técnicos no assunto, o processo de geração de hidrogênio através de um reformador de etanol aplicado em um motor à combustão de ciclo diesel, conforme definido pela presente invenção, consegue obter efeitos técnicos, funcionais e operacionais aos motores alimentados à diesel de modo que por meio do controle das temperaturas dos gases de exaustão e do monitoramento das condições do ciclo de trabalho do motor, uma central de controle consegue gerenciar o bombeamento e injeção de etanol em uma colmeia catalisadora disposta no segmento de recirculação de gases do motor, de modo que as moléculas do etanol se “quebram” gerando principalmente hidrogênio, o qual entra na câmara de combustão do motor e, desse modo, por compreender uma elevada quantidade de energia em relação ao diesel, torna-se possível prover um balanço energético para reduzir a quantidade de diesel injetada, obtendo-se, então, a mesma energia, realizando o mesmo trabalho, porém, reduzindo significativamente as emissões de CO2. Além disso, conforme acima comentado, a presente invenção permite utilizar o hidrogênio como substituto, ao menos em parte, do volume total usualmente injetado de diesel, sem a necessidade de dispor de um tanque ou reservatório para acondicionar o hidrogênio, o que elimina riscos significativos de acidentes.[0042] In this way, as can be appreciated by those skilled in the art, the hydrogen generation process through an ethanol reformer applied to a diesel cycle combustion engine, as defined by the present invention, manages to obtain technical, functional and operating conditions for diesel fueled engines so that by controlling the temperatures of the exhaust gases and monitoring the conditions of the engine's work cycle, a control center manages the pumping and injection of ethanol into a catalyst hive arranged in the segment of recirculation of engine gases, so that the ethanol molecules are "broken" generating mainly hydrogen, which enters the engine's combustion chamber and, therefore, because it comprises a high amount of energy in relation to diesel, it becomes if possible provide an energy balance to reduce the amount of injected diesel, thus obtaining the same energy, performing the same work, p however, significantly reducing CO2 emissions. In addition, as mentioned above, the present invention allows the use of hydrogen as a substitute, at least in part, for the total volume usually injected with diesel, without the need to have a tank or reservoir to store the hydrogen, which eliminates significant risks. of accidents.

[0043] Por fim, vale destacar que a presente descrição tem como objetivo apenas apresentar e definir de modo exemplificativo realizações particulares e possíveis do sistema reformador de etanol para geração de hidrogênio e do processo para geração de hidrogênio através de um sistema reformador de etanol aplicado em um motor ciclo diesel, segundo a presente invenção. Logo, como bem devem apreciar os técnicos no assunto, diversas modificações e combinações de elementos e detalhes equivalentes são possíveis sem, com isso, fugir do escopo de proteção definido pelas reivindicações anexas.[0043] Finally, it is worth noting that the present description is intended only to present and define in an exemplary way particular and possible realizations of the ethanol reformer system for hydrogen generation and the process for hydrogen generation through an applied ethanol reformer system in a diesel cycle engine, according to the present invention. Therefore, as those skilled in the art should appreciate, various modifications and combinations of equivalent elements and details are possible without thereby escaping the scope of protection defined by the attached claims.

Claims (18)

SISTEMA REFORMADOR DE ETANOL PARA GERAÇÃO DE HIDROGÊNIO, que é formado por
  • - um motor à combustão interna do tipo ciclo diesel (10) dotado de câmaras de combustão (12) cujos dutos de saída de gases (14) compreendem dois segmentos, o primeiro de recirculação (14a) e o segundo de exaustão (14b); caracterizado pelo fato de que o dito segmento de recirculação (14a) está conectado ao duto de alimentação de ar (16) do dito motor de ciclo diesel (10) e compreende um equipamento reformador de etanol (18) formado por uma colmeia catalisadora (20) disposta a jusante de um injetor de etanol (22); e
o dito sistema sendo formado, ainda, por uma central de controle do motor (28) que é configurada para processar os sinais de sonda lambda (29) e sensores de temperatura dos gases de exaustão (30), das condições do ciclo de trabalho do motor (32) e do tanque de etanol (34), e com base nos parâmetros pré-definidos, acionar a bomba de alimentação de etanol (36) para injetar etanol através do dito injetor de etanol (22) na colmeia catalisadora (20).ETHANOL REFORMER SYSTEM FOR HYDROGEN GENERATION, which is formed by
  • - an internal combustion engine of the diesel cycle type (10) equipped with combustion chambers (12) whose gas outlet ducts (14) comprise two segments, the first for recirculation (14a) and the second for exhaustion (14b); characterized in that said recirculation segment (14a) is connected to the air supply duct (16) of said diesel cycle engine (10) and comprises an ethanol reformer equipment (18) formed by a catalyst hive (20 ) arranged downstream of an ethanol injector (22); and
