BR202016025797U2 - MOBILE NATURAL GAS STATION CONVERTING NATURAL LIQUID GAS IN COMPRESSED NATURAL GAS TO SUPPLY CONSUMERS SERVED BY VIRTUAL GASODUTE - Google Patents

MOBILE NATURAL GAS STATION CONVERTING NATURAL LIQUID GAS IN COMPRESSED NATURAL GAS TO SUPPLY CONSUMERS SERVED BY VIRTUAL GASODUTE Download PDF

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Abstract

?? estação móvel de gás natural que converte gás natural liquefeito em gás natural comprimido para abastecimento de consumidores atendidos por gasoduto virtual??, patente de modelo de utilidade que compreende um processo de gaseificação de gás natural liquefeito em gás natural comprimido em uma estação móvel, na qual faz o abastecimento fracionado de gás natural para consumidores abastecidos por gasoduto virtual, onde utiliza duas tecnologias existentes, a tecnologia do gás natural liquefeito e a tecnologia do gás natural comprimido em um único meio de conversão instalado em um reboque, sendo a conversão, realizada em movimento ou estacionada para o abastecimento de gás natural liquefeito ou gás natural comprimido.?? mobile natural gas station that converts liquefied natural gas into compressed natural gas to supply consumers served by a virtual pipeline, a utility model patent comprising a gasification process of liquefied natural gas into compressed natural gas at a mobile station in which makes the fractional supply of natural gas to consumers fueled by virtual pipeline, where it uses two existing technologies, liquefied natural gas technology and compressed natural gas technology in a single conversion medium installed on a trailer, the conversion being performed moving or parked for the supply of liquefied natural gas or compressed natural gas.

Description

(54) Título: ESTAÇÃO MOVEL DE GÁS NATURAL QUE CONVERTE GÁS NATURAL LIQUEFEITO EM GÁS NATURAL COMPRIMIDO PARA ABASTECIMENTO DE CONSUMIDORES ATENDIDOS POR GASODUTO VIRTUAL (51) Int. Cl.: F17C 9/02 (52) CPC: F17C 9/02 (73) Titular(es): FERNANDO COLOMBO (72) Inventor(es): FERNANDO COLOMBO (57) Resumo: ?? ESTAÇÃO MÓVEL DE GÁS NATURAL QUE CONVERTE GÁS NATURAL LIQUEFEITO EM GÁS NATURAL COMPRIMIDO PARA ABASTECIMENTO DE CONSUMIDORES ATENDIDOS POR GASODUTO VIRTUAL??, patente de modelo de utilidade que compreende um processo de gaseificação de gás natural liquefeito em gás natural comprimido em uma estação móvel, na qual faz o abastecimento fracionado de gás natural para consumidores abastecidos por gasoduto virtual, onde utiliza duas tecnologias existentes, a tecnologia do gás natural liquefeito e a tecnologia do gás natural comprimido em um único meio de conversão instalado em um reboque, sendo a conversão, realizada em movimento ou estacionada para o abastecimento de gás natural liquefeito ou gás natural comprimido.(54) Title: MOBILE NATURAL GAS STATION THAT CONVERTS LIQUEFIED NATURAL GAS INTO COMPRESSED NATURAL GAS TO SUPPLY CONSUMERS SERVED BY VIRTUAL GAS Pipeline (51) Int. Cl .: F17C 9/02 (52) CPC: F17C 9/02 (73 ) Owner (s): FERNANDO COLOMBO (72) Inventor (s): FERNANDO COLOMBO (57) Summary: ?? MOBILE NATURAL GAS STATION THAT CONVERTS LIQUEFIED NATURAL GAS INTO COMPRESSED NATURAL GAS FOR SUPPLY OF CONSUMERS SERVED BY VIRTUAL GAS Pipeline, a utility model patent that comprises a gasification process for liquefied natural gas into compressed natural gas in a mobile station, at which makes the fractional supply of natural gas to consumers supplied by virtual pipeline, where it uses two existing technologies, the technology of liquefied natural gas and the technology of compressed natural gas in a single conversion medium installed in a trailer, the conversion being carried out moving or parked to supply liquefied natural gas or compressed natural gas.

