BRPI0607973B1 - Método para redução das emissões de co2 em veículos automotores movidos por motores de combustão interna, e aparelho para redução das emissões de co2 de um motor de combustão interna - Google Patents

Método para redução das emissões de co2 em veículos automotores movidos por motores de combustão interna, e aparelho para redução das emissões de co2 de um motor de combustão interna Download PDF

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Al-Muhaish Fahad
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Saudi Arabian Oil Company
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Abstract

método para redução das emissões de co~ 2~ em veículos automotores movidos por motores de combustão interna, e aparelho para redução das emissões de co~ 2~ de um motor de combustão interna. método e aparelho para reduzir as emissões de diáxido de carbono co~ 2~ por meio de um tratamento a bordo de um veículo de uma porção de combustível de hidrocarbonetos, ou todo ele, usado para movimentar motores de combustão interna usados em veículos de transporte que utiliza uma tecnologia de descarbonização que quebra a ligação hidrogênio-carbono no combustível. os compostos então são resfriados e separados em (1) pó de carbono elementar que é armazenado a bordo do veículo para posterior recuperação e uso, e (2) um fluxo de hidrogênio, ou um gás rico em hidrogênio, a ser queimado como combustível em um motor de combustão interna e/ou desviado para outras aplicações para produção de energia a bordo.

Description

(54) Título: MÉTODO PARA REDUÇÃO DAS EMISSÕES DE CO2 EM VEÍCULOS AUTOMOTORES MOVIDOS POR MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA, E APARELHO PARA REDUÇÃO DAS EMISSÕES DE CO2 DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA (51) Int.CI.: F02B 43/08 (30) Prioridade Unionista: 01/03/2005 US 60/657,775 (73) Titular(es): SAUDI ARABIAN OIL COMPANY (72) Inventor(es): ALI AL-DAWOOD; FAHAD AL-MUHAISH
1/14
MÉTODO PARA REDUÇÃO DAS EMISSÕES DE CO2 EM VEÍCULOS
AUTOMOTORES MOVIDOS POR MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA, E
APARELHO PARA REDUÇÃO DAS EMISSÕES DE CO2 DE UM MOTOR DE
COMBUSTÃO INTERNA
Campo da Invenção [001] A presente invenção se relaciona à redução de emissões de dióxido de carbono (CO2) de motores de combustão interna usados para mover automóveis e em outros veículos por tratamento a bordo de combustíveis líquidos e/ou gasosos. Histórico da Invenção [002] Há um crescente de preocupação quanto à relação aparente entre o aumento da concentração dos gases de efeito estufa e o aquecimento global. Assim, vem se desenvolvendo um amplo consenso com respeito à necessidade de reduzir as emissões de dióxido de carbono associadas às várias atividades humanas.
[003] As emissões de dióxido de carbono (CO2) de veículos com motores de combustão interna movidos por hidrocarbonetos (ICE) constituem uma parte significativa das emissões de gases estufa provocada pelo homem. Em conseqüência, a adoção de uma série de regras e normas para reduzir o CO2 produzido por automóveis significativamente está sendo considerada em muitos países e locais no mundo. Como exemplo, o estado da Califórnia nos EUA recentemente adotou uma regulação que exige uma importante redução de emissões de CO2 em veículos para 2016.
[004] As emissões de fontes estacionárias termoelétricas, podem separadas quer a frente dióxido de carbono (CO2) a partir de de energia, tal ser eficientemente como usinas capturadas e ou após o processo de combustão,
Petição 870180036629, de 04/05/2018, pág. 9/30
2/14 usando processos e aparelhos bem conhecidos na técnica. Mas tais práticas são impraticáveis em veículos, tais como automóveis, ônibus, e caminhões, principalmente por razões de custo e disponibilidade de espaço. Os esforços correntes para atender a necessidade de reduzir as emissões de CO2 de sistemas móveis compreende a otimização dos motores de combustão interna e trem de força, adoção de trens de força
mais eficientes , tais como híbridos, e redução das perdas
aerodinâmicas e de rolamento •
[005] Todas estas ações somadas resultam em uma redução
mensurável das emissões de CO2 a partir de veículos automotores. No entanto, a extensão destas reduções pode não ser suficiente para manter um nível aceitável de emissões de CO2 em vista da crescente demanda por automóveis no planeta. Em vista destas preocupações, considera-se seriamente um sistema de propulsão alternativo usando combustíveis semcarbono ou neutros em carbono, e alguns se apressam em substituir os sistemas com base em motores de combustão interna alimentados por hidrocarbonetos. Estes sistemas alternativos, no entanto, requerem substanciais mudanças na infraestrutura de reabastecimento, que já se encontra estabelecida no mundo inteiro.
[006] Várias estratégias têm sido propostas para reduzir as emissões de CO2 à atmosfera visando reduzir o aquecimento global. A descarbonização de combustíveis fósseis foi identificada como um processo de remoção de carbono antes ou após combustão em Fóssil Fuel Decarbonization Technology for Mitigating Global Warming, Brookhaven National Laboratory (1997-1998).