said system also being formed by an engine control center (28) which is configured to process the lambda probe signals (29) and exhaust gas temperature sensors (30), the conditions of the engine work cycle engine (32) and the ethanol tank (34), and based on the predefined parameters, trigger the ethanol feed pump (36) to inject ethanol through said ethanol injector (22) into the catalyst hive (20) . SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os ditos sensores de temperatura dos gases de exaustão (30) são dispostos ao longo do segmento de exaustão (14b).SYSTEM, according to claim 1, characterized in that said exhaust gas temperature sensors (30) are arranged along the exhaust segment (14b). SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os ditos sensores das condições do ciclo de trabalho do motor (32) compreendem sensores de velocidade e de torque de trabalho do motor ciclo diesel (10).SYSTEM, according to claim 1, characterized by the fact that said sensors of the working cycle conditions of the engine (32) comprise sensors of speed and working torque of the diesel cycle engine (10). SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os ditos sensores das condições do tanque de etanol (34) compreendem sensores de nível e/ou de temperatura do etanol acondicionado.SYSTEM, according to claim 1, characterized in that said sensors of the conditions of the ethanol tank (34) comprise level and/or temperature sensors of the conditioned ethanol. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que parâmetros relacionados à temperatura dos gases de saída identificados pelos ditos sensores de temperatura (30) são da ordem de 450 a 540 °C, mais particularmente, em torno de 500°C.SYSTEM, according to claim 1, characterized in that parameters related to the temperature of the output gases identified by said temperature sensors (30) are in the order of 450 to 540 °C, more particularly around 500 °C . SISTEMA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os parâmetros de velocidade do motor identificados pelos sensores (32) são da ordem de 850 a 4000 rpm, mais particularmente, em torno de 2500. Rpm.SYSTEM, according to claim 3, characterized by the fact that the engine speed parameters identified by the sensors (32) are in the order of 850 to 4000 rpm, more particularly, around 2500 rpm. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os parâmetros de torque do motor de ciclo diesel (10) são da ordem de 250 a 450 Nm, mais particularmente, em torno de 350 Nm.SYSTEM, according to claim 3, characterized by the fact that the torque parameters of the diesel cycle engine (10) are in the order of 250 to 450 Nm, more particularly, around 350 Nm. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita colmeia catalisadora (20) é um monólito de cerâmica apropriado para aplicações em motores ciclo diesel.SYSTEM, according to claim 1, characterized by the fact that said catalyst hive (20) is a ceramic monolith suitable for applications in diesel cycle engines. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, um tanque de etanol (24) onde são dispostos os ditos sensores (34) que estão associados à um módulo de alimentação (40) configurado para monitorar e transmitir os dados relacionados ao tanque de etanol (24) para a dita central de controle de motor (28) e, ainda, prover o acionamento da bomba de alimentação de etanol (36).SYSTEM, according to claim 1, characterized in that it also comprises an ethanol tank (24) where said sensors (34) are arranged, which are associated with a power supply module (40) configured to monitor and transmit the data related to the ethanol tank (24) to said engine control center (28) and, still, provide the activation of the ethanol feed pump (36). PROCESSO PARA GERAÇÃO DE HIDROGÊNIO ATRAVÉS DE UM SISTEMA REFORMADOR DE ETANOL, aplicado particularmente em um motor ciclo diesel, sendo dito processo caracterizado por compreender as etapas de:
a) ligar o motor à combustão de ciclo diesel;
b) checar as condições para o fluxo de trabalho do sistema reformador de etanol,
c) checar a temperatura dos gases de exaustão no segmento de exaustão;
d) checar as condições de trabalho do motor ciclo diesel;
e) checar as condições do tanque de etanol;
a partir do momento em que todas as condições acima foram checadas e confirmadas dentro dos parâmetros pré-definidos, uma central de controle do motor controla as seguintes etapas subsequentes:
f) injetar etanol na colmeia catalisadora de um reformador de etanol disposto no segmento de recirculação de gases do duto de exaustão das câmaras de combustão para geração de hidrogênio, o qual é direcionado para as câmaras de combustão do motor;
g) monitorar o torque de trabalho do motor à combustão de ciclo diesel para, com isso, ajustar a injeção de diesel nas câmaras de combustão do motor.PROCESS FOR GENERATION OF HYDROGEN THROUGH AN ETHANOL REFORMER SYSTEM, applied particularly in a diesel cycle engine, said process characterized by comprising the steps of:
a) connect the engine to diesel cycle combustion;
b) check the conditions for the workflow of the ethanol reformer system,
c) check the exhaust gas temperature in the exhaust segment;
d) check the working conditions of the diesel cycle engine;
e) check the condition of the ethanol tank;
Once all the above conditions have been checked and confirmed within the predefined parameters, an engine control center controls the following subsequent steps:
f) inject ethanol into the catalyst hive of an ethanol reformer arranged in the gas recirculation segment of the combustion chamber exhaust duct for hydrogen generation, which is directed to the engine combustion chambers;
g) monitor the working torque of the diesel cycle combustion engine in order to adjust the diesel injection into the engine's combustion chambers. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a dita etapa (b) compreende as seguintes etapas:
b) checar se todas as condições estão dentro dos parâmetros pré-definidos para o fluxo de trabalho do sistema reformador de etanol,
  • b1) caso alguma das condições esteja fora dos parâmetros pré-definidos para o fluxo de trabalho, aguardar e repetir a etapa (b);
  • b2) caso todas as condições estejam dentro dos parâmetros pré-definidos para o fluxo de trabalho do sistema reformador de etanol, seguir para a etapa (c).
