ES1284229U - Hydrogen and energy transport system (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Sistema de transporte de energía e hidrógenoEnergy and hydrogen transportation system
Campo de la invenciónfield of invention
En sistemas de transporte de energía y trasvase del gas hidrógeno. El hidrógeno se utiliza para generar electricidad, y en las refinerías de petróleo en tareas de eliminación de las impurezas, tales como el azufre y olefinas, a partir del petróleo crudo. La eliminación de estas impurezas produce gasolina y diésel menos contaminantes, que es el requisito fundamental para los modernos motores de combustión interna, permitiendo reducir las emisiones en los vehículos.In energy transport systems and transfer of hydrogen gas. Hydrogen is used to generate electricity, and in oil refineries to remove impurities, such as sulfur and olefins, from crude oil. The removal of these impurities produces less polluting gasoline and diesel, which is the fundamental requirement for modern internal combustion engines, allowing vehicle emissions to be reduced.
Estado de la técnicaState of the art
Los sistemas de transporte y trasvase de hidrógeno son complicados, costosos, peligrosos y/o poco efectivos. Igualmente ocurre con el transporte de la energía eléctrica. Con la presente invención se pueden solucionar dichos problemas de un modo sencillo y económico.Hydrogen transportation and transfer systems are complicated, costly, dangerous and/or ineffective. The same happens with the transport of electrical energy. With the present invention these problems can be solved in a simple and economical way.
Objetivo de la invención.Purpose of the invention.
Usar un sistema útil, práctico, económico, sencillo, seguro y sin fugas para trasvase del gas hidrógeno.Use a useful, practical, economical, simple, safe and leak-free system for the transfer of hydrogen gas.
Transportar el hidrógeno mediante conductos a largas distancias, sin pérdidas y económicamente.Transport hydrogen through pipelines over long distances, without losses and economically.
Poder sustituir el transporte de energía eléctrica por el de gas hidrógeno utilizando gaseoductos.To be able to substitute the transport of electrical energy for that of hydrogen gas using gas pipelines.
Poder reutilizar los gaseoductos u oleoductos actuales para el trasvase del hidrógeno.To be able to reuse the current gas or oil pipelines for the transfer of hydrogen.
Aprovechar la energía renovable transformada en hidrógeno verde, en especial la obtenida por fotoelectrólisis, utilizando óxidos y sulfuros de metales de transición. Donde unas celdas fotoelectroquímicas transforman la radiación solar en electricidad a través de ánodos y cátodos fotoactivos. Se trata de semiconductores capaces de absorber la radiación solar y promover espontáneamente una corriente eléctrica que circula desde el ánodo hacia el cátodo, permitiendo que moléculas de agua se rompan en la superficie del ánodo, formando oxígeno y protones, los cuales viajan a través del electrolito hacia el cátodo para formar hidrógeno.Take advantage of renewable energy transformed into green hydrogen, especially that obtained by photoelectrolysis , using transition metal oxides and sulphides. Where photoelectrochemical cells transform solar radiation into electricity through photoactive anodes and cathodes. These are semiconductors capable of absorbing solar radiation and spontaneously promoting an electric current that circulates from the anode to the cathode, allowing water molecules to break on the anode surface, forming oxygen and protons, which travel through the electrolyte. toward the cathode to form hydrogen.
En el destino el hidrógeno se puede utilizar para producir electricidad con pilas de combustible. El hidrógeno se puede transportar e incluso almacenar en recipientes o conductos de doble pared, entre las cuales se utiliza nitrógeno o un gas noble o inerte presurizado a mayor presión que la interna del hidrógeno. De ese modo actúa de barrera evitando que el hidrógeno se escape.At the destination the hydrogen can be used to produce electricity with fuel cells. Hydrogen can be transported and even stored in double-walled containers or conduits, between which nitrogen or a noble or inert gas pressurized at a higher pressure than the internal pressure of hydrogen is used. In this way it acts as a barrier preventing hydrogen from escaping.
Problema a resolver.Problem to solve.
