BRPI0921854B1

BRPI0921854B1 - Sistema e processopara a produção de amônia, sistema e processo para produção de eletricidade e processo para a produção de ureia partindo de milho

Info

Publication number: BRPI0921854B1
Application number: BRPI0921854-8A
Authority: BR
Inventors: Steven R. Gerrish
Original assignee: Steven R. Gerrish
Priority date: 2008-11-16
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2021-07-20
Also published as: US20110219773A1; WO2010057094A1; CA2780752C; CA2780752A1; BRPI0921854A2

Abstract

sistema e processo para a produção de amônia, sistema e processo para a produção de eletrecidade e processo para a produção de ureia partindo de milho. a presente invenção refere-se a sistemas e processos para a produção de hidrogênio partindo de estoques de alimentação celulósicos e/ou de grãos para uso como um combustível para veículos, uso na produção de amônia anidra e para gerar eletrecidade. em pelo menos um exemplo de modalidade de um sistema para a produção de amônia, o sistema compreende a fonte de combustível que contém combustível, uma câmara de combustão acoplada à fonte de combustível para queimar o combustível para criar energia, um gerador de eletrecidade acoplado à câmara de combustão para gerar eletrecidade proveniente da energia proveniente da câmara de combustão, um tanque de eletrólise acoplado ao gerador de eletrecidade em que a eletrecidade proveniente do gerador de eletrecidade facilita a eletrólise da água presente dentro do tanque de eletrólise para formar hidrogênio e oxigênio, uma câmara de reação com amônia acoplada ao tanque de eletrólise e uma fonte de ar comprimido acoplada à câmara de reação com amônia, em que o hidrogênio e o nitrogênio provenientes da fonte de ar comprido reagem dentro da câmara de reação com amônia para gerar amônia.

Description

PRIORIDADE

Este pedido de patente internacional refere-se a, e reivindica o privilégio de prioridade do Pedido de Patente U.S. Provisório N°. de Série 61/115.088, depositado em 16 de novembro de 2008, cujo conteúdo se encontra aqui incorporado como referência em sua totalidade a esta des-crição.

ANTECEDENTES

Amónia anidra, também conhecida como gás amoníaco, é am-plamente usada em toda a indústria agrícola como um fertilizante para diver-sas plantações, inclusive, de milho. Ela é incolor com um odor muito pungente e compreende uma parte de nitrogênio (N) e três partes de hidrogênio (H) ou NH3. A amónia anidra pura consiste em aproximadamente 82 % de nitrogênio e 18 % de hidrogênio, embora quantidades de traços de oxigênio (0,25 % - 0,5 %) sejam comumente identificadas com amónia anidra.

A produção de amónia é comumente realizada usando-se gás natural como um estoque de alimentação da reação. A primeira etapa em processo comumente usado é remover o enxofre do gás natural, pois o en-xofre presente dentro da mistura da reação pode eficazmente desativar um ou mais catalisadores usados em outras etapas do processo para produzir amónia. A remoção de enxofre tipicamente requer hidrogenação catalítica para converter os compostos de enxofre e sulfeto de hidrogênio gasoso:

O sulfeto de hidrogênio gasoso é então, removido da mistura da reação usando óxido de zinco, convertendo 0 óxido de zinco em sulfeto de zinco (um sólido):

O processo da reforma catalítica de vapor d’água de mistura da reação (agora excluindo enxofre) é usado para gerar monóxido de carbono (CO) e hidrogênio (H2):

A próxima etapa no processo utiliza conversão catalítica de des-locamento para converter monóxido de carbono em dióxido de carbono, re-sultando na produção de mais hidrogênio ainda:

O dióxido de carbono é então, removido da mistura da reação usando-se métodos conhecidos na técnica, inclusive a absorção de dióxido de carbono em soluções aquosas de etanolamina ou a adsorção de dióxido de carbono em adsorventes com oscilação de pressão que usam meios sólidos para adsorção conhecidos na técnica. Depois de removido o dióxido de 10 carbono, um processo de metanação catalítica é usado para remover algum monóxido de carbono residual e dióxido de carbono restantes na mistura da reação:

e

A etapa final, a saber, a reação catalítica do hidrogênio resul-tante com nitrogênio (do ar), irá produzir amónia anidra líquida. Esta etapa 15 também é denominada processo de Haber-Bosch ou circuito fechado de síntese de amónia e um dos processos mais comumente usados para gerar amónia partindo de hidrogênio e nitrogênio:

O processo de Haber-Bosch usado para realizar a etapa 7 acima usa óxido de ferro como um catalisador a pressões elevadas (150 - 250 atm) e a temperaturas elevadas (300 - 550 °C) e com diversas passagens dos gases sobre leitos de óxido de ferro, pode ser conseguida uma conversão maior do que 98 % para amónia anidra.

Como descrito acima, são necessárias diversas etapas para converter gás natural em amónia anidra, inclusive etapas para remover o 25 enxofre do próprio gás natural. Mesmo com estas etapas adicionais, o uso de gás natural como um estoque de alimentação é o mais comum, o que faz com que variem os custos de produção de amónia anidra dependendo do custo então corrente do gás natural. As flutuações do custo de gás natural tornam difícil para os fabricantes de amónia anidra avaliar os custos de produção com o passar do tempo e em situações em que os preços do gás natural estão altos, o custo de fabricação de amónia anidra serão altos, tornando difícil para os consumidores, inclusive para os agricultores, de poderem manter uma produção adequada da safra sem perder dinheiro. Além disso, o processamento do gás natural para gerar hidrogênio como citado acima requer o processamento de enxofre, inclusive a produção de subprodutos indesejáveis de sulfeto de hidrogênio gasoso e de sulfeto de zinco (ou de outro sulfeto sólido) que precisariam ser descartados apropriadamente.

Portanto, seria desejável que houvesse sistemas e processos para a produção de hidrogênio ambientalmente amigáveis, que pudessem ser úteis para a produção de fertilizantes à base de nitrogênio, como um combustível para veículo e para outras finalidades que usam hidrogênio co-mo uma fonte de combustível. A produção de hidrogênio que usa, por exem-plo, um estoque de alimentação celulósico ou de grão tal como etanol, em vez de gás natural eliminaria as etapas 1 e 2 acima e forneceria, por exem-plo, um processo ambientalmente amigável e econômico para produzir amó-nia anidra. Também seria desejável que houvesse sistemas úteis para a produção de eletricidade que utilizasse, por exemplo, o hidrogênio gerado de um estoque de alimentação celulósico ou de grão. Também seria desejável que houvesse sistemas úteis para o desempenho de tais processos para gerar amónia anidra, inclusive, porém não limitados a, sistemas e/ou subsis-temas para a produção de hidrogênio para facilitar a produção de amónia anidra.

BREVE SUMÁRIO

Pelo menos em uma modalidade de um sistema para a produção de hidrogênio da presente descrição, o sistema compreende uma fonte de combustível que contém combustível, uma câmara de combustão opera- velmente acoplada à fonte de combustível, a câmara de combustão para queimar o combustível proveniente da fonte de combustível para com este criar energia, um gerador de eletricidade operavelmente acoplado à câmara de combustão, o gerador de eletricidade podendo ser operado para gerar eletricidade partindo da energia proveniente da câmara de combustão, e um tanque de eletrólise operavelmente acoplado ao gerador de eletricidade, em que a eletricidade proveniente do gerador de eletricidade facilita a eletrólise da água presente dentro do tanque de eletrólise para formar hidrogênio e oxigênio.