[007] Foi proposto submeter o gás natural à decomposição
Petição 870180036629, de 04/05/2018, pág. 10/30
3/14 térmica ou pirólise na ausência de ar para produzir: (1) hidrogênio para ser usado como combustível de queima limpa ou como fluxo de alimentação para células de combustível; e (2) negro de fumo, que é uma forma de carbono elementar. Hydrogen from Natural Gas Without Release of CO2 to the Atmosphere, Int'l S. Hidrogen Energy, V.23, N°12, pp 1087-1093 (1998). A decomposição térmica, neste caso, é conseguida por um processo de arco-plasma que usa eletricidade para formar plasma usando hidrogênio.
[008] Descreve-se um processo para decomposição termocatalítica de hidrocarbonetos em hidrogênio sem ar em Thermocatalytic CCp-Free Production of Hydrogen from Hydrocarbon Fuels, N.Muradov, em 2002 U.S. DOE Hydrogen Program Review NREL/CP-610-32405. A reação é catalisada por partículas de carbono obtidas no processo.
[009] Um processo para decomposição de metano junto com uma pequena quantidade de oxigênio em regime auto-térmico foi apresentado na 2nd European Hydrogen Energy Conference (2a Conferência Européia para Energia do Hidrogênio) na Espanha em Nov/2005 por N.Muradov, como catalisador para reação de decomposição.
Sumário da Invenção [0010] A presente invenção compreende geralmente um método e aparelho que utilizam uma unidade de descarbonização a bordo de um veículo, junto com um motor de combustão interna do tipo usado para mover automóveis e outros tipos de veículos automotores, que constituem um sistema de transporte com base em hidrocarbonetos. A unidade de descarbonização trata uma porção do combustível, ou todo ele, e separa uma porção do carbono do combustível de hidrocarbonetos usado
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4/14 para alimentar o motor de combustão interna, separa o hidrogênio, ou um gás rico em hidrogênio, produzido a partir das partículas de carbono, e temporariamente armazena o carbono no próprio veículo.
[0011] O carbono é extraído em forma de pó de carbono elementar, preferivelmente na forma de pó, ou seja, um particulado muito fino. Vários raspadores ou outros dispositivos desagregadores podem ser usados a jusante ou fazer parte do separador. O carbono armazenado deve ser retirado do veículo em postos de reabastecimento e eventualmente transportado para uma área de armazenamento central ou diretamente para uma indústria. O carbono é um material de valor relativamente alto, útil na fabricação de pneus, plásticos, tintas, aço, gaxetas, e muitos produtos. [0012] Alternativamente, parte deste carbono pode ser usada para alimentar uma célula de combustível, com base em carbono, que serve como unidade auxiliar geradora de energia elétrica para atender uma parte dos requisitos (ou integralmente) de energia elétrica do veículo.
[0013] O hidrogênio, ou um gás rico em hidrogênio, separado do carbono pode ser levado ao motor de combustão interna, para aumentar a relação hidrogênio:carbono, e reduzir as emissões de CCg, e, adicionalmente exercer um efeito positivo com respeito à eficiência global de combustão de combustível no veículo.
[0014] O hidrogênio gerado também pode ser usado para outras aplicações a bordo, tal como em uma unidade auxiliar geradora de energia elétrica de célula de combustível que adicionalmente ajuda a aumentar a eficiência de queima do combustível, que de outra forma requerería um reformador de
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5/14 combustível dedicado a bordo.
[0015] Uma porção do hidrogênio separado também pode ser usada para pós-tratamento dos gases de exaustão a partir do motor de combustão interna. Em uma configuração, o hidrogênio, ou um gás rico em hidrogênio, é empregado como agente redutor de um sistema pós tratamento de redução catalítica seletiva com base em hidrogênio (SCR) para óxidos de nitrogênio, ou NOX, emitidos pelos motores de combustão interna.
[0016] A invenção se relaciona a um método para limitar as emissões de CO2 a partir de sistemas de transporte com motores de combustão interna que requer uma mudança muito modesta na atual intraestrutura. Os combustíveis a serem tratados na unidade de descarbonização podem ser qualquer combustível de hidrocarbonetos usados em veículos, incluindo gasolina, diesel, nafta, etanol, gás natural, e misturas de dois ou mais destes combustíveis.
[0017] Sistemas de coleta e armazenamento de carbono, incluindo bombas e dutos, correntemente são disponíveis e podem ser instalados nos postos de reabastecimento existentes. Ao invés de problema, o carbono que constitui a porção principal dos combustíveis de hidrocarbonetos separado de acordo com a invenção como carbono, vem a ser um material útil que pode ser usado como matéria prima para importantes indústrias, locais ou multinacionais, e/ou um combustível para uso em caldeiras, gaseificadores, e fornos. A implementação da presente invenção ademais dispensa a necessidade de uma transição custosa e complicada para uma intraestrutura alternativa sem carbono, e cria novas oportunidades de negócio para estabelecer uma indústria com
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6/14 base em carbono paralela.