El gas hidrógeno presenta gran dificultad en su almacenaje y transporte. Se producen fugas por el reducido tamaño de la molécula de hidrógeno y por la gran presión diferencial que existe a través de la cubierta del recipiente. No existiendo ningún material impermeable que evite la fuga del hidrógeno entre sus moléculas. Con el presente sistema se soluciona dicho problema, pudiéndose trasvasarlo a largas distancias, como gas, mediante gaseoductos más económicos, menos pesados y sin fugas. El transporte de la energía eléctrica es caro y poco eficiente, tiene muchas pérdidas, con el sistema de trasvase propuesto se puede solventar el problema. Por todo lo anterior este sistema es muy ecológico, en especial si es hidrógeno verde que se obtiene con energías renovables.Hydrogen gas presents great difficulty in its storage and transportation. Leakage occurs because of the small size of the hydrogen molecule and because of the large differential pressure that exists across the vessel shell. There is no waterproof material that prevents the leakage of hydrogen between its molecules. With the present system this problem is solved, being able to transfer it over long distances, as gas, by means of cheaper gas pipelines, less heavy and without leaks. The transport of electrical energy is expensive and inefficient, it has many losses, with the proposed transfer system the problem can be solved. For all of the above, this system is very ecological, especially if it is green hydrogen that is obtained with renewable energies.
El sistema de transporte de energía e hidrógeno, utilizando unos conductos para su trasvase y unos recipientes para su almacenamiento, utilizando unos conductos en cuyo interior el hidrógeno discurre con una presión inferior a la atmosférica, lo cual se realiza automáticamente succionando con unas bombas, turbinas o ventiladores aplicados en el extremo de extracción del conducto, los cuales son accionados con motores eléctricos y los conductos o recipientes tiene doble pared. Para facilitar la circulación se pueden añadir bombas, turbinas, etc., succionadoras e impulsoras intermedias a lo largo del conducto.The energy and hydrogen transport system, using conduits for its transfer and containers for its storage, using conduits inside which the hydrogen flows with a pressure lower than atmospheric pressure, which is done automatically by sucking with pumps, turbines or fans applied at the extraction end of the duct, which are driven by electric motors and the ducts or containers have double walls. To facilitate circulation, intermediate pumps, turbines, etc., suckers and impellers can be added along the duct.
Al ser inferior la presión interna del hidrógeno, este no trata o no es forzado a salir del mismo. La pared no permite que el oxígeno se introduzca y se mezcle con el hidrógeno, el cual se encuentra a una menor presión. Opcionalmente sus paredes interiores e incluso las exteriores se pueden recubrir con una capa aislante adicional.As the internal pressure of hydrogen is lower, it does not treat or is not forced out of it. The wall does not allow oxygen to enter and mix with hydrogen, which is at a lower pressure. Optionally, its interior walls and even the exterior ones can be covered with an additional insulating layer.
Los recipientes y conductos de doble pared, presentan entre ambas una cámara la cual se rellena de nitrógeno, un gas noble o aceite mineral a una presión superior a la que se quiera trasvasar o almacenar el hidrógeno. Las paredes se pueden mantener separadas mediante unos flejes separadores.Double-walled containers and ducts have a chamber between them which is filled with nitrogen, a noble gas or mineral oil at a pressure higher than the one you want to transfer or store the hydrogen. The walls can be kept apart by separating straps.
Se pueden usar infinidad de gaseoductos u oleoductos que actualmente están en desuso, o a los que se podría cambiar su utilización actual. Servirían para el transporte del hidrógeno, de energía y simultáneamente, debido a que se trata de grandes canalizaciones o conductos, para su almacenamiento hasta su uso posterior.You can use countless gas or oil pipelines that are currently in disuse, or whose current use could be changed. They would serve for the transport of hydrogen, energy and simultaneously, due to the fact that they are large pipes or conduits, for its storage until later use.
El transporte de energía utilizando los gaseoductos de hidrógeno evita las pérdidas que se producen con el transporte de energía eléctrica actual.The transport of energy using hydrogen gas pipelines avoids the losses that occur with the current transport of electrical energy.
Los recipientes de doble pared se pueden utilizar como bombonas en los vehículos.Double-walled containers can be used as car bottles in vehicles.
Con este sistema no se producen fugas, permitiendo que los conductos sean más sencillos, livianos, seguros y se puedan utilizar materiales más económicos, consistentes y no afectados por la corrosión.With this system there are no leaks, allowing the ducts to be simpler, lighter, safer and cheaper, more consistent materials not affected by corrosion can be used.
Los conductos se pueden cubrir o revestir con unas capas aislantes resistentes a la corrosión y a los elementos atmosféricos exteriores.The ducts can be covered or lined with insulating layers resistant to corrosion and external atmospheric elements.