Pelo menos em uma modalidade de um sistema para a produção de amónia da presente descrição, o sistema compreende uma fonte de hidrogênio acoplada a uma câmara de reação com amónia, uma fonte de ar comprimido acoplada à câmara de reação com amónia e um tanque de ar-mazenagem acoplado à câmara de reação com amónia para a armazenagem da amónia gerada dentro da câmara de reação com amónia.

Pelo menos em uma modalidade de um sistema para a produção de amónia que usa um combustível sem ser o gás natural da presente descrição, o sistema compreende uma fonte de combustível que contém combustível, uma câmara de combustão operavelmente acoplada à fonte de combustível, a câmara de combustão para a combustão do combustível pro-veniente da fonte de combustível para com o mesmo criar energia, um gera-dor de eletricidade operavelmente acoplado à câmara de combustão, o ge-rador de eletricidade podendo ser operado para gerar eletricidade com a e- nergia proveniente da câmara de combustão, um tanque de eletrólise opera-velmente acoplado ao gerador de eletricidade, em que a eletricidade prove-niente do gerador de eletricidade facilita a eletrólise da água presente no tanque de eletrólise para formar hidrogênio e oxigênio, uma câmara de rea-ção com amónia operavelmente acoplada ao tanque de eletrólise e uma fon-te de ar comprimido acoplada à câmara de reação com amónia, em que o hidrogênio pode reagir com o nitrogênio proveniente da fonte de ar compri-mido para formar amónia dentro da câmara de reação com amónia.

Pelo menos em uma modalidade de um processo para a produ-ção de hidrogênio da presente descrição, o processo compreende as etapas de fornecer um sistema para a produção de hidrogênio, que compreende uma fonte de combustível que contém combustível, uma câmara de combus-tão operavelmente acoplada à fonte de combustível, a câmara de combustão podendo ser operada para queimar combustível para criar energia, um gerador de eletricidade operavelmente acoplado à câmara de combustão, o gerador de eletricidade podendo ser operado para gerar eletricidade partindo da energia da câmara de combustão e um tanque de eletrólise ope-ravelmente acoplado ao gerador de eletricidade, em que a eletricidade pro-veniente do gerador de eletricidade facilita a eletrólise da água presente no tanque de eletrólise para formar hidrogênio e oxigênio, introduzindo o com-bustível proveniente da fonte de combustível para a câmara de combustão, queimando o combustível para criar energia, utilizando a energia para gerar eletricidade usando o gerador de eletricidade e utilizando a eletricidade para realizar a eletrólise da água para formar hidrogênio e oxigênio dentro do tan-que de eletrólise.

Pelo menos em uma modalidade de um processo para a produ-ção de amónia da presente descrição, o processo compreendendo as etapas de fornecer um sistema para a produção de amónia, que compreende uma fonte de hidrogênio acoplada a uma câmara de reação com amónia e uma fonte de ar comprimido acoplada à câmara de reação com amónia, introdu- zindo-se o hidrogênio proveniente da fonte de hidrogênio na câmara de rea-ção com amónia, introduzindo nitrogênio proveniente da fonte de ar compri-mido na câmara de reação com amónia e reagindo o hidrogênio e o nitrogê-nio dentro da câmara de reação com amónia para gerar amónia. Em uma outra modalidade, o sistema para a produção de amónia também compreen-de um tanque de armazenagem acoplado à câmara de reação com amónia para a armazenagem de amónia gerada dentro da câmara de reação com amónia e o processo também compreende a etapa de armazenagem da amónia gerada dentro da câmara de reação com amónia dentro do tanque de armazenagem.

Pelo menos em uma modalidade de um processo para a produ-ção de amónia da presente descrição, o processo compreende as etapas de fornecer um sistema para a produção de amónia, que compreende uma fon te de combustível que contém combustível, a câmara de combustão opera-velmente acoplada à fonte de combustível, a câmara de combustão para queimar o combustível proveniente da fonte de combustível dentro da câma-ra para criar energia, um gerador de eletricidade operavelmente acoplado à câmara de combustão, o gerador de eletricidade podendo ser operado para gerar eletricidade partindo da energia proveniente da câmara de combustão, um tanque de eletrólise operavelmente acoplado ao gerador de eletricidade, em que a eletricidade proveniente do gerador de eletricidade facilita a eletró-lise da água presente dentro do tanque de eletrólise para formar hidrogênio e oxigênio, uma câmara de reação com amónia operavelmente acoplada ao tanque de eletrólise e uma fonte de ar comprimido acoplada à câmara de reação com amónia, introduzindo o combustível proveniente da fonte de combustível para a câmara de combustão, queimando o combustível para criar energia, que utiliza a energia para gerar eletricidade usando o gerador de eletricidade, que utiliza a eletricidade para realizar a eletrólise da água para formar hidrogênio e oxigênio dentro do tanque de eletrólise, introduzin-do o hidrogênio proveniente do tanque de eletrólise na câmara de reação com amónia, introduzindo o nitrogênio proveniente da fonte de ar comprimi-do na câmara de reação com amónia e reagindo o hidrogênio e o nitrogênio dentro da câmara de reação com amónia para gerar amónia.

Pelo menos em uma modalidade de um processo para a produ-ção de amónia anidra que usa etanol como uma fonte de combustível da presente descrição, o processo compreende as etapas de queimar o etanol para criar energia, utilizando a energia para criar eletricidade, utilizando a eletricidade para realizar a eletrólise da água para gerar hidrogênio e oxigê-nio e reagindo o hidrogênio gerado com nitrogênio para formar amónia ani-dra.

Pelo menos em uma modalidade de um processo para a produ-ção de hidrogênio da presente descrição, o processo compreende as etapas de introdução de combustível a uma célula de combustível e a utilização da célula de combustível para gerar hidrogênio. Em uma outra modalidade, o processo também compreende a etapa de reação do hidrogênio gerado com nitrogênio para formar amónia e/ou um fertilizante à base de amónia. Em uma modalidade adicional, o processo também compreende a etapa de utili-zação do hidrogênio gerado como uma fonte de combustível.

Pelo menos em uma modalidade de um sistema para a produção de hidrogênio da presente descrição, o sistema compreende uma fonte de combustível que contém combustível, um gerador de eletricidade opera- velmente acoplado à fonte de combustível, o gerador de eletricidade poden-do ser operado para gerar eletricidade partindo da energia do combustível e uma célula de combustível operavelmente acoplada ao gerador de eletrici-dade, em que a eletricidade proveniente do gerador de eletricidade facilita a ruptura da água presente dentro da célula de combustível para formar hidro-gênio e oxigênio.

Pelo menos em uma modalidade de um processo para a produ-ção de hidrogênio da presente descrição, o processo compreende as etapas de fornecer um sistema para a produção de hidrogênio, que compreende uma fonte de combustível que contém combustível, um gerador de eletrici-dade operavelmente acoplado à fonte de combustível, o gerador de eletrici-dade podendo ser operado para gerar eletricidade proveniente da energia do combustível e uma célula de combustível operavelmente acoplada ao gera-dor de eletricidade, em que a eletricidade proveniente do gerador de eletrici-dade facilita a ruptura da água presente dentro da célula de combustível pa-ra formar hidrogênio e oxigênio, introduzindo o combustível proveniente da fonte de combustível ao gerador de eletricidade para gerar a eletricidade e utilizando a eletricidade para romper a água para forma o hidrogênio e o oxi-gênio dentro da célula de combustível.

Pelo menos em uma modalidade de um sistema para a produção de eletricidade da presente descrição, o sistema compreende uma fonte de hidrogênio acoplada a uma célula de combustível, uma fonte de combustível acoplada à célula de combustível e um tanque de armazenagem acoplado à célula de combustível para armazenar eletricidade gerada dentro da célula de combustível.