Descrição Resumida dos Desenhos [0018] A presente invenção será adicionalmente descrita a seguir fazendo referência aos desenhos anexos, nos quais: [0019] A figura 1 é um diagrama esquemático que ilustra uma primeira configuração preferida do arranjo de um aparelho para a prática do método da presente invenção a bordo de veículos automotores; e [0020] A figura 2 é um diagrama esquemático similar à figura 1, ilustrando uma segunda configuração preferida do aparelho e método para a prática da invenção a bordo de veículos automotores.
Descrição Detalhada da Invenção [0021] Como na figura 1, um combustível de hidrocarbonetos convencional, como gasolina ou diesel, flui do tanque 1 para uma válvula de distribuição 2 do sistema de combustível, que, em conexão com um micro-controlador/ processador 3, regula o fluxo de combustível para um motor de combustão interna 13 através de uma linha de combustível 4 e/ou para uma unidade de descarbonização 6 através da linha de combustível 5. O fluxo de combustível é determinado pelo esquema de distribuição de combustível otimizado programado na unidade de controle 3.
[0022] A unidade de descarbonização da invenção compreende: um decompositor 7, um resfriador 8, um separador 9, e uma unidade de armazenamento de carbono 11.
[0023] Na primeira configuração na figura 1, todo combustível, ou parte dele, é alimentado para o decompositor
7, onde o combustível é decomposto ou quebrado na ausência de ar, daí produzindo carbono elementar e hidrogênio. Dependendo
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7/14 da eficiência da decomposição térmica, é possível que compostos qasosos de hidrocarbonetos sejam produzidos com hidroqênio. Os compostos qasosos de hidrocarbonetos incluem: metano, etano, traços de compostos C3. Quando o combustível contiver oxiqenados, os produtos da decomposição térmica incluirão CO e C02.
[0024] O combustível suprido ao decompositor 7 é vaporizado antes de entrar ou na própria unidade de decomposição 7. A decomposição térmica pode ser consequida por um processo de termo-catálise, processo de plasma, ou outros processos de decomposição industrial conhecidos, ou a serem desenvolvidos na técnica. O calor necessário para decomposição pode ser provido por uma fonte externa, tal como por eletricidade, qases quentes de exaustão, ou por outros meios conhecidos ou a serem desenvolvidos. O processo termocatalítico vantajosamente opera em uma temperatura relativamente mais baixa que de outros processos não catalíticos.
[0025] Carbono e hidroqênio, ou um qás rico em hidroqênio, são transportados para o resfriador 8 para resfriamento, e daí para o separador 9, que separa o carbono elementar sólido em forma de pó do hidroqênio qasoso ou de um qás rico em hidroqênio. O carbono é levado do separador 9 através de uma linha 10 para a unidade de armazenamento 11, que tem sua capacidade dimensionada de acordo com os intervalos de reabastecimento do veículo. A unidade de armazenamento 11 é provida com uma entrada ou saída 15 para descarqa periódica de carbono.
[0026] O hidroqênio, ou um qás rico em hidroqênio, a partir do separador 9 passa através da linha 12 e alimenta um
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8/14 motor de combustão interna 13 e/ou é usado para outros propósitos. Hidrogênio, ou um gás rico em hidrogênio, é alimentado para um motor de combustão interna 13 através de um coletor de admissão, onde se mistura com o ar de admissão, e/ou uma mistura ar-combustível, ou através de um injetor especial que injeta a mistura diretamente na câmara de combustão.
[0027] Na segunda configuração, como ilustrado esquematicamente na figura 2, o combustível que chega do sistema de combustível 2 através de linha 5 é vaporizado e misturado com uma quantidade controlada de ar 17 na unidade A mistura ar-combustível o decompositor 7 na misturadora 16. alimentada para então é unidade de descarbonização 6, onde simultaneamente ocorrem combustão exotérmica e decomposição endotérmica usando um meio catalítico e um meio não-catalítico. Neste processo, o calor liberado pela reação de oxidação parcial deve prover todo calor, ou parte dele, necessário para obter a decomposição térmica do combustível de hidrocarbonetos em carbono e um fluxo de um gás rico em hidrogênio.
[0028] A razão ar-combustível introduzida no decompositor 7 é ajustada para obter a temperatura de decomposição desejada. Um aquecimento externo, tal como aquele provido pela passagem de gases quentes de exaustão através de um trocador de calor, pode ser empregado, se necessário, para suplementar o aquecimento interno para minimizar as perdas de energia de combustível. Em seguida, a temperatura é reduzida no resfriador 8, e o carbono é separado do hidrogênio e de outros gases como descrito acima em conexão com a primeira configuração na figura 1.
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9/14 [0029] A alimentação de hidrogênio, ou de um gás rico em hidrogênio, para um motor de combustão interna melhora a eficiência de combustão e ademais, como desejado, reduz as emissões de carbono.