PROCESS, according to claim 10, characterized in that said step (b) comprises the following steps:
b) check that all conditions are within the pre-defined parameters for the ethanol reformer system workflow,
  • b1) if any of the conditions are outside the predefined parameters for the workflow, wait and repeat step (b);
  • b2) if all conditions are within the predefined parameters for the ethanol reformer system workflow, proceed to step (c).
 PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende, ainda, as seguintes etapas:
c) checar se a temperatura dos gases de exaustão no segmento de exaustão está dentro dos parâmetros pré-definidos;
  • c1) caso a temperatura esteja fora dos parâmetros pré-definidos, aguardar e repetir a etapa (c);
  • c2) caso a temperatura esteja dentro dos parâmetros pré-definidos, seguir para a etapa (d).
PROCESS, according to claim 10, characterized by the fact that step (c) also comprises the following steps:
c) check if the temperature of the exhaust gases in the exhaust segment is within the predefined parameters;
  • c1) if the temperature is outside the predefined parameters, wait and repeat step (c);
  • c2) if the temperature is within the predefined parameters, proceed to step (d).
 PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa (d) compreende a verificação da velocidade e do torque de trabalho do motor à combustão ciclo diesel, de modo que:
  • d1) caso a velocidade de trabalho do motor esteja fora dos parâmetros pré-definidos, aguardar e repetir a etapa (d);
  • d2) caso a velocidade de trabalho do motor esteja dentro dos parâmetros pré-definidos, seguir para a próxima etapa;
  • d3) caso o torque de trabalho do motor esteja fora dos parâmetros pré-definidos, aguardar e repetir a etapa (d);
  • d4) caso o torque de trabalho do motor esteja dentro dos parâmetros pré-definidos, seguir para a etapa (e).
PROCESS, according to claim 10, characterized by the fact that step (d) comprises checking the speed and working torque of the diesel cycle combustion engine, so that:
  • d1) if the motor's working speed is outside the predefined parameters, wait and repeat step (d);
  • d2) if the motor working speed is within the predefined parameters, proceed to the next step;
  • d3) if the motor working torque is outside the predefined parameters, wait and repeat step (d);
  • d4) if the motor working torque is within the predefined parameters, proceed to step (e).
 PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a etapa (e) compreende a verificação do nível de etanol no tanque de etanol, de modo que:
  • e1) caso o nível de etanol esteja fora dos parâmetros pré-definidos, aguardar e repetir a etapa (e);
  • e2) caso o nível de etanol esteja dentro dos parâmetros pré-definidos, seguir para a etapa (f).
PROCESS, according to claim 10, characterized by the fact that step (e) comprises checking the level of ethanol in the ethanol tank, so that:
  • e1) if the ethanol level is outside the predefined parameters, wait and repeat step (e);
  • e2) if the ethanol level is within the predefined parameters, proceed to step (f).
 PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a dita etapa (g) compreende a verificação do torque de trabalho para, desse modo:
  • g1) caso o torque de trabalho do motor não tenha aumentado, aguardar e repetir a etapa (g);
  • g2) caso o torque de trabalho do motor tenha aumentado, ajustar a injeção de diesel nas câmaras de combustão do motor, e retornar para a etapa (b).
PROCESS, according to claim 10, characterized in that said step (g) comprises checking the working torque in order to:
  • g1) if the engine working torque has not increased, wait and repeat step (g);
  • g2) if the engine's working torque has increased, adjust the diesel injection into the engine's combustion chambers, and return to step (b).
 PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os parâmetros de temperatura dos gases de exaustão identificados na etapa (c) são da ordem de 450 a 540 °C, mais particularmente, de 500 °C.PROCESS, according to claim 10, characterized by the fact that the temperature parameters of the exhaust gases identified in step (c) are of the order of 450 to 540 °C, more particularly, of 500 °C. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os parâmetros de velocidade do motor identificados na etapa (d) são da ordem de 850 a 4000 rpm, e mais particularmente, de 2500 rpm.PROCESS, according to claim 10, characterized by the fact that the engine speed parameters identified in step (d) are of the order of 850 to 4000 rpm, and more particularly, of 2500 rpm. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os parâmetros de torque do motor de ciclo diesel são da ordem de 250 a 450 Nm, mais particularmente de 350 Nm.PROCESS, according to claim 10, characterized by the fact that the torque parameters of the diesel cycle engine are in the order of 250 to 450 Nm, more particularly 350 Nm.
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