Pelo menos em uma modalidade de um processo para a produ- ção de eletricidade da presente descrição, o processo compreende as etapas de fornecimento de um sistema para a produção de eletricidade, que compreende uma fonte de hidrogênio acoplada a uma célula de combustível, uma fonte de combustível acoplada à célula de combustível e um tanque de armazenagem acoplado à célula de combustível para armazenar eletricidade gerada dentro da célula de combustível, introduzindo o hidrogênio proveniente da fonte de hidrogênio na célula de combustível, introduzindo o oxigênio proveniente da fonte de combustível na célula de combustível e operando a célula de combustível para gerar eletricidade.

Pelo menos em uma modalidade de um sistema de negócios da presente descrição, o sistema compreende um sistema de produção de hi-drogênio da presente descrição, em que o sistema de produção de hidrogê-nio é usado para gerar hidrogênio para venda, para uso para gerar fertilizan-te à base de amónia e/ou para usar para gerar eletricidade.

Pelo menos em uma modalidade de um processo para a utiliza-ção de um sistema de negócios da presente descrição, o processo compre-ende as etapas de utilização de dinheiro e/ou de renda para adquirir com-bustível, que usa combustível para gerar hidrogênio que usa um sistema de produção de hidrogênio e uma ou mais das seguintes etapas e/ou subeta- pas: (a) comercialização de hidrogênio para gerar renda e opcionalmente utilização da renda gerada para comprar combustível; (b) uso de hidrogênio para gerar eletricidade e opcionalmente: (i) venda da eletricidade gerada para gerar renda e opcionalmente uso da renda gerada para comprar com-bustível e/ou (ii) uso da eletricidade gerada para movimentar o sistema de produção de hidrogênio; (c) uso de hidrogênio para gerar o fertilizante à ba-se de amónia e opcionalmente: (i) venda do fertilizante à base de a- mônia gerado para obter renda e opcionalmente usar a renda gerada para comprar combustível e/ou (ii) uso do fertilizante gerado à base de amónia para cultivar plantações e opcionalmente: (A) venda das plantações cultivadas para gerar renda e opcionalmente usar a renda gerada para comprar combustível e/ou (B) usar as plantações cultivadas para gerar combustível e opcionalmente usar o combustível gerado para gerar hidrogênio usando o sistema de produção de hidrogênio.

Pelo menos em uma modalidade de um processo para a produ-ção de uréia partindo do milho, o processo compreende as etapas de pro-cessamento de milho para gerar etanol, dióxido de carbono e água servida, queimando o etanol para criar energia, utilizando a energia para criar eletri-cidade usando um gerador de eletricidade, utilizando a eletricidade para a eletrólise de água para formar hidrogênio e oxigênio dentro de um tanque de eletrólise, gerando amónia anidra que usa o hidrogênio e reagindo a amónia anidra com o dióxido de carbono para gerar uréia. Pelo menos em uma mo-dalidade adicional, o processo também compreende a etapa de combinar a uréia com a água servida para gerar fertilizante de nitrogênio. Em uma outra modalidade, o processo também compreende a etapa de utilização do fertili-zante de nitrogênio para cultivar milho adicional.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS figura 1 presenta um fluxograma de pelo menos uma modali-dade de um processo para a produção de hidrogênio de acordo com a pre-sente descrição; figura 2 apresenta um diagrama de pelo menos uma parte de pelo menos uma modalidade de um sistema de produção de hidrogênio de a- cordo com a presente descrição; figura 3 apresenta um diagrama de pelo menos uma parte de outro exemplo de modalidade de um sistema de produção de hidrogênio de acordo com a presente descrição; figura 4 apresenta um diagrama de pelo menos uma parte de pelo menos uma modalidade de um sistema de produção de amónia de acordo com a presente descrição; figura 5 apresenta um fluxograma de pelo menos uma modali-dade de um processo para utilizar uma célula de combustível para gerar hi-drogênio de acordo com a presente descrição; figura 5B apresenta um exemplo de diagrama de pelo menos uma modalidade de um ciclo para uso de milho para gerar vários subprodutos de acordo com a presente descrição; figura 6 apresenta um fluxograma de pelo menos uma modalida-de de um processo para a produção de hidrogênio de acordo com a presente descrição; figura 7 apresenta um diagrama de pelo menos uma parte de pe-lo menos uma modalidade de um sistema de produção de eletricidade de acordo com a presente descrição e figura 8 apresenta um diagrama de um exemplo de modalidade de um sistema de negócio de acordo com a presente descrição que utiliza pelo menos uma modalidade de um sistema de produção de hidrogênio de acordo com a presente descrição.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Sistemas e processos da descrição do presente pedido de pa-tente incluem processos eficientes e sustentáveis para a produção de hidro-gênio, de amónia anidra e de eletricidade e sistemas e/ou subsistemas úteis para facilitar a produção dos mesmos. Para as finalidades de promoção de um entendimento dos princípios da presente descrição, será feita referência agora às modalidades ilustradas nos desenhos e será usada uma linguagem específica para descrever as mesmas. Não obstante será entendido que ne-nhuma limitação do âmbito desta descrição é pretendida neste caso.

Pelo menos em uma modalidade de geração de hidrogênio da presente descrição, é usado etanol como um combustível para gerar hidro-gênio e o hidrogênio gerado é reagido com nitrogênio (ar comprimido) para no final das contas gerar amónia anidra. O uso de etanol derivado de fontes celulósicas e/ou de grãos para produzir amónia anidra pode ser usado pelos agricultores, por exemplo, como um fertilizante para o cultivo de mais milho, demonstrando que a produção de amónia anidra pode ser considerada como parte de um ciclo natural de milho para etanol para amónia de volta para mi-lho. Alternativamente, outras fontes potenciais de combustível incluem, po-rém não estão limitadas a pânico, sorgo e cana-de-açúcar, cada um dos quais, juntamente com o milho, funcionando como uma fonte renovável e sustentável de combustível como descrito no ciclo natural acima. Os sistemas e/ou subsistemas da presente descrição operam eficazmente, por e- xemplo, um estoque de alimentação celulósico e/ou de grão usado como um combustível requer menos etapas de processamento e resulta em menos subprodutos para descarte (sem sulfetos) pois, aqueles estoques de alimen-tação derivam de fontes naturais e renováveis.

O hidrogênio produzido partindo de um ou mais dos sistemas da presente descrição pode ser usado para diversas finalidades, inclusive, po-rém não limitadas à produção de fertilizantes à base de nitrogênio, como um combustível para veículos que utilizam como o combustível hidrogênio, a produção de eletricidade e para qualquer número de outras finalidades que utiliza hidrogênio como um combustível. Pelo menos em uma modalidade, o etanol é usado como um combustível para gerar hidrogênio, que então é usado para preparar amónia anidra.

Pelo menos um processo para a produção de amónia da descri-ção do presente pedido de patente é apresentado na figura 1. Como apre-sentado na figura 1, a etapa 100 envolve o uso de um combustível para gerar eletricidade. A etapa 100 pode ser realizada usando-se, por exemplo, uma aparelhagem para energia como divulgada dentro da Patente U.S. N°. 6.326.703 ou outra aparelhagem conhecida na técnica útil para gerar eletri-cidade proveniente do combustível. A etapa 102, como apresentado na figura 1, envolve o uso da eletricidade gerada durante a etapa 100 para realizar a eletrólise da água (H2O) em suas partes componentes, ou seja, hidrogênio (H2) e oxigênio (O2). Como divulgado neste caso, a geração de hidrogênio pode estar baseada na eletrólise da água dentro de um tanque de eletrólise, a "ruptura" da água usando uma célula de combustível (ou membrana da célula) ou outros mecanismos conhecidos ou desenvolvidos na técnica para a divisão da água em hidrogênio e oxigênio. O hidrogênio gerado pela eletró-lise da água na etapa 102 pode então ser usado, por exemplo, na produção de amónia anidra como apresentado na etapa 104.