[0030] Em uma configuração ilustrada adicionalmente preferida, como ilustrado nas figuras 1 e 2, uma porção de hidrogênio, ou de um gás rico em hidrogênio, extraída também pode ser usado para alimentar uma unidade auxiliar geradora de energia elétrica com base em célula de combustível 20, que é um eficiente gerador de energia elétrica a bordo. Especificamente, o hidrogênio pode ser usado para alimentar a unidade auxiliar geradora de energia elétrica com base em hidrogênio 20 através da linha de alimentação 23 em conexão com válvulas de 3 vias 25. Se necessário, o hidrogênio pode ser seletivamente recuperado dos gases de hidrogênio que se encontram a jusante do separador 9, utilizando um método e aparelho conhecidos na técnica para prover um fluxo de alimentação de hidrogênio à célula de combustível a bordo 20. Ademais, uma porção do hidrogênio pode ser usada para operar um sistema de pós-tratamento com base em hidrogênio 24, ou para outros propósitos aparentes àqueles habilitados na técnica.
[0031] Em uma configuração adicionalmente preferida, uma porção do carbono separado pode ser alimentada através de uma válvula de três vias 25 e uma linha 21 para uma unidade auxiliar geradora de energia elétrica 22 com base em carbono a bordo. A eletricidade produzida pela unidade auxiliar geradora de energia elétrica 22 pode ser usada para atender os requisitos de energia do veículo, e reduzir (ou eliminar) a necessidade de operar um gerador/ alternador do veículo,
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10/14 dai melhorando a eficiência.
[0032] A invenção, portanto, utiliza um novo método para extrair uma porção do conteúdo de carbono do combustível de veículos de transporte, que resulta na redução das emissões de dióxido de carbono de um veículo movido por um motor de combustão interna.
[0033] O carbono é extraído na forma de carbono elementar que é uma matéria prima de alto valor industrial. Ele também pode ser encontrado em forma de pó que é fácil de coletar, armazenar, transportar, e distribuir. O carbono elementar tem um significativo poder de aquecimento, 33,8 MJ/Kg em comparação com 44 MJ/Kg de óleo combustível e pode ser usado como combustível em caldeiras. Quando o carbono é usado desta maneira, deve ser entendido que a invenção transfere uma porção das emissões de carbono de diversas fontes móveis para uma fonte estacionária, onde outros meios conhecidos na técnica serão aplicados para controlar as emissões de CO2. [0034] Como deve ser aparente àqueles habilitados na técnica, o cálculo da chamada penalização de energia de combustível ou perda de energia relativa a descarbonização de combustível, de acordo com a invenção, leva em conta várias variáveis e considerações. Estas variáveis incluem o tipo de combustível, uma vez que diferentes combustíveis têm diferentes valores de aquecimento. O calor disponível para recuperação e transferência da exaustão para motor de combustão interna varia de acordo com o tipo de combustível usado e das condições de operação. O tamanho e a configuração do trocador de calor também afetam sua eficiência. Cada tipo de decompositor 7 tem diferentes requisitos de energia e deve operar em diferentes eficiências de descarbonização, e tais
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11/14 eficiências variam para o mesmo aparelho, dependendo do tipo de decompositor usado, obtendo-se um resultado vantajoso de reduzir as emissões de dióxido de carbono CO2 em um motor de combustão interna.
[0035] Também deve ser entendido por aqueles habilitados na técnica, que conquanto atinqir uma conversão de 100% para hidrogênio com o processo de descarbonização seja teoricamente impossível, na prática a conversão também pode produzir, em alguma proporção, uma quantidade mensurável de gases de hidrocarbonetos.
[0036] A análise econômica feita a seguir demonstra que a descarbonização parcial a bordo de um veículo de um combustível de hidrocarbonetos não produz nenhum efeito financeiro adverso, ou um efeito mínimo. O exemplo dado se baseia na descarbonização a bordo de 25% de um combustível tendo uma estrutura molecular média de CnHlí86n θ um valor de aquecimento de 47 MJ/Kg. Conseqüentemente, a relação em massa de carbono: hidrogênio é 0,135. Para os propósitos de análise da presente invenção, assume-se que seja obtida uma decomposição completa de gasolina em carbono elementar e hidrogênio.
[0037] A redução total da energia de combustível atribuível à descarbonização é igual à soma do conteúdo de energia do carbono extraído mais a energia requerida na decomposição. A energia diminui no combustível atribuível a 25% de descarbonização para cada kg de combustível, onde o carbono tem um valor de aquecimento de 33,8 MJ/Kg como calculado a seguir:
0,25 x 0,865 Kg C x 33,8 MJ/Kg C = 7,309 MJ (1) [0038] A energia requerida para decompor a gasolina no
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12/14 exemplo é estimada em 1,076 MJ/Kg. Para uma decomposição de 25% de 1 Kg de combustível, esta energia será igual à:
0,25 Kg x 1,073 MJ/Kg= 0,268 MJ (2) [0039] Assim, a redução de energia total para cada Kg de combustível em razão de uma descarbonização de 25% será:
Enão-usada + Edecomp= 7,309 MJ + 0,268 MJ= 7,577 MJ (3) [0040] A perda de energia em porcentagem em relação ao valor de energia total teoricamente disponível de 1 Kg de combustível, no exemplo será igual a:
7,577 MJ + 47 MJ= 16% (4) [0041] A mesma análise com respeito ao metano deve produzir uma perda de energia em porcentagem de 13% para uma descarbonização de 25%. Para o diesel, a porcentagem deve ser próxima àquela da gasolina.
