BR102013000276A2

BR102013000276A2 - Sistemas de distribuição de ar de forno de coque

Info

Publication number: BR102013000276A2
Application number: BRBR102013000276-3A
Authority: BR
Inventors: John Francis Quanci; Mark Anthony Ball; Chun Wai Choi; Rajat Kapoor
Original assignee: Suncoke Technology & Dev Llc
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2014-05-27
Also published as: US20140183023A1; US9273249B2

Abstract

SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE AR DE FORNO DE COQUE. Trata-se de sistemas e métodos para controle de distribuição de ar em um forno de coque. Em uma modalidade particular, um sistema de distribuição de ar de forno de coque compreende uma câmara de forno que tem um piso de forno configurado para suportar um leito de carvão, uma pluralidade de paredes laterais que se estendem para cima a partir do piso de forno, e um teto de forno que cobre uma parte superior de câmara de forno. O sistema de distribuição de ar inclui, adicionalmente, uma entrada de ar posicionada acima do piso de forno e um distribuidor próximo à entrada. A entrada é configurada para introduzir ar na câmara de forno e o distribuidor é configurado para ao menos um dentre pré-aquecer, redirecionar ou espalhar o ar dentro da câmara de forno.

Description

“SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE AR DE FORNO DE COQUE”

Campo da técnica

A presente tecnologia é geralmente direcionada a sistemas e métodos para controle de distribuição de ar em um forno de coque.

Fundamentos

O coque consiste em uma fonte de carbono e combustível de carbono sólido usa- do para fundir e reduzir minério de ferro na produção de aço. Em um processo, conhecido como o "Processo de coqueamento de Thompson", o coque é produzido por meio de alimen- tação por lote de carvão pulverizado em um forno que é vedado e aquecido a temperatu- 10 ras muito altas por 24 a 48 horas sob condições atmosféricas estreitamente controladas. Os fornos de coqueamento têm sido usados por muitos anos para converter carvão em coque metalúrgico. Durante o processo de coqueamento, o carvão finamente triturado é a- quecido sob condições de temperatura controlada para desvolatizar o carvão e formar uma massa fundida de coque que tem uma porosidade e resistência predeterminada. Devido 15 ao fato de que a produção de coque consiste em um processo de lote, múltiplos fornos de coque são operados simultaneamente.

As partículas de carvão ou uma mistura de partículas de carvão são carregadas em fornos quentes e o carvão é aquecido nos fornos a fim de remover a matéria volátil ("VM") a partir do coque resultante. Os fornos de recuperação de calor horizontais (HHR) 20 operam sob pressão negativa e são tipicamente construídos de tijolos refratários e outros materiais, criando um ambiente substancialmente hermético. Os fornos de pressão negati- va atraem o ar a partir do lado de fora do forno para oxidar a VM do carvão e para liberar o calor de combustão dentro do forno.

Em algumas disposições, o ar é introduzido ao forno através de aberturas ou por- 25 tas de regulação na parede lateral do forno, porta, ou teto para a região acima do leito de carvão (chamado de região de teto). Na região de teto, o ar sofre combustão com os ga- ses de VM que evoluem a partir da pirólise do carvão. No entanto, o efeito de flutuabi- Iidade que age sobre o ar frio que entra na câmara do forno pode conduzir ao esgota- mento do carvão e perda em produtividade de rendimento. Mais especificamente, o ar denso 30 e frio que entra no forno desce em direção à superfície do carvão quente. Antes do ar poder se esquentar, se elevar, sofrer combustão com a matéria volátil e/ou se dispersar e misturar no forno, cria uma perda de queima sobre a superfície do carvão. Consequentemente, há uma necessidade para aperfeiçoar a eficiência de combustão em fornos de coque.

Breve descrição dos desenhos A Figura 1A é uma ilustração esquemática de uma usina de coque de recuperação

de calor horizontal, configurada de acordo com as modalidades da tecnologia. A Figura 1B é uma vista de recorte parcial isométrica de uma parte da usina de coque de recuperação de calor horizontal da Figura 1A configurada de acordo com as modalidades da tecnologia.

A Figura 1C é uma vista em seção de um forno de coque de recuperação de ca- Ior horizontal configurado de acordo com as modalidades da tecnologia.

A Figura 2A é uma vista parcialmente transparente isométrica de uma parte de um forno de coque que tem distribuidores de ar de porta configurados de acordo com as moda- lidades da tecnologia.

A Figura 2B é uma vista isométrica de um distribuidor de ar de porta configurada de acordo com as modalidades da tecnologia.

A Figura 2C é uma vista lateral do distribuidor de ar de porta da Figura 2B configu- rada de acordo com as modalidades da tecnologia.

A Figura 2D é uma vista superior parcialmente esquemática do distribuidor de ar de porta da Figura 2B que forma um padrão de ar de vórtice e configurado de acordo com as modalidades da tecnologia.