/ 6 ” ESTAÇÃO MOVEL DE GÁS NATURAL QUE CONVERTE GÁS NATURAL LIQUEFEITO EM GÁS NATURAL COMPRIMIDO PARA ABASTECIMENTO DE CONSUMIDORES ATENDIDOS POR GASODUTO VIRTUAL” [001] Refere-se o presente modelo de utilidade a um equipamento de abastecimento de gás natural comprimido, no qual gás natural liquefeito é vaporizado e convertido em gás natural comprimido em uma estação móvel que faz o abastecimento fracionado de gás natural para consumidores que necessitam deste insumo como fonte de energia./ 6 ”MOBILE NATURAL GAS STATION THAT CONVERTS LIQUEFIED NATURAL GAS IN COMPRESSED NATURAL GAS TO SUPPLY CONSUMERS SUPPLIED BY VIRTUAL GAS PIPELINE” [001] This utility model refers to a compressed natural gas supply equipment, in which gas liquefied natural gas is vaporized and converted into compressed natural gas in a mobile station that supplies fractional natural gas to consumers who need this input as an energy source.

[002] O mercado do gás natural está em constante expansão, porém grandes concessionárias somente investem em gasodutos físicos onde grandes quantidades serão consumidas. Onde consumos de gás natural não justifiquem a construção de gasodutos físicos, a solução para suprir pequenos consumidores de gás natural é a utilização do denominado gasoduto virtual.[002] The natural gas market is constantly expanding, however large concessionaires only invest in physical gas pipelines where large quantities will be consumed. Where natural gas consumption does not justify the construction of physical gas pipelines, the solution to supply small consumers of natural gas is the use of the so-called virtual gas pipeline.

[003] O gasoduto virtual nada mais é do que o transporte de gás natural comprimido (GNC) por meio de containers compostos por cilindros transportados em caminhões por rodovias, ou seja, em localidades onde o gasoduto físico não chega, o meio de levar gás natural para pequenas regiões é o modelo de gasoduto virtual.[003] The virtual gas pipeline is nothing more than the transport of compressed natural gas (CNG) by means of containers made up of cylinders transported by trucks on highways, that is, in locations where the physical gas pipeline does not arrive, the means of taking gas natural for small regions is the virtual pipeline model.

[004] Outra tecnologia existente no modelo de gasoduto virtual é o transporte de gás natural liquefeito (GNL), onde este combustível chega ao Brasil por meio de embarcações marítimas e posteriormente é transportado por caminhões até[004] Another existing technology in the virtual pipeline model is the transport of liquefied natural gas (LNG), where this fuel arrives in Brazil by means of marine vessels and is later transported by trucks to

Petição 870160078938, de 26/12/2016, pág. 3/14 / 6 estações de gaseificação e transformado novamente ao estado gasoso para posterior consumo.Petition 870160078938, of 12/26/2016, p. 3/14 / 6 gasification stations and transformed back to gaseous state for later consumption.

[005] O que difere o gás natural liquefeito do gás natural comprimido é a capacidade de armazenagem, pois o GNL ocupa um volume de 600 vezes menor se estivesse ao seu estado gasoso na temperatura ambiente, enquanto de o GNC ocupa um espaço 250 vezes menor se estivesse a pressão de uma atmosfera. Isto significa que o espaço ocupado pelo GNL é 2,4 vezes menor se comparado com GNC, isto significa dizer que transportar GNL é um meio mais barato do que transportar GNC, pois se consegue maior volume transportado de gás natural em um único caminhão.[005] What differentiates liquefied natural gas from compressed natural gas is the storage capacity, as LNG occupies a volume 600 times smaller if it were in its gaseous state at room temperature, whereas GNC occupies 250 times less space if you were under the pressure of an atmosphere. This means that the space occupied by LNG is 2.4 times smaller when compared to CNG, that is to say that transporting LNG is a cheaper way than transporting CNG, since it achieves a greater transported volume of natural gas in a single truck.