Uma modalidade de um exemplo de sistema de produção de hi-drogênio para facilitar a produção de amónia anidra ou útil para produzir hi-drogênio para uma ou mais outras finalidades aqui divulgadas, é apresenta-da na figura 2. Como apresentado na figura 2, o sistema de produção de hidrogênio 300 compreende um tanque de combustível 202 que pode incluir qualquer número de combustíveis que incluem, porém, não estão limitados a, etanol, etanol celulósico, metanol, propano, butano, gasolina, óleo e car-vão mineral. O combustível pode ser bombeado do tanque de combustível 202 para a câmara de combustão 204 usando uma bomba de combustível 206. Em uma modalidade de um sistema de produção de hidrogênio 300 que compreende uma bomba de combustível 206, o combustível seria bombeado do tanque de combustível 202 para a câmara de combustão 204 através dos condutos 208 e 210. Em um exemplo de modalidade de um sistema de pro-dução de hidrogênio 300 que não compreende a bomba de combustível 206, o combustível passaria através dos condutos 208, 210 (ou por um único conduto, quando aplicável) do tanque de combustível 202 para a câmara de combustão 204.

O combustível queimado na câmara de combustão 204 então, facilitaria a geração de eletricidade do gerador de eletricidade 212, por e- xemplo, por rotação de um eixo de turbina 214 ou pelo uso de outro meca-nismo sem ser o eixo da turbina 214 para converter energia (calor ou outra) criada na câmara de combustão 204 em eletricidade do gerador de eletrici-dade 212. Uma corrente elétrica (eletricidade) proveniente do gerador de eletricidade 212 pode então, escoar para o tanque de eletrólise 216 pelo conduto 218, sendo que a eletricidade é usada para decompor a água pre-sente dentro do tanque de eletrólise 216 em hidrogênio gasoso e oxigênio gasoso. O oxigênio gasoso pode ser armazenado no tanque de armazena-gem de oxigênio 220, sendo que o oxigênio proveniente do tanque de eletró-lise 216 é transferido para o tanque de armazenagem de oxigênio 220 atra-vés do conduto 222. O hidrogênio gasoso pode ser armazenado no tanque de armazenagem de hidrogênio 224, sendo que o hidrogênio proveniente do tanque de eletrólise 216 é transferido para o tanque de armazenagem de hidrogênio 224 através do conduto 226. O hidrogênio armazenado dentro do tanque de armazenagem de hidrogênio 224 pode ser usado para qualquer numero de finalidades, inclusive, porém não limitadas, à produção de fertili-zantes à base de nitrogênio, como um combustível para veículos movimen- tados com hidrogênio, para a produção de eletricidade e/ou para outras fina-lidades em que o hidrogênio pode ser útil como um combustível.

O hidrogênio pode então, ser bombeado para um sistema de produção de amónia 400 da bomba de hidrogênio 230 através do conduto 228, sendo que o hidrogênio gasoso pode, por exemplo, entrar na câmara de reação com amónia 56 como apresentado no exemplo de modalidade de um sistema de produção de amónia 400 apresentado na figura 4 (observando-se, por exemplo, que o conduto 228 da figura 2 e o conduto 51 da figura 4 podem ser o mesmo conduto). O hidrogênio pode, por exemplo, ser retirado do tanque de armazenagem de hidrogênio 224 por meio do conduto 232 ou pode ser retirado do tanque de eletrólise 216 pela bomba de hidrogênio 230 através dos condutos 226 e 232 (que podem compreender um único conduto). Os "A" (s) circundados apresentados nas figuras 2, 3, 4 e 6 estão meramente presentes de modo que os vários sistemas e subsistemas apre-sentados nas figuras 2, 3, 4 e 6 podem estar "conectados" entre si por meio de múltiplos desenhos.

Uma modalidade adicional de um exemplo de sistema de produ-ção de hidrogênio 300 para facilitar a produção de amónia de acordo com a descrição do presente pedido de patente é apresentada na figura 3. Como apresentado na figura 3, o sistema de produção de hidrogênio 300 compre-ende uma turbina dupla apresentada como compreendendo uma câmara de combustão 1 quente, turbina com carcaça 1a, câmara de ar comprimido 2, turbina com carcaça 2a, em que a turbina com carcaça 1a está conectada à câmara de ar comprimido 2 pelo eixo da turbina 3. O gerador de corrente contínua 5a está montado no e é acionado pelo eixo da turbina 3. Uma em-breagem elétrica 8 está incorporada ao eixo da turbina 3 entre a câmara de ar comprimido 2 e o gerador de corrente contínua 5a. O conduto 10 conduz ar comprimido, depois da compressão na dita câmara de ar comprimido 2 pela turbina 2a ali, para a câmara de combustão quente 1. O conduto 11 conduz ar ambiente da atmosfera para a câmara de ar comprimido 2 para compressão naquele local.

Além disso, o motor de partida 12 está conectado pelo eixo 13 para o volante 14. Como apresentado em linhas contínuas no desenho, o volante 14 está encaixado com o volante 4 quando o eixo da turbina 3 precisa ser girado para iniciar o movimento de rotação da turbina 1a na câmara de combustão quente 1. Como apresentado em linhas pontilhadas no mesmo desenho, o volante 14 pode ser retirado lateralmente do encaixe com o volante 4 ou então, desencaixado do volante 4 quando foi dada a partida da câmara de combustão quente 1 e esta estiver operando.

Um exemplo de sistema de produção de hidrogênio 300 como apresentado na figura 3 também pode compreender um tanque 15 que con-tenha combustível, que pode incluir quaisquer números de combustíveis que incluam, porém não estejam limitados a, etanol, etanol celulósico, meta-nol, propano, butano, gasolina, óleo e carvão mineral. A bomba de combus-tível e sistema de injeção 16 recebe combustível do tanque 15 através do conduto 17. O sistema de controle do motor 18 recebe combustível da bomba de combustível e do sistema de injeção 16 através do conduto 19. O sub-sistema de combustível 1 (que compreende tanque 15, bomba de combustí-vel e sistema de injeção 16 e sistema de controle do motor 18), em um e- xemplo de modalidade, é projetado para combustível líquido. Se for desejado combustível sólido (carvão mineral, por exemplo), o subsistema de com-bustível I podia ser consequentemente modificado / adaptado. A flexibilidade com o subsistema de combustível I permite que um exemplo de sistema de produção de hidrogênio 300 esteja situado adjacente à sua fonte de combus-tível. Por exemplo, o sistema de produção de hidrogênio 300 podia estar lo-calizado subterrâneo, adjacente a uma fonte de carvão mineral.