[0042] Uma porção da perda de energia deve ser recuperada por enriquecimento positivo de hidrogênio em um motor de combustão interna, como dado por recentes estudos conduzidos no MIT e pela Delphi (SAE Papers 2005-01—0251 & 2003-011356) . O MIT reportou uma melhoria de 12% na eficiência de combustão por força do enriquecimento de hidrogênio, enquanto os resultados da Delphi deram conta de uma redução no consumo de combustível de 24%, devido ao efeito combinado de enriquecimento de hidrogênio e uso de uma unidade auxiliar geradora de energia elétrica de célula de combustível. Como vantagem adicional, também percebeu-se que o enriquecimento
de nitrogênio reduz dramaticamente a formação de óxidos de
nitrogênio (NOx).
[0043] Como dado em estudos mais recentes, o uso de uma
porção de hidrogênio produzida pela unidade de
descarbonização para alimentar uma unidade auxiliar geradora
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13/14 de energia elétrica de célula de combustível também ajuda a aumentar a eficiência global, dai compensando a energia usada na descarbonização.
[0044] Em certos casos, os requisitos de energia para decomposição de combustível podem ser significativamente reduzidos com o aproveitamento do calor dos gases quentes de exaustão para aquecer o combustível a ser decomposto.
[0045] O carbono recuperado também tem um valor em dólares que é aplicável para compensar o valor da energia perdida e cobrir os gastos incorridos com investimento em infraestrutura. O valor do carbono depende dos aspectos de qualidade e estrutura que variam dependendo do tipo de combustível e do processo de decomposição. Com base nos resultados publicados para decomposição do metano, o carbono produzido por um processo de decomposição termocatalítica dominado por grafite amorfo e cristalino, cujos preços variam na faixa de US$0,22-$0,41 per Kg (SRI, International Chemical Economics Handbook, 1997). Espera-se que da decomposição por plasma se obtenham formas amorfas de carbono, i.e., negro de fumo, a um preço de US$0,66 a US$1,08 per Kg (Chemical Marketing Repórter, 2001; Chemical Week, 2001).
[0046] Para um automóvel médio com um tanque de 75 litros, espera-se uma descarbonização de 25% de carbono elementar. O valor em dólar resultante desta quantidade é cerca de US$3,60 para Grafite (preço médio US$0,30/Kg) e cerca de US$9,60 para Negro de Fumo (preço médio US$50,80/Kg).
[0047] A redução nas emissões de dióxido de carbono per si representa uma oportunidade econômica para os países que participam do protocolo de Kioto. Um crédito para emissões de
CO2 por esta invenção pode ser reivindicado com o projeto
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Clean Development Mechanism (CDM).
[0048] Em resumo, a presente invenção resulta na perda de uma certa quantidade de energia, cuja extensão depende da escala do processo de descarbonização. No entanto, tal perda pode ser minimizada, fazendo uso do efeito do enriquecimento de hidrogênio, utilizando uma unidade auxiliar geradora de energia elétrica de célula de combustível a bordo e a recuperação da energia dos gases de exaustão no processo de decomposição. Ademais, uma parte da perda, ou toda ela, pode ser compensada pelo valor do carbono elementar recuperado e o crédito de CO2 associado aos projetos CDM do protocolo de Kioto e a outros esquemas regulatórios ambientais aplicáveis. [0049] A análise demonstra que o processo de descarbonização parcial da invenção é viável para automóveis de passageiros. O resultado econômico será ainda melhor para veículos maiores tendo um espaço disponível maior, e intervalos mais longos entre reabastecimentos, e, adicionalmente, utilizando uma unidade auxiliar geradora de energia elétrica, obtendo uma maior eficiência.
[0050] Como deve ser aparente àqueles habilitados na técnica, os modos de operação, utilizando os método e aparelho da invenção, podem variar conforme as necessidades específicas de tipos e modelos particulares de veículos em vista, quer sejam carros, caminhões, ônibus, trens, barcos, navios, etc.. Nestes casos, deve ser aparente que a meta de redução de emissões de CO2 de um motor de combustão interna será conseguida com a prática da presente invenção.
[0051] Portanto, o escopo da invenção não será dado com respeito à descrição geral e às configurações específicas e desenhos, mas somente pelas reivindicações que se seguem.