A Figura 3A é uma vista parcialmente transparente isométrica de um forno de co- que que tem distribuidores de ar de teto configurados de acordo com as modalidades da tecnologia.

A Figura 3B é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de teto configu- rado de acordo com as modalidades da tecnologia.

A Figura 4 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de teto configura- do de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia.

A Figura 5 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de teto configura- do de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia.

A Figura 6 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de teto configura-

do de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia.

A Figura 7 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de porta configu- rada de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia.

A Figura 8 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de porta confi- gurada de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia.

A Figura 9 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de porta confi- gurada de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia.

A Figura 10 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de porta confi- gurada de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia.

A Figura 11 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de porta confi-

gurada de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia.

Descrição detalhada A presente tecnologia é geralmente direcionada a sistemas e métodos para controle de distribuição de ar em um forno de coque. Em uma modalidade particular, um sistema de distribuição de ar de forno de coque compreende uma câmara do forno que tem um piso de forno configurado para suportar um leito de carvão, uma pluralidade de paredes Iate- 5 rais que se estendem para cima a partir do piso de forno, e um teto de forno que cobre uma parte superior da câmara do forno. O sistema de distribuição de ar inclui, adicionalmente, uma entrada de ar posicionada acima do piso de forno e um distribuidor próximo à entrada. A entrada é configurada para introduzir ar na câmara do forno e o distribuidor é configurado para ao menos um dentre pré-aquecer, redirecionar, recircular ou espalhar o ar dentro da 10 câmara do forno.

Os detalhes específicos de várias modalidades da tecnologia são descritos abai- xo com referência às Figuras 1A a 11. Outros detalhes que descrevem as estruturas e sistemas bem conhecidos muitas vezes associados com o processamento de carvão e fornos de coque não têm sido apresentados na seguinte descrição para evitar obscurecer 15 desnecessariamente a descrição das diversas modalidades da tecnologia. Muitos dos deta- lhes, dimensões, ângulos e outras características mostradas nas Figuras são simplesmen- te ilustrativas de modalidades particulares da tecnologia. Consequentemente, outras moda- lidades podem ter outros detalhes, dimensões, ângulos e características sem que se des- vie do espírito ou escopo da presente tecnologia. Um elemento versado na técnica, portan- 20 to, irão compreender, consequentemente, que a tecnologia pode ter outras modalidades com elementos adicionais ou a tecnologia pode ter outras modalidades sem várias das caracte- rísticas mostradas e descritas abaixo com referência às Figuras 1A a 11.

A Figura 1A é uma ilustração esquemática de uma usina de coque de recupera- ção de calor horizontal (HHR) 100, configurada de acordo com as modalidades da tecno- logia. A usina de coque de HHR 100 compreende fornos 105, junto com geradores de vapor de recuperação de calor (HRSGs) 120 e um sistema de controle de qualidade de ar 130 (por exemplo, um sistema de dessulfurização de gás de combustão ou exaustão (FGD)), dos quais ambos são posicionados de maneira fluida a jusante a partir dos fornos 105 e dos quais ambos estão em comunicação fluida com os fornos 105 por meio de condutos adequa- dos. A usina de coque de HHR 100 também inclui um túnel comum 110 que conecta de ma- neira fluida os fornos individuas 105 com os HRSGs 120. Um ou mais condutos transver- sais 115 conectam de maneira fluida o túnel comum 110 aos HRSGs 120. Um conduto de gás resfriado 125 transporta o gás resfriado a partir dos HRSGs para o sistema de dessulfuri- zação de gás de combustão (FGD) 130. Conectados de maneira fluida e adicionalmente a jusante estão um sistema de filtros de manga 135 para a coleta de particulados, ao menos um ventilador de tiragem 140 para controle de pressão de ar dentro do sistema, e uma chaminé de gás principal 145 para exaurir gases de exaustão tratados e resfriados para o ambiente. As linhas de vapor 150 podem interconectar o HRSG 120 e uma usina de cogera- ção 155 de modo que o calor recuperado possa ser utilizado. Diversas usinas de coque 100 podem ter diferentes proporções de fornos 105, HRSGs 120, e outras estruturas. Por exemplo, em algumas usinas de coque, cada forno 105 ilustrado na Figura 1 podem repre- sentar dez fornos reais.

Conforme será descrito em detalhes adicionais abaixo, em várias modalidades, os fornos de coque 105 individuais podem incluir uma ou mais entradas de ar configuradas para permitir que o ar externo na câmara do forno de pressão negativa sofra combustão com a VM do carvão. As entradas de ar podem ser usadas com um ou mais distribuidores 10 de ar para direcionar, pré-aquecer, circular e/ou distribuir o ar dentro da câmara do forno. O termo "ar", para uso na presente invenção, pode incluir ar ambiente, oxigênio, oxidantes, nitrogênio, óxido nitroso, diluentes, gases de combustão, misturas de ar, misturas de oxidan- te, gás de combustão, gás de ventilação reciclado, vapor, gases que tem aditivos, inertes, absorventes de calor