O conduto 20 conduz combustível do sistema de controle do mo-tor 18 para a câmara de combustão quente 1. A bateria 21 fornece energia elétrica através da linha 22 para a bomba de combustível e o sistema de in-jeção 16 e através da linha 23 para o sistema de controle do motor 18. A bateria 21 também fornece energia elétrica através da linha 24 para o motor de partida 12. O sistema de ignição 25 é acionado pela bateria 21 através da linha 26. Um isqueiro 27, montado na / sobre a câmara de combustão quente 1, é acionado pelo sistema de ignição 25 através da linha 28. O tanque 29 retém a água que é conduzida para a bomba d’agua 30 através do conduto 31. O conduto 33 conduz a água da bomba d’água 30 para o sistema de controle do motor 32. O tanque de eletrólise 34 recebe a água do sistema de controle do motor 32 através do conduto 36. O tanque de eletrólise 34 recebe corrente contínua do sistema de controle do motor 18 através da linha 35 e realiza eletrólise da água para produzir hidrogênio gasoso que é mantido na câmara acumuladora de hidrogênio 37 e o oxigênio gasoso que é mantido na câmara acumuladora de oxigênio 38. A bateria 21 fornece energia elétrica através da linha 40 para a bomba d’água 30, através da linha 41 para a bomba de oxigênio 39 e através da linha 46 para a bomba de hidrogênio 44. A bomba de oxigênio 39 recebe oxigênio da câmara acumuladora de oxigê-nio 38 através do conduto 42 e bombeia o oxigênio para a câmara de com-bustão quente 1 através do conduto 43.

Um exemplo de sistema de produção de hidrogênio 300 como apresentado na figura 3 também pode compreender uma bomba de hidrogê-nio 44 para receber hidrogênio da câmara acumuladora de hidrogênio 37 através do conduto 45, sendo que a bomba de hidrogênio 44 bombeia hidro-gênio para o sistema de controle 50 através do conduto 49. O sistema de controle 50, em um exemplo de modalidade, determinaria a distribuição de hidrogênio entre a câmara de combustão quente 1 (pelo conduto 47), em que o hidrogênio é queimado para produzir eletricidade para movimentar um exemplo de sistema de produção de hidrogênio 300 e para um exemplo de sistema de produção de amónia 400 (citado com mais detalhe neste caso), sendo que parte ou todo o hidrogênio proveniente do sistema de controle 50 era consumido para produzir amónia. O sistema de controle 50, de acordo com o que se disse acima, seria configurado para otimizar a distribuição de hidrogênio entre a câmara de combustão quente 1 do sistema de produção de hidrogênio 300 e o sistema de produção de amónia 400. Em um exemplo de aparelhagem para energia conhecido na técnica, a saber, a aparelhagem divulgada na Patente U.S. N°. 6.326.703, a bomba de hidrogênio 44 bombeia hidrogênio para a câmara de combustão quente 1 através do conduto 47 e não bombeia hidrogênio para qualquer outra aparelhagem e/ou parte de uma aparelhagem da aparelhagem para energia divulgada dentro da patente mencionada acima.

Várias conexões ligadas a terra, apresentadas, porém, não iden-tificadas por numerais, são fornecidas e são assim bem conhecidas nas artes elétricas pois não requerem descrição adicional.

A operação do exemplo de sistema de produção de hidrogênio 300 apresentado na figura 3 é descrito como a seguir. Pelo menos em um exemplo de modalidade, o combustível proveniente do tanque 15 é conduzi-do para a bomba de combustível e para o sistema de injeção 16, assim para o sistema de controle do motor 18 e finalmente para a câmara de combustão quente 1, que é alimentada com ar comprimido através do conduto 10. A bateria 21 opera a partida do motor 12 e, com o volante 14 encaixado, como apresentado nas linhas cheias, com o volante 4, gira em torno do eixo da turbina 3 que opera a câmara de combustão quente 1 e a câmara de ar comprimido 2 pela rotação em torno das turbinas 1a e 2a naquele local. A bateria 21 fornece energia ao sistema de ignição 25 que fornece energia ao isqueiro 27 em/sobre a câmara de combustão quente 1. Desta maneira, o combustível é inflamado, inicialmente queimando com ar comprimido na dita câmara de combustão quente 1 e dá partida na câmara de combustão quente 1 que opera por rotação da turbina 1a naquele local.

A água proveniente do tanque 29 é então, alimentada pela bom-ba d’água 30 para o sistema de controle do motor 32 e desse modo para o tanque de eletrólise 34. O gerador de corrente contínua 5a, montado no eixo da turbina 3, é obrigada a girar e assim alimenta uma corrente elétrica através do sistema de controle do motor 18 para o tanque de eletrólise 34 que, sob a influência da corrente contínua, decompõe a água em hidrogênio gasoso e oxigênio gasoso. Estes gases são introduzidos por meio da bomba de oxigênio 39 para a câmara de combustão quente 1 e por meio da bomba de hidrogênio 44 para o sistema de controle 50, sendo que o sistema de controle 50 distribui uma parte de hidrogênio para o sistema de produção de amónia 400 e uma parte de hidrogênio para a câmara de combustão quente 1 do sistema de produção de hidrogênio 300. A chama do combustível faz com que o hidrogênio gasoso queime no oxigênio gasoso, tal combustão altamente eficiente do hidrogênio gasoso no oxigênio gasoso gerando produtos gasosos de combustão que operam a turbina 1a na câmara de combustão quente 1. Será evidente que a taxa de introdução de combustível e de hidrogênio e de oxigênio gasoso na câmara de combustão quente 1 pode ser regulada e controlada pelo sistema de controle dos motores 18 e 32, para resultar no nível desejado de energia produzido pela câmara de combustão quente 1 e assim para controlar o nível de saída de eletricidade do gerador de corrente contínua 5a. Será também evidente que, com a combustão do hidrogênio gasoso no oxigênio gasoso na câmara de combustão quente 1, a taxa de alimentação de combustível pode ser reduzida acima daquela inicialmente requerida para dar partida na operação.

A figura 4 apresenta um exemplo de modalidade de sistema de produção de amónia 400 em associação com o exemplo de modalidade de um sistema de produção de hidrogênio 300 apresentado na figura 3. Como apresentado na figura 4, o sistema de produção de amónia 400 compreende o conduto 51 para permitir que o hidrogênio proveniente de um sistema de produção de hidrogênio 300 (citado geralmente como uma "fonte de hidro-gênio") para entrar na câmara de reação com amónia 56 para facilitar a pro-dução de amónia, inclusive, porém não limitada à produção de amónia ani-dra. O sistema de produção de amónia 400 também compreende uma fonte de ar comprimido 52, a dita fonte de ar comprimido 52 contendo ar, que tipi-camente compreende aproximadamente 78 % de nitrogênio (N2), 21 % de oxigênio (O2) e 1 % de outros gases. O ar proveniente da fonte de ar com-primido 52 escoaria para o sistema de controle 53 por meio do conduto 54, em que o sistema de controle 53 seria configurado para otimizar a introdução de ar (inclusive nitrogênio) na câmara de reação com amónia 56 através do conduto 55. A câmara de reação com amónia 56 pode ser configurada para otimizar a produção de amónia, por exemplo, sendo responsável pelo aumento de pressão, de temperatura e pela introdução de um ou mais cata-lisadores como citado neste caso. A amónia criada dentro da câmara de re-ação com amónia 56 pode opcionalmente ser armazenada no tanque de ar- mazenagem de amónia 57 e pode escoar da câmara de reação com amónia 56 para o tanque de armazenagem de amónia 57 através do conduto 58.

A modalidade do sistema de produção de amónia 400 apresen-tada na figura 4 é um exemplo de modalidade de um sistema de produção de amónia 400 da presente descrição e não se pretende que seja única mo-dalidade possível de um sistema de produção de amónia 400. Por exemplo, um exemplo de sistema de produção de amónia 400 pode compreender sis-temas de controle adicionais para regular o fluxo de hidrogênio e/ou de ni-trogênio de suas respectivas fontes para a câmara de reação com amónia 56.