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Claims (18)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para redução das emissões de CO2 em veículos automotores movidos por motores de combustão interna, queimando combustível de hidrocarbonetos submetendo pelo menos uma porção do combustível a uma descarbonização a bordo, caracterizado pelo fato de compreender:
    (a) prover uma unidade de descarbonização a bordo (6), incluindo um decompositor (7), um resfriador (8), um separador de sólido e gás (9), e uma unidade de armazenamento de carbono (11);
    (b) alimentar um combustível, líquido, vaporizado, ou gasoso de hidrocarbonetos selecionado a partir do grupo consistindo de gasolina, diesel, nafta, etanol, e misturas de dois ou mais destes combustíveis ao decompositor (7) a bordo do citado veículo para fazer o citado combustível se decompor e produzir hidrogênio, ou um gás rico em hidrogênio, e carbono elementar;
    (c) submeter o hidrogênio, ou o gás rico em hidrogênio, e o carbono ao resfriamento em um trocador de calor a bordo;
    (d) separar o hidrogênio, ou gás rico em hidrogênio, do carbono no separador de sólido e gás (9);
    (e) transferir o carbono separado do separador de sólido e gás (9) para a unidade de armazenamento de carbono a bordo (11);
    (f) prover um microprocessador e uma unidade de controle eletrônico programada (3) com um programa de distribuição otimizada de combustível para ajustar as taxas de fluxo de combustível para distribuir o combustível para a unidade de descarbonização (6) e para o motor de combustão interna (13) para atender os requisitos operacionais do veículo, sendo que
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  2. 2/6 todo ou uma parte do combustível é alimentada ao decompositor (7); e (g) entregar o hidrogênio, ou gás rico em hidrogênio, para o motor de combustão interna do veículo ICE (13) para uso sozinho ou misturado com o combustível;
    2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a decomposição do citado combustível no citado decompositor (7) ser realizada por um processo de decomposição selecionado do grupo consistindo de um processo de decomposição termocatalítico e um processo de combustão super-adiabática.
  3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o calor requerido para a decomposição do combustível ser provido a partir de uma fonte externa selecionada de um grupo consistindo de eletricidade, gases quentes de exaustão, queimador dedicado, e combinações destes.
  4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o hidrogênio, ou gás rico em hidrogênio, ser entregue ao motor de combustão interna do veículo ICE (13) para misturar com o ar de admissão ou com uma mistura ar/combustível, ou ser injetado diretamente na câmara de combustão para melhorar a eficiência de combustão do motor.
  5. 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de uma porção do hidrogênio, ou gás rico em hidrogênio, ser empregada como agente redutor para uma redução catalítica seletiva com base em hidrogênio (SCR), após o tratamento das emissões de óxido de nitrogênio (NOx) do motor de combustão interna do veículo ICE (13).
  6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado
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    3/6 pelo fato de o hidrogênio, ou o gás rico em hidrogênio, ser empregado para operar uma célula de combustível com base em hidrogênio (20) como uma unidade auxiliar geradora de energia a bordo, para assim prover energia elétrica de acordo com os requisitos elétricos do veículo.
  7. 7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o carbono separado na etapa (d) ser empregado para operar uma célula de combustível com base em carbono (22) como uma unidade auxiliar geradora de energia a bordo, daí provendo energia elétrica de acordo com os requisitos elétricos do veículo.
  8. 8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o carbono recuperado do veículo ser processado para uso como uma matéria prima na fabricação de pneus, em processos metalúrgicos, toners, tintas, vedações e gaxetas, assim como combustível ou aditivo de combustível para caldeiras, gaseificadores e fornos industriais.
  9. 9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de até 100% do combustível usado para movimentar o veículo ser tratado na unidade de descarbonização a bordo (6) conforme determinado pela unidade de controle eletrônico programada (3) com base nos requisitos operacionais do veículo.
  10. 10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o separador de gás e óleo (9) ser selecionado dentre ciclones de separação gás e sólido, membranas, e sistemas de filtração.
  11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de adicionalmente incluir controlar o fluxo de hidrogênio, ou gás rico em hidrogênio, produzido pela unidade
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    4/6 de descarbonização (6) para o motor de combustão interna ICE (13) e para outros usos, incluindo uma unidade auxiliar de energia com base em hidrogênio, e pós-tratamento com base em hidrogênio.
  12. 12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de adicionalmente incluir controlar o fluxo de uma porção do carbono separada produzida na unidade de descarbonização (6) para uma unidade auxiliar de energia de célula de combustível (22) com base em carbono a bordo.
  13. 13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir as etapas adicionais de:
    (h) misturar o combustível de hidrocarbonetos com ar para prover uma mistura ar-combustível a montante do decompositor (7);
    (i) introduzir a mistura ar/combustível no decompositor (7) em condições de efetuar simultaneamente uma reação de oxidação parcialmente exotérmica e decomposição endotérmica do combustível de hidrocarbonetos, daí produzindo carbono elementar e um gás rico em hidrogênio.
  14. 14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o processo de decomposição catalítico ou um processo de combustão super-adiabática ser utilizado para obter a oxidação parcial e decomposição térmica simultânea do combustível, onde o calor liberado da oxidação parcial fornece todo ou parte do calor necessário para decomposição.
  15. 15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de aquecimento externo, tal como calor dos gases de exaustão do motor, ser utilizado em conjunto com um aquecimento interno para maximizar o uso da eficiência térmica.