[006] Outra desvantagem do GNC em relação ao GNL é o peso dos reboques, pois o GNC para ser armazenado e transportado necessita de cilindros de alta pressão que possuem uma massa aproximada de 4 kg de aço para cada m3 de gás natural armazenado, enquanto que para o GNL necessita de apenas 0,6 kg de aço para cada im de gás natural armazenado.[006] Another disadvantage of CNG in relation to LNG is the weight of the trailers, since the CNG to be stored and transported requires high pressure cylinders that have an approximate mass of 4 kg of steel for each m 3 of stored natural gas, while for LNG it requires only 0.6 kg of steel for each im of stored natural gas.

[007] O foco do presente modelo de utilidade é utilizar as duas tecnologias já existentes no mercado de gás natural e uni-las um uma única, tornando o meio de transporte deste insumo mais barato, leve e eficiente para atender consumidores do mercado de gás natural.[007] The focus of this utility model is to use the two technologies that already exist in the natural gas market and unite them as one, making the means of transportation of this input cheaper, lighter and more efficient to serve consumers in the gas market. Natural.

[008] Com o intuito de solucionar este problema desenvolveu-se este modelo de utilidade, no qual o gás natural é transportado em estado líquido para a melhora do processo de logística do gás natural e que será convertido em gás natural[008] In order to solve this problem this utility model was developed, in which natural gas is transported in a liquid state to improve the natural gas logistics process and which will be converted into natural gas

Petição 870160078938, de 26/12/2016, pág. 4/14 / 6 comprimido com a estação móvel em movimento ou no momento de entrega de gás natural ao consumidor, por meio de uma estação móvel de gás natural comprimido.Petition 870160078938, of 12/26/2016, p. 4/14 / 6 compressed with the mobile station in motion or when delivering natural gas to the consumer, through a mobile station of compressed natural gas.

Descrição do modelo de utilidade.Description of the utility model.

[009] O modelo de utilidade mostrado na figura 1 estará montado sobre um reboque conforme a figura 2 e que poderá ter diferentes dimensões. A figura 3 mostra a montagem do modelo de utilidade da figura 1 montado sobre o reboque da figura 2, em que terá dimensões de acordo com a demanda de cada projeto de abastecimento de gás natural comprimido.[009] The utility model shown in figure 1 will be mounted on a trailer according to figure 2 and which may have different dimensions. Figure 3 shows the assembly of the utility model in figure 1 mounted on the trailer in figure 2, in which it will have dimensions according to the demand of each compressed natural gas supply project.

[010] O modelo de utilidade mostrado na figura 1 será composto por duas válvulas manuais (1 e 2) para o enchimento do tanque (4) confeccionado em aço inoxidável para suportar temperaturas criogênicas. Externamente ao tanque (4) haverá uma camada de isolante (5) recoberta com um cilindro (6) de aço ao carbono que possui função estrutural e de fixação sobre o chassi do reboque mostrado na figura 2. O manômetro (3) possui a função de indicar a pressão na qual o tanque (4) se encontra no momento de carregamento. A válvula de segurança e alivio (7) possui a função de manter o tanque (4) em uma pressão de trabalho segura de acordo com o projeto.[010] The utility model shown in figure 1 will consist of two manual valves (1 and 2) for filling the tank (4) made of stainless steel to withstand cryogenic temperatures. Outside the tank (4) there will be an insulating layer (5) covered with a carbon steel cylinder (6) that has a structural and fixing function on the trailer chassis shown in figure 2. The pressure gauge (3) has the function indicate the pressure at which the tank (4) is at the time of loading. The safety and relief valve (7) has the function of keeping the tank (4) at a safe working pressure according to the project.