Pelo menos um processo para a produção de hidrogênio da descrição do presente pedido de patente é apresentado na figura 5a. Como apresentado na figura 5a, a etapa 500 envolve a introdução de um combus-tível para uma célula de combustível. Um exemplo de combustível pode ser como descrito neste caso e pode compreender combustível proveniente de fontes celulósicas e/ou de grãos. Uma célula de combustível, como citada dentro do presente pedido de patente, operaria pelo menos em uma modali-dade para "romper" a água em hidrogênio e oxigênio, reconhecendo que qualquer número de células de combustível conhecidas na técnica ou cria-das na técnica que podem ser operadas para gerar hidrogênio de um com-bustível podiam ser úteis para a realização de um ou mais processos do presente pedido de patente. A etapa 502 envolve o uso de uma célula de combustível, como citado neste caso, para gerar hidrogênio, que pode incluir, porém não está limitado ao uso de etanol como um combustível para gerar hidrogênio pelo rompimento da água em seus componentes hidrogênio e oxigênio. A etapa 504 envolve o uso do hidrogênio gerado na etapa 502 por qualquer número de finalidades, inclusive, porém não limitadas à produção de amónia (como descrito, por exemplo, na figura 4), a produção de qualquer número de outros fertilizantes à base de nitrogênio, como uma fonte de combustível para veículos e/ou quaisquer outros usos para hidrogênio como um combustível e/ou como um reagente conhecido na técnica ou criado na técnica. Exemplos de fertilizantes à base de nitrogênio incluem, porém não estão limitados a, amónia anidra, uréia, nitrato de amónio, URAN 32 (ou UAN 32), uréia formaldeído, sulfato de amónio, fosfato de diamônio, fosfato de monoamônio, nitrato de cálcio, nitrato de potássio, tiossulfato de amónio, nitrato de amónio e uréia e nitrato de amónio e cálcio.

A uréia, um exemplo de fertilizante à base de nitrogênio, também pode ser preparada de acordo com a presente descrição por uso de dióxido de carbono (CO2) gerado durante a produção de etanol. Como citado neste caso de modo geral, o etanol é pelo menos uma fonte de combustível po-dendo ser derivada de milho. Durante o processo de produção de etanol par-tindo do milho, são gerados CO2 e água servida como um subproduto da reação. Portanto, e pelo menos em uma modalidade de um exemplo de sis-tema de produção de hidrogênio da presente descrição, o sistema compre-ende a conversão de milho para produzir, pelo menos, etanol, CO2 e água servida, sendo que o etanol pode ser usado como um exemplo de fonte de combustível como citado neste caso de modo geral e o CO2 pode ser usado para produzir uréia e a água servida pode ser usada para qualquer número de fertilizantes líquidos de nitrogênio.

A produção de uréia (NH2CONH2), pelo menos em uma modali-dade, pode compreender combinar o suproduto CO2 proveniente da produ-ção de etanol com amónia para criar uréia usando o processo em duas eta-pas que possui um intermediário carbamato de amónio (NH2COONH4):

Além disso, e como citado acima, a produção de etanol partindo de milho também gera um subproduto de água servida, que compreende nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K). A água servida, pelo menos em uma modalidade, pode então, ser reagida com uréia para gerar qualquer número de fertilizantes líquidos, inclusive, porém não limitados a, um fertilizante líquido 28-0-0. Tais fertilizantes podem então, ser reutilizados por agricultores para cultivar mais plantações, inclusive milho, em vez da água ser- vida entre canais e rios. Um exemplo de um diagrama abrangente que apre-senta o ciclo de utilização de milho para produzir os produtos mencionados acima é apresentado na figura 5B e é incluído como um exemplo de ciclo que conecta os vários produtos e processos divulgados dentro do presente pedido de patente.

Uma modalidade adicional de um exemplo de sistema de produ-ção de hidrogênio de acordo com a descrição do presente pedido de patente é apresentada na figura 6. Como apresentado na figura 6, o sistema de pro-dução de hidrogênio 300 compreende o tanque de combustível 202 que po-de incluir qualquer número de combustíveis inclusive, porém não limitados a, etanol, etanol celulósico, metanol, propano, butano, gasolina, óleo e carvão mineral. O combustível pode ser bombeado do tanque de combustível 202 para o gerador de eletricidade 212 usando a bomba de combustível 206. Em uma modalidade de um sistema de produção de hidrogênio 300 que com-preende a bomba de combustível 206, o combustível seria bombeado do tanque de combustível 202 para o gerador de eletricidade 212 através dos condutos 208 e 210. Em um exemplo de modalidade de um sistema de pro-dução de hidrogênio 300 que não compreende a bomba de combustível 206, o combustível passaria através dos condutos 208, 210 (ou de um único con-duto, como aplicável) do tanque de combustível 202 para o gerador de ele-tricidade 212.

O gerador de eletricidade 212, em um exemplo de modalidade, usaria combustível do tanque de combustível 202 para gerar eletricidade usando qualquer número de mecanismos conhecidos na técnica para gerar eletricidade proveniente do combustível. Uma corrente elétrica (eletricidade) proveniente do gerador de eletricidade 212 pode então, escoar para a célula de combustível 600 pelo conduto 218, sendo que a eletricidade é usada pela célula de combustível 600 para "romper" a água presente dentro da célula de combustível 600 em hidrogênio gasoso e oxigênio gasoso. Como citado neste caso, a "célula de combustível" pode compreender qualquer número de células de combustível e/ou de membranas de combustível conhecidas ou desenvolvidas na técnica que podem ser operadas para "romper" a água em hidrogênio e oxigênio. O oxigênio gasoso pode ser armazenado no tan-que de armazenagem de oxigênio 220, sendo que o oxigênio proveniente da célula de combustível 600 é transferido para o tanque de armazenagem de oxigênio 220 através do conduto 222. O hidrogênio gasoso pode ser arma-zenado no tanque de armazenagem de hidrogênio 224, sendo que o hidro-gênio proveniente da célula de combustível 600 é transferido para o tanque de armazenagem de oxigênio 224 através do conduto 226.

O hidrogênio pode então ser bombeado, por exemplo, em um sistema de produção de amónia 400 da bomba de hidrogênio 230 através do conduto 228, sendo que o hidrogênio gasoso pode, por exemplo, entrar na câmara de reação com amónia 56 como apresentado no exemplo de moda-lidade de um sistema de produção de amónia 400 apresentado na figura 4 (observando-se, por exemplo, que o conduto 228 da figura 1 e o conduto 51 da figura 4 podem ser o mesmo conduto). O hidrogênio pode, por exemplo, ser retirado do tanque de armazenagem de hidrogênio 224 por meio do con-duto 232 ou pode ser retirado diretamente do tanque de eletrólise 216 pela bomba de hidrogênio 230 através dos condutos 226 e 232 (que podem com-preender um único conduto).

A figura 7 apresenta um exemplo de modalidade de um sistema gerador de eletricidade 700 da descrição do presente pedido de patente u- sando, por exemplo, o hidrogênio produzido por um sistema de produção de hidrogênio 700 da presente descrição. Como apresentado na figura 7 o sis-tema de geração de eletricidade 700 compreende o conduto 702 para permitir que o hidrogênio proveniente de um sistema de produção de hidrogênio 300 (denominado de modo geral como uma "fonte de hidrogênio") entre de-finitivamente na célula de combustível 600 para facilitar a produção de eletri-cidade. O sistema de geração de eletricidade 700 também pode compreender um sistema de controle 704 operavelmente acoplado entre a fonte de hidrogênio e a célula de combustível 600, em que o sistema de controle 704 fosse configurado para otimizar a introdução de hidrogênio na célula de combustível 600 através do conduto 706.