Las carcasas de los conductos y recipientes pueden ser de aceros especiales o de polímeros, reforzados con fibras de carbono y vidrio, hojas o bandas cruzadas de kevlar o nanotubos de carbono y epoxi con placas de aluminio, aluminizado, pavonado, etc. El poliéster o polietileno es resistente a los agentes atmosféricos. Los polímeros pueden aplicarse con spray y los conductos pueden fabricarse por extrusión.The shells of the ducts and containers can be made of special steel or polymers, reinforced with carbon and glass fibers, sheets or crossed bands of Kevlar or carbon nanotubes and epoxy with aluminum, aluminized, blued plates, etc. Polyester or polyethylene is resistant to atmospheric agents. Polymers can be spray applied and ducts can be made by extrusion.
Para los recipientes y conductos pueden usarse aceros al carbono, austeníticos, ferríticos, etc. y aceros con aleaciones de cobre, latón, cromo molibdeno, con aleaciones de bronces de cobre con aluminio, estaño, manganeso, plomo, sílice, etc., y con aleaciones de bronces de cobre con níquel. Carbon, austenitic, ferritic, etc. steels can be used for the vessels and ducts. and steels with copper, brass, chrome molybdenum alloys, with copper bronze alloys with aluminum, tin, manganese, lead, silica, etc., and with copper bronze alloys with nickel.
También son útiles aceros con microaleaciones.Microalloyed steels are also useful.
Añade un sistema independiente de emergencia mediante unos presostatos, los cuales, al detectar que no existe vacío en el interior de los conductos, accionan unas electroválvulas de corte o unas bombas o turbinas las cuales proporcionan un ligero vacío en el interior de dichos conductos. Este sistema solo actúa en caso de parada del sistema de succión, pero no en caso de rotura de los conductos.It adds an independent emergency system by means of pressure switches, which, upon detecting that there is no vacuum inside the ducts, activate cut-off solenoid valves or pumps or turbines which provide a slight vacuum inside said ducts. This system only acts in case of stoppage of the suction system, but not in case of breakage of the ducts.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La figura 1 muestra una vista esquematizada y parcialmente seccionada de un conducto monocarcasa o monocubierta de hidrógeno de la invención.Figure 1 shows a schematic and partially sectioned view of a single-shell or single-shell hydrogen duct of the invention.
La figura 2 muestra una vista esquematizada, parcial y seccionada de variantes de conductos. La figura 3 muestra una vista esquematizada y parcialmente seccionada de un recipiente para el almacenamiento del hidrógeno.Figure 2 shows a schematic, partial and sectional view of variants of ducts. Figure 3 shows a schematic and partially sectioned view of a container for hydrogen storage.
Descripción más detallada de la invenciónMore detailed description of the invention
La figura 1, muestra una forma de realización de la invención, consta del conducto (1) por cuyo interior circula el hidrógeno (H2) a una presión ligeramente inferior a la atmosférica, el cual es succionado desde el extremo de extracción para su uso mediante unas bombas, turbinas o ventiladores (2) impulsados por el motor eléctrico (3), con lo cual se baja automáticamente la presión en el conducto. La llave de paso (7) permite el corte o apertura del paso del hidrógeno. La figura 2 muestra un conducto (1a) de doble pared, la pared externa (4) y la interna (5), entre las cuales porta nitrógeno, gas noble o aceite mineral (6) a una presión superior a la del hidrógeno, el cual circula por el conducto interno.Figure 1 shows an embodiment of the invention, it consists of the conduit (1) through which hydrogen (H2) circulates at a pressure slightly below atmospheric, which is sucked from the extraction end for use by some pumps, turbines or fans (2) driven by the electric motor (3), with which the pressure in the duct is automatically lowered. The stopcock (7) allows cutting or opening the passage of hydrogen. Figure 2 shows a double-walled conduit (1a), the outer wall (4) and the inner wall (5), between which carries nitrogen, noble gas or mineral oil (6) at a pressure higher than that of hydrogen, the which circulates through the internal duct.
La figura 3 muestra el recipiente o bombona (1b) de doble pared, la pared externa (4a) y la interna (5a), entre las cuales porta nitrógeno, gas noble o aceite mineral (6) a una presión superior a la del hidrógeno. La llave (7) permite el corte o paso manual del hidrógeno. Figure 3 shows the double-walled container or bottle (1b), the external wall (4a) and the internal wall (5a), between which it carries nitrogen, noble gas or mineral oil (6) at a pressure higher than that of hydrogen. . The key (7) allows the manual cut-off or flow of hydrogen.
Claims (8)
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