[011] Na parte inferior traseira do tanque (4) encontra-se acoplada uma válvula automática (8) que estará aberta somente enquanto estiver havendo demanda de gás natural liquefeito. Um sensor de pressão (9) controla a pressão de entrada da bomba criogênica (10) ao mesmo tempo que controla a pressão[011] An automatic valve (8) is attached to the bottom rear of the tank (4), which will be open only while there is demand for liquefied natural gas. A pressure sensor (9) controls the inlet pressure of the cryogenic pump (10) while controlling the pressure

Petição 870160078938, de 26/12/2016, pág. 5/14 / 6 do tanque (4). A bomba criogênica (10) gera uma pressão de saída de 250 bar, o sensor de pressão (12) e o sensor de temperatura (13) controlam a pressão e a temperatura da saída da bomba criogênica (10). A válvula de retenção (11) evita o retorno de gás natural liquido após a compressão.Petition 870160078938, of 12/26/2016, p. 5/14 / 6 of the tank (4). The cryogenic pump (10) generates an outlet pressure of 250 bar, the pressure sensor (12) and the temperature sensor (13) control the pressure and temperature of the cryogenic pump outlet (10). The check valve (11) prevents the return of liquid natural gas after compression.

[012] Este modelo de utilidade pode abastecer consumidores com gás natural liquefeito e gás natural comprimido.[012] This utility model can supply consumers with liquefied natural gas and compressed natural gas.

[013] Para o abastecimento de gás natural liquido o controle de envio é realizado por um medidor de volume (14) e uma válvula automática (15) que abre no momento da demanda de consumo.[013] For the supply of liquid natural gas, the shipping control is carried out by a volume meter (14) and an automatic valve (15) that opens at the time of consumption demand.

[014] Para o abastecimento de gás natural comprimido, o gás natural liquido é comprimido pela bomba (10) e enviado para um dos evaporadores (17 ou 18). Os evaporadores (17 e 18) trabalham em alternância, porque a medida em que gás natural liquido passa através dos evaporadores a uma temperatura de -160°C e sai como gás natural comprimido a uma temperatura de -40°C as paredes dos evaporadores formam gelo devido a umidade do ar ambiente. Devido e este fenômeno, os evaporadores (17 e 18) fazem a troca térmica do gás natural liquido com o ar ambiente de forma alternada, ou seja, quando o evaporador (17) está trocando calor com o gás natural liquefeito e o ar ambiente, o evaporador (18) estará degelando suas paredes externas.[014] For the supply of compressed natural gas, liquid natural gas is compressed by the pump (10) and sent to one of the evaporators (17 or 18). The evaporators (17 and 18) work alternately, as the liquid natural gas passes through the evaporators at a temperature of -160 ° C and leaves as compressed natural gas at a temperature of -40 ° C the walls of the evaporators form ice due to ambient air humidity. Due to this phenomenon, the evaporators (17 and 18) exchange the liquid natural gas with the ambient air alternately, that is, when the evaporator (17) is exchanging heat with the liquefied natural gas and the ambient air, the evaporator (18) will be defrosting its external walls.

[015] Cada evaporador (17 e 18) é composto por uma válvula automática (16) na entrada, na saída os evaporadores (17 e 18) são compostos por uma válvula de alivio[015] Each evaporator (17 and 18) consists of an automatic valve (16) at the entrance, at the exit the evaporators (17 and 18) are composed of a relief valve

Petição 870160078938, de 26/12/2016, pág. 6/14 / 6 de segurança (19), um sensor de temperatura (20) e uma válvula automática (21). As válvulas de entrada (16) e as válvulas de saída (21) possuem a função de isolar cada evaporador (17 e 18) a medida em que um está em funcionamento. As válvulas de alivio de segurança (19) possuem a função de aliviar a pressão excedente quando um dos evaporadores (17 e 18) estiver em degelo. Os sensores de temperatura (20) possuem a função de controlar a temperatura do gás na entrada dos cilindros (22), que possuem a função de um pulmão de gás natural comprimido.Petition 870160078938, of 12/26/2016, p. 6/14 / 6 safety (19), a temperature sensor (20) and an automatic valve (21). The inlet valves (16) and the outlet valves (21) have the function of isolating each evaporator (17 and 18) as long as one is in operation. The safety relief valves (19) have the function of relieving excess pressure when one of the evaporators (17 and 18) is defrosted. The temperature sensors (20) have the function of controlling the temperature of the gas at the entrance of the cylinders (22), which have the function of a lung of compressed natural gas.