Um exemplo de sistema de produção de hidrogênio 700 da pre- sente descrição também compreende uma fonte de combustível 708 que pode compreender, porém não está limitado a, uma fonte de oxigênio comprimido, ar comprimido ou um mecanismo para a introdução de oxigênio, ar ou de uma outra mistura gasosa que contenha oxigênio, na célula de combustível 600. O oxigênio proveniente da fonte de combustível 708 pode fluir para o sistema de controle 710 via conduto 712, em que o sistema de controle 710 seria configurado para otimizar a introdução de oxigênio na célula de combustível 600 através do conduto 714. A eletricidade gerada pela célula de combustível 600 pode ser armazenada em uma unidade de armazenagem de eletricidade 716 por meio do conduto 718 da célula de combustível 600. A eletricidade pode ser usada da célula de combustível 600 e/ou da unidade de armazenagem de eletricidade 716, seja diretamente ou por um ou mais outros mecanismos acoplados, para qualquer número de finalidades conhecidas ou criadas na técnica, inclusive, porém não limitadas àquelas finalidades que possam utilizar eletricidade, inclusive a operação de energia de lares e de prédios, operando vários motores e/ou mecanismos, inclusive motores para veículos e operar sistemas de geração de energia.

Além do que se viu anteriormente, o hidrogênio gerado por um ou mais sistemas de geração de hidrogênio 300 da descrição do presente pedido de patente pode ser armazenado em um ou mais tanques de arma-zenagem e/ou comercializado em um estabelecimento comercial para qual-quer número de finalidades. Por exemplo, o hidrogênio pode ser gerado utili-zando-se um exemplo de sistema de produção de hidrogênio 300 da presen-te descrição e pode ser comercializado para terceiros, podendo ser usada a taxa, por exemplo, para facilitar a compra de combustível adicional para gerar mais hidrogênio. O hidrogênio pode, por exemplo, ser usado por um comprador de hidrogênio como um combustível, por exemplo, para gerar calor.

Considerando-se o exemplo de sistemas de produção de hidro-gênio 300, os sistemas de produção de amónia 400 e/ou os sistemas de produção de eletricidade 700 da presente descrição, aqueles sistemas tam-bém podem compreender um ou mais mecanismos de controle operavel- mente acoplados entre os vários componentes dos sistemas para o controle do fluxo de combustível, energia, eletricidade, hidrogênio, oxigênio e/ou a- mônia, como aplicável, entre um componente para um outro componente. Além disso, o exemplo de sistemas de produção de hidrogênio 300, dos sis-temas de produção de amónia 400 e/ou dos sistemas de produção de eletri-cidade 700 da presente descrição também podem compreender um ou mais condutos operavelmente acoplados entre os vários componentes dos siste-mas para permitir o fluxo de combustível, energia, eletricidade, hidrogênio, oxigênio e/ou amónia, como podem ser aplicados entre um componente para um outro componente.

Além disso, o exemplo de sistemas de produção de hidrogênio 300, os sistemas de produção de amónia 400 e/ou os sistemas de produção de eletricidade 700 da presente descrição pode ser operavelmente acoplado ao outro em qualquer número de configurações. Por exemplo, um exemplo de sistema de produção de hidrogênio 300 da presente descrição que utiliza uma célula de combustível / membrana que usa eletricidade para gerar hi-drogênio pode ser usado em conexão com um exemplo de sistema de pro-dução de eletricidade 700 da presente descrição usando um diferente tipo de célula de combustível / membrana que usa hidrogênio e oxigênio para gerar eletricidade.

Os vários sistemas da descrição do presente pedido de patente podem, por exemplo, ser usados em um estabelecimento comercial como divulgado no exemplo de sistema de negócios apresentado na figura 8. Co-mo demonstrado no exemplo de modalidade apresentado na figura 8, o sis-tema comercial 800 compreende a etapa 802, em que dinheiro (e/ou a renda gerada pelo sistema de negócios 800) é usado para comprar combustível para uso, por exemplo, com um exemplo de sistema de produção de hidro-gênio 300 da presente descrição. Na etapa 804, o combustível comprado na etapa 802 pode ser usado para gerar hidrogênio utilizando-se, por exemplo, um exemplo de sistema de produção de hidrogênio 300 da presente descri-ção. O hidrogênio produzido na etapa 804 pode ser vendido, como apresen-tado na etapa 806, para gerar renda. A renda gerada na etapa 806 pode ser usada, por exemplo, para comprar combustível como apresentado na etapa 802.

O hidrogênio gerado na etapa 804 também pode ser usado para gerar eletricidade como apresentado na etapa 808. A eletricidade gerada na etapa 808 pode, por exemplo, ser vendida para gerar renda como apresen-tado na etapa 810 e a renda gerada na etapa 810 pode ser usada, por e- xemplo, para comprar combustível como apresentado na etapa 802. Além disso, a eletricidade gerada na etapa 808 pode, por exemplo, ser usada para movimentar um ou mais sistemas de produção da presente descrição como apresentado na etapa 812.

Além do que se viu anteriormente, o hidrogênio gerado na etapa 804 também pode ser usado para gerar fertilizante à base de amónia como apresentado na etapa 814. O fertilizante à base de amónia gerado na etapa 814 pode, por exemplo, ser vendido para gerar renda como apresentado na etapa 816 e a renda gerada na etapa 816 pode ser usada, por exemplo, para comprar combustível como apresentado na etapa 802. O fertilizante à base de amónia gerado na etapa 814 pode também, por exemplo, ser usado para o cultivo de plantações como apresentado na etapa 816. As plantações podem então, ser usadas, como apresentado pela etapa 818, para gerar combustível, que pode então ser usado para gerar hidrogênio de acordo com a etapa 804. As plantações geradas na etapa 816 podem, por exemplo, ser vendidas para gerar renda como apresentado na etapa 820 e a renda gerada na etapa 820 pode ser usada, por exemplo, para comprar combustível como apresentado na etapa 802. O exemplo de sistema de negócios 800 apresentado na figura 8 é um único exemplo de sistema de negócios 800 considerado pela presente descrição, reconhecendo que, por exemplo, uma ou mais etapas apresentadas na figura 8 podem ser omitidas e/ou usadas diferentemente do que como divulgado. Por exemplo, o combustível gerado na etapa 818 também pode ser vendido para gerar renda ou o combustível pode ser usado para finalidades que não sejam para gerar hidrogênio adicional.

Embora tenham sido descritas aqui várias modalidades de sis temas, de subsistemas e de processos para a produção de hidrogênio, de fertilizantes à base de nitrogênio, de eletricidade e de renda usando-se estoques de alimentação celulósicos e/ou de grão em detalhe considerável, as modalidades são meramente oferecidas por meio de exemplos não limitativos da descrição aqui descrita. Será, portanto, entendido que podem ser feitas várias mudanças e modificações e equivalentes podem ser usados no lugar dos elementos das mesmas, sem sair do âmbito da descrição. Evidentemente, não se pretende que esta descrição seja completa ou para limitar o âmbito da descrição.

Além disso, na descrição de modalidades representativas, a descrição pode ter apresentado um método e/ou um processo como uma sequência especial de etapas. No entanto, até o ponto em que o método ou o processo não se baseie na ordem em particular das etapas aqui apresen-tadas, o método ou o processo não precisaria ser limitado à sequência es-pecial de etapas descritas. Outras sequências de etapas podem ser possí-veis. Portanto, a ordem em particular das etapas aqui divulgadas não preci-sariam ser consideradas como limitações da presente descrição. Além disso, a descrição dirigida a um método e/ou a um processo não precisaria ser limi-tada ao desempenho de suas etapas na ordem escrita. Tais sequências po-dem ser variadas e ainda permanecer dentro do âmbito da presente descri-ção.