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  16. 16. Aparelho para redução das emissões de CO2 de um motor de combustão interna, queimando combustíveis de hidrocarbonetos, usado para mover um veículo, caracterizado pelo fato de compreender uma unidade de descarbonização a bordo (6) incluindo:
    (a) um decompositor (7) que decompõe combustível vaporizado selecionado a partir do grupo consistindo de gasolina, diesel, nafta, etanol, e misturas de dois ou mais destes combustíveis para produzir hidrogênio, ou um gás rico em hidrogênio, e carbono elementar;
    (b) um resfriador (8) em comunicação fluida com o decompositor (7) para resfriar o hidrogênio, ou o gás rico em hidrogênio, e o carbono em um trocador de calor;
    (c) um separador de sólido e gás (9) em comunicação fluida com o resfriador (8) para receber o hidrogênio, ou um gás rico em hidrogênio, e carbono resfriado, e separar o hidrogênio, ou um gás rico em hidrogênio, do carbono;
    (d) uma unidade de armazenamento de carbono a bordo (11) em comunicação fluida com um separador de sólido e gás (9) para receber o carbono separado; e (e) meios para fornecer hidrogênio, ou gás rico em hidrogênio, a partir do separador (9) para o motor de combustão interna ICE (13), como combustível descarbonizado;
    e (f) um microprocessador e uma unidade de controle eletrônico (3) com um programa de distribuição otimizada de combustível pelo qual as taxas de fluxo de combustível a partir de um tanque de armazenamento de combustível de hidrocarbonetos a bordo (1) para a unidade de descarbonização (6) e para o motor de combustão interna (13) são ajustadas para atender os
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    6/6 requisitos operacionais do veículo.
  17. 17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de o decompositor (7) utilizar um processo de decomposição selecionado do grupo consistindo de um processo de decomposição termo catalítica, um processo de decomposição por plasma, um processo de decomposição catalítico auto térmico, e um processo de combustão super-adiabática.
  18. 18. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de controle eletrônico ser conectada, de forma operável, a uma válvula de combustível a qual é responsiva a unidade de controle eletrônico do esquema de distribuição de combustível, através do qual as taxas de fluxo de combustível para a unidade de descarbonização e para o motor de combustão interna são ajustadas.
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BRPI0607973-3A 2005-03-01 2006-02-28 Método para redução das emissões de co2 em veículos automotores movidos por motores de combustão interna, e aparelho para redução das emissões de co2 de um motor de combustão interna BRPI0607973B1 (pt)

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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7563525B2 (en) * 2006-02-15 2009-07-21 Egt Enterprises, Inc. Electric reaction technology for fuels processing
GB0907758D0 (en) * 2009-05-07 2009-06-10 Rolls Royce Plc System and method for producing heat and/or power
DE102010049957B4 (de) * 2010-10-04 2013-11-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Abgasreinigungsvorrichtung, Verfahren zur Abgasreinigung sowie Pyrolysereaktor
US9488100B2 (en) * 2012-03-22 2016-11-08 Saudi Arabian Oil Company Apparatus and method for oxy-combustion of fuels in internal combustion engines
SG2013082060A (en) * 2013-11-05 2015-06-29 Neutrinos Engineering Pte Ltd System and method for hydrogen basedengine decarbonization
US9595726B2 (en) 2014-01-07 2017-03-14 Advanced Cooling Technologies, Inc. Fuel reforming system and process
US20170355495A1 (en) 2016-06-08 2017-12-14 N2 Packaging Systems, Llc Child resistant and senior friendly can lid
US10557391B1 (en) 2017-05-18 2020-02-11 Advanced Cooling Technologies, Inc. Incineration system and process
US11834237B2 (en) 2017-06-07 2023-12-05 N2 Packaging Systems, Llc Child resistant double seam container lid adapter ring
US11958666B2 (en) 2017-06-07 2024-04-16 N2 Packaging Systems, Llc Child resistant double seam container lid
CN113164906B (zh) 2018-12-10 2024-10-29 埃科纳能源公司 用于产生一种或多种产物的方法和反应器
CA3139525A1 (en) 2019-05-07 2020-11-12 Kore Infrastructure, Llc Production of renewable fuel for steam generation for heavy oil extraction
US11897768B2 (en) 2020-06-03 2024-02-13 Modern Hydrogen, Inc. Systems and methods for local generation and/or consumption of hydrogen gas
CN115697894A (zh) * 2020-12-15 2023-02-03 埃科纳能源公司 将碳再循环至原料气反应器的方法
US12534367B2 (en) 2021-04-01 2026-01-27 Modern Hydrogen, Inc. Systems and methods for local generation and/or consumption of hydrogen gas