[016] O pulmão de cilindros (22) possui entrada na parte inferior e saída na parte superior, isso porque devido ao processo de conversão de gás natural liquido para gás natural comprimido poderá haver gás em duas fases (liquido e gás). Para se ter um controle do processo, o medidor de volume (14) fará o controle de envio de gás natural liquido necessário para que o pulmão de cilindros (22) não ultrapasse o limite de pressão de trabalho do pulmão de cilindros (22) e do consumidor após o equilíbrio da temperatura do gás com a temperatura ambiente.[016] The cylinder lung (22) has an entrance at the bottom and an exit at the top, this is because due to the process of converting liquid natural gas to compressed natural gas, there may be gas in two phases (liquid and gas). In order to have a process control, the volume meter (14) will make the control of sending liquid natural gas necessary so that the cylinder lung (22) does not exceed the working pressure limit of the cylinder lung (22) and consumer after the gas temperature has equilibrated with the ambient temperature.

[017] A saída do pulmão de cilindros (22) estará composta por um sensor de temperatura (24) para o controle de temperatura de entrega de gás, um medidor de volume (25) que possui a função de medir o volume de gás natural comprimido entregue ao consumidor. Após o encerramento do abastecimento ao consumidor a válvula (26) é fechada.[017] The output of the cylinder lung (22) will consist of a temperature sensor (24) for controlling gas delivery temperature, a volume meter (25) that has the function of measuring the volume of natural gas tablet delivered to the consumer. After the supply to the consumer is closed, the valve (26) is closed.

[018] A energia necessária para o funcionamento do modelo de utilidade será gerada pelo gerador de eletricidade (27) e o controle do processo é realizado pelo painel[018] The energy required to operate the utility model will be generated by the electricity generator (27) and the process control is performed by the panel

Petição 870160078938, de 26/12/2016, pág. 7/14 / 6 de comando (28), no qual faz o controle de pressão, temperatura e volume.Petition 870160078938, of 12/26/2016, p. 7/14 / 6 command (28), which controls pressure, temperature and volume.

Petição 870160078938, de 26/12/2016, pág. 8/14Petition 870160078938, of 12/26/2016, p. 8/14

Claims (3)