Claims

1. Sistema para a produção de amónia anidra, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: uma fonte de hidrogênio acoplada a uma câmara de reação com amónia; uma fonte de ar comprimido acoplada à câmara de reação com amónia; e um tanque de armazenagem acoplado à câmara de reação com amónia para armazenar a amónia gerada dentro da câmara de reação com amónia.

2. Sistema, de acordo com a revindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende um sistema de controle operavelmente acoplado à fonte de hidrogênio e a câmara de reação com amónia, o sistema de controle podendo ser operado para regular o fluxo de hidrogênio proveniente da fonte de hidrogênio para a câmara de reação com amónia.

3. Sistema, de acordo com a revindicação 1, caracterizado pelo fato de que também compreende um sistema de controle operavelmente acoplado à fonte de ar comprimido e à câmara de reação com amónia, o sistema de controle podendo ser operado para regular o fluxo de ar comprimido proveniente da fonte de ar comprimido para a câmara de reação com amónia.

4. Sistema, de acordo com a revindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de ar comprimido contém ar comprimido que compreende nitrogênio.

5. Sistema, de acordo com a revindicação 1, caracterizado pelo fato de que hidrogênio proveniente da fonte de hidrogênio pode reagir com nitrogênio proveniente da fonte de ar comprimido para formar amónia dentro da câmara de reação com amónia.

6. Sistema, de acordo com a revindicação 5, caracterizado pelo fato de que a amónia compreende amónia anidra.

7. Sistema, de acordo com a revindicação 5, caracterizado pelo fato de que as reações dentro da câmara de reação com amónia são catalisadas usando um ou mais catalisadores.

8. Sistema, de acordo com a revindicação 1, caracterizado pelo fato de que as reações dentro da câmara de reação com amónia podem ser realizadas a uma pressão mais alta do que 1 atm.

9. Sistema, de acordo com a revindicação 1, caracterizado pelo fato de que as reações dentro da câmara de reação com amónia podem ser realizadas a uma temperatura mais alta do que 30 °C.

10. Sistema, de acordo com a revindicação 1, caracterizado pelo fato de que as reações dentro da câmara de reação com amónia podem ser realizadas a uma pressão de entre 150 atm e 250 atm, a uma temperatura entre 300 °C e 550 °C, e usando-se óxido de ferro como um catalisador.

11. Sistema para a produção de amónia que usa um combustível sem ser gás natural, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: uma fonte de combustível contendo combustível; uma câmara de combustão operavelmente acoplada à fonte de combustível, a câmara de combustão para queimar o combustível proveniente da fonte de combustível naquele local para criar energia; um gerador de eletricidade operavelmente acoplado à câmara de combustão, o gerador de eletricidade podendo ser operado para gerar eletricidade a partir da energia proveniente da câmara de combustão; um tanque de eletrólise operavelmente acoplado ao gerador de eletricidade, onde a eletricidade proveniente do gerador de eletricidade facilita a eletrólise da água presente dentro do tanque de eletrólise para formar hidrogênio e oxigênio; uma câmara de reação com amónia operavelmente acoplada ao tanque de eletrólise; e uma fonte de ar comprimido acoplada à câmara de reação com amónia; onde o hidrogênio pode reagir com nitrogênio proveniente da fonte de ar comprimido para formar amónia dentro da câmara de reação com amónia.

12. Processo para a produção de amónia, o processo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: fornecer um sistema para a produção de amónia, que compre- ende: uma fonte de hidrogênio acoplada a uma câmara de reação com amónia; e uma fonte de ar comprimido acoplada à câmara de reação com amónia; introduzir hidrogênio proveniente da fonte de hidrogênio na câmara de reação com amónia; introduzir nitrogênio proveniente da fonte de ar comprimido na câmara de reação com amónia; e reagir o hidrogênio e o nitrogênio dentro da câmara de reação com amónia para gerar amónia.

13. Processo, de acordo com a revindicação 12, caracterizado pelo fato de que o sistema para a produção de amónia também compreende um tanque de armazenagem acoplado à câmara de reação com amónia para armazenar a amónia gerada dentro da câmara de reação com amónia e onde o processo também compreende a etapa de armazenagem da amónia gerada dentro da câmara de reação com amónia dentro do tanque de armazenagem.

14. Processo para a produção de amónia, o processo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: fornecer um sistema para a produção de amónia, que compreende: uma fonte de combustível que contém combustível; uma câmara de combustão operavelmente acoplada à fonte de combustível, a câmara de combustão para queimar o combustível proveniente da fonte de combustível ali localizada para criar energia; um gerador de eletricidade operavelmente acoplado à câmara de combustão, o gerador de eletricidade podendo ser operado para gerar eletricidade da energia proveniente da câmara de combustão; um tanque de eletrólise operavelmente acoplado ao gerador de eletricidade, em que a eletricidade proveniente do gerador de eletricidade facilita a eletrólise da água presente dentro do tanque de eletrólise para formar hidrogênio e oxigênio; uma câmara de reação com amónia operavelmente acoplada ao tanque de eletrólise; e uma fonte de ar comprimido acoplada à câmara de reação com amónia; introdução do combustível proveniente da fonte de combustível na câmara de combustão; queima do combustível para criar energia; utilização da energia para gerar eletricidade usando o gerador de eletricidade; utilização da eletricidade para eletrolisar a água para formar hidrogênio e oxigênio dentro do tanque de eletrólise; introdução do hidrogênio proveniente do tanque de eletrólise para a câmara de reação com amónia; introdução do nitrogênio proveniente da fonte de ar comprimido na câmara de reação com amónia; e reação do hidrogênio e do nitrogênio dentro da câmara de reação com amónia para gerar amónia.

15. Processo para a produção de amónia anidra que usa etanol como uma fonte de combustível, o processo caracterizado pelo fato de que compreender as etapas de: queima de etanol para criar energia; utilização da energia para criar eletricidade; utilização da eletricidade para eletrolisar a água para gerar hi-drogênio e oxigênio; e reação do hidrogênio gerado com nitrogênio para formar amónia anidra.

16. Sistema para a produção de eletricidade, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: uma fonte de hidrogênio acoplada a uma célula de combustível; uma fonte de oxigênio acoplada à célula de combustível; e um tanque de armazenagem acoplado à célula de combustível para armazenar eletricidade gerada dentro da célula de combustível.

17. Processo para a produção de eletricidade, o processo carac- terizado pelo fato de que compreende as etapas de: fornecer um sistema para a produção de eletricidade, compreendendo: uma fonte de hidrogênio acoplada a uma célula de combustível; uma fonte de oxigênio acoplada à célula de combustível; e um tanque de armazenagem acoplado à célula de combustível para armazenar eletricidade gerada dentro da célula de combustível; introdução do hidrogênio proveniente da fonte de hidrogênio à célula de combustível; introdução do oxigênio proveniente da fonte de oxigênio à célula de combustível; e operação da célula de combustível para gerar eletricidade.

18. Processo para a produção de ureia partindo de milho, o processo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: processar o milho para gerar etanol, dióxido de carbono e água servida; queima do etanol para criar energia; utilização da energia para criar eletricidade usando um gerador de eletricidade; utilização da eletricidade para eletrolisar a água para formar hidrogênio e oxigênio dentro de um tanque de eletrólise; geração de amónia anidra usando o hidrogênio e reagindo a amónia anidra com o dióxido de carbono para gerar ureia.

19. Processo de acordo com a revindicação 18, caracterizado pelo fato de que também compreende a etapa de combinar a ureia com a água servida para gerar fertilizante de nitrogênio.

20. Processo de acordo com a revindicação 18, caracterizado pelo fato de que também compreende a etapa de usar o fertilizante de nitrogênio para cultivar milho adicional.