WO2022256709A1 (en) 2021-06-04 2022-12-08 Modern Electron, Inc. Combined combustion and pyrolysis reactors for hydrogen production and associated systems and methods
WO2023034057A1 (en) * 2021-09-01 2023-03-09 Bechtel Energy Technologies & Solutions, Inc. Systems and methods for producing a decarbonized blue hydrogen gas for cracking operations
CA3210231C (en) 2022-12-19 2024-03-12 Ekona Power Inc. Methods and systems for adjusting inputs to a pyrolysis reactor to improve performance
JP2025125433A (ja) * 2024-02-15 2025-08-27 マツダ株式会社 車両の燃料改質システム
JP2025125424A (ja) * 2024-02-15 2025-08-27 マツダ株式会社 車両の燃料改質システム
JP2025125467A (ja) * 2024-02-15 2025-08-27 マツダ株式会社 エンジン搭載車両の燃料改質システム
JP2025125427A (ja) * 2024-02-15 2025-08-27 マツダ株式会社 燃料改質システム

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3757521A (en) * 1971-04-05 1973-09-11 Chemical Construction Corp Integrated engine exhaust emission control system
DE2165548C3 (de) * 1971-12-30 1978-09-14 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Reduktionskatalysator zur Reduktion von Stickoxiden in Abgasen
CA971445A (en) * 1972-10-20 1975-07-22 Canadian Jesuit Missions Conversion device enabling a gasoline engine to be fueled with hydrogen
US4182278A (en) * 1977-08-29 1980-01-08 Coakwell Charles A Combustion system for internal combustion engines
DE3265663D1 (en) * 1981-12-21 1985-09-26 Texaco Development Corp Trim control for partial oxidation gas generator
FR2666801B1 (fr) 1990-09-14 1993-03-05 Mercier Dominique Procede et appareil de traitement de l'eau par electrolyse, notamment en vue de sa decarbonatation.
JP3402505B2 (ja) * 1994-01-28 2003-05-06 株式会社新エィシーイー 燃料改質装置
JPH0891803A (ja) * 1994-09-27 1996-04-09 Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk エンジン用メタノ−ルの改質装置
ATE302737T1 (de) * 1999-05-03 2005-09-15 Nuvera Fuel Cells Autothermen dampfreformierungsystem mit integrierten shift betten , reaktor für präferentielle oxidation ,hilfsreaktor und systemsteuerungen
CA2271448A1 (en) * 1999-05-12 2000-11-12 Stuart Energy Systems Inc. Energy distribution network
WO2001046067A1 (en) 1999-12-21 2001-06-28 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Hydrogen and elemental carbon production from natural gas and other hydrocarbons
EP1284923A2 (en) * 2000-05-03 2003-02-26 Zero-M Limited Fuel system
US6869580B2 (en) * 2000-07-07 2005-03-22 Advanced Fuel Research, Inc. Pyrolysis-based fuel processing method and apparatus
CA2352626A1 (fr) * 2001-07-12 2003-01-12 Co2 Solution Inc. Couplage d'une pile a hydrogene a un bioreacteur enzymatique de transformation et sequestration du co2
CA2353752A1 (en) * 2001-07-25 2003-01-25 Precisionh2 Inc. Production of hydrogen and carbon from natural gas or methane using barrier discharge non-thermal plasma
US20040035395A1 (en) * 2001-11-14 2004-02-26 Heywood John B. Hydrogen and carbon monoxide enhanced knock resistance in spark ignition gasoline engines
US20030121484A1 (en) 2002-01-03 2003-07-03 Yushu Wang Continuously variable valve timing, lift and duration for internal combustion engine
US6918430B2 (en) * 2002-08-14 2005-07-19 Texaco Ovonic Hydrogen Systems Llc Onboard hydrogen storage unit with heat transfer system for use in a hydrogen powered vehicle
US6739125B1 (en) * 2002-11-13 2004-05-25 Collier Technologies, Inc. Internal combustion engine with SCR and integrated ammonia production
US20050022450A1 (en) * 2003-02-12 2005-02-03 Cher-Dip Tan Reformer system, a method of producing hydrogen in the reformer system, and a method of using the reformer system
US20040200209A1 (en) * 2003-04-14 2004-10-14 Kirwan John E. Emissions reduction system and method
JP2004359492A (ja) * 2003-06-04 2004-12-24 Toyota Motor Corp 水素ガス生成装置
US7290522B2 (en) 2003-06-12 2007-11-06 Masschusetts Institute Of Technology High compression ratio, high power density homogeneous charge compression ignition engines using hydrogen and carbon monoxide to enhance auto-ignition resistance
EP1745201B1 (en) * 2004-04-20 2010-06-30 David Lange System and method for operating an internal combustion engine with hydrogen blended with conventional fossil fuels
US7727374B2 (en) * 2004-09-23 2010-06-01 Skyonic Corporation Removing carbon dioxide from waste streams through co-generation of carbonate and/or bicarbonate minerals
US7047909B1 (en) * 2005-01-21 2006-05-23 Delphi Technologies, Inc. Methods of operating a compression ignition engine and a vehicle system
US7808118B2 (en) * 2005-07-14 2010-10-05 Berkson Bruce R Method for creating energy sources for a vehicle drive system
US20070267289A1 (en) * 2006-04-06 2007-11-22 Harry Jabs Hydrogen production using plasma- based reformation

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