REIVINDICAÇÕES 1) ” ESTAÇÃO MOVEL DE GÁS NATURAL QUE CONVERTE GÁS NATURAL LIQUEFEITO EM GÁS NATURAL COMPRIMIDO PARA ABASTECIMENTO DE CONSUMIDORES ATENDIDOS POR GASODUTO VIRTUAL”, requer o patenteamento do seguinte modelo de utilidade de conversão de gás natural liquefeito em gás natural comprimido caracterizado por um reboque, cuja conversão de gás natural liquefeito em gás natural comprimido ocorre com o reboque em movimento ou estacionado.1) ”MOBILE NATURAL GAS STATION THAT CONVERTS LIQUEFIED NATURAL GAS INTO COMPRESSED NATURAL GAS FOR SUPPLY OF CONSUMERS SERVED BY VIRTUAL GAS PIPELINE”, requires the patenting of the following utility model for converting liquefied natural gas into compressed natural gas characterized by a trailer, whose conversion of liquefied natural gas into compressed natural gas occurs with the trailer moving or parked. 2) O presente modelo de utilidade requer o patenteamento do seguinte conjunto necessário para tornar o processo de conversão de gás natural liquefeito em gás natural comprimido segundo reivindicação 1, caracterizado por uma válvula automática (8) e um sensor de pressão (9) na entrada da bomba (10) para o controle pressão e fechamento do tanque (4), uma válvula de retenção (11) que evita o retorno de gás a uma pressão superior a descarga da bomba (10) juntamente com sensor de pressão (12) e sensor de temperatura (13) que controlam a pressão e a temperatura do gás posteriormente a bomba (10), dois medidores de volume (14), no qual um possui a função de medir o volume entregue ao consumidor e este está anteriormente a uma válvula automática (15) na qual possui a função de interromper o fornecimento de gás natural liquefeito quando for atingido o volume requerido para o consumidor e outro medidor de volume (14) possui a função de medir o volume de gás natural liquefeito enviado para os evaporadores (17 e 18) fazendo o controle de conversão do gás natural liquefeito em gás2) The present utility model requires the patenting of the following set necessary to make the process of converting liquefied natural gas into compressed natural gas according to claim 1, characterized by an automatic valve (8) and a pressure sensor (9) at the entrance of the pump (10) for the pressure control and closing of the tank (4), a check valve (11) that prevents the return of gas at a pressure higher than the discharge of the pump (10) together with a pressure sensor (12) and temperature sensor (13) that controls the pressure and temperature of the gas after the pump (10), two volume meters (14), in which one has the function of measuring the volume delivered to the consumer and this is previously to a valve automatic (15) in which it has the function of interrupting the supply of liquefied natural gas when the volume required for the consumer is reached and another volume meter (14) has the function of measuring the volume of liquefied natural gas sent to the eva porters (17 and 18) controlling the conversion of liquefied natural gas into gas Petição 870160078938, de 26/12/2016, pág. 9/14Petition 870160078938, of 12/26/2016, p. 9/14 2 / 3 natural comprimido, evaporadores (17 e 18) trabalhando em alternância que fazem a conversão do gás natural liquefeito em gás natural comprimido trocando calor com o ar atmosférico, também os evaporadores (17 e 18) poderão ser em número maior do que dois e trabalhar com outro fluido externo de maior temperatura que a do ar atmosférico, os evaporadores (17 e 18) estão compostos por válvulas automáticas (16 e 21) que fazem o controle de abrir e fechar juntamente com o sensor de temperatura (20), no qual fazem o controle de alternância do evaporadores (17 e 18) para evitar o congelamento externo dos evaporadores, válvulas de alivio (19) que possuem a função de aliviar a pressão excedente de dos evaporadores (17 e 18), um pulmão de cilindros (22) instalados na vertical posteriormente as válvulas (21) tendo sua entrada na parte inferior fazendo com que resíduos de gás natural liquefeito se acumulem na parte inferior do pulmão de cilindros (22) e saída de gás natural comprimido na parte superior do pulmão de cilindros (22) juntamente com uma válvula de alivio de segurança (23) para evitar pressões excedentes, um sensor de temperatura (24) e um medidor de volume (25) instalados na saída do pulmão de cilindros (22) que fazem o controle do volume entregue de gás natural comprimido para o consumidor, uma válvula automática (26) que possui a função de interromper o fluxo de gás natural comprimido ao termino do processo de entrega ao consumidor.2/3 compressed natural, evaporators (17 and 18) working in alternation that convert liquefied natural gas into compressed natural gas by exchanging heat with atmospheric air, also evaporators (17 and 18) may be more than two and working with another external fluid with a higher temperature than atmospheric air, the evaporators (17 and 18) are composed of automatic valves (16 and 21) that control the opening and closing together with the temperature sensor (20), in which the evaporators alternate control (17 and 18) to avoid the external freezing of the evaporators, relief valves (19) that have the function of relieving the excess pressure of the evaporators (17 and 18), a lung of cylinders (22) installed vertically posteriorly, the valves (21) having their entrance at the bottom, causing liquefied natural gas residues to accumulate in the lower part of the cylinder lung (22) and the exit of compressed natural gas in the part top of the cylinder lung (22) together with a safety relief valve (23) to avoid excess pressure, a temperature sensor (24) and a volume meter (25) installed at the exit of the cylinder lung (22) that they control the volume of compressed natural gas delivered to the consumer, an automatic valve (26) that has the function of interrupting the flow of compressed natural gas at the end of the delivery process to the consumer. 3) Processo segundo reivindicação 2, caracterizado por um gerador de eletricidade (27) para a conversão3) Process according to claim 2, characterized by an electricity generator (27) for converting Petição 870160078938, de 26/12/2016, pág. 10/14Petition 870160078938, of 12/26/2016, p. 10/14 3 / 3 do gás natural liquefeito em gás natural comprimido com o reboque em movimento, controlado por um painel de comando (28).3/3 of natural gas liquefied into compressed natural gas with the trailer in motion, controlled by a control panel (28). Petição 870160078938, de 26/12/2016, pág. 11/14Petition 870160078938, of 12/26/2016, p. 11/14 1/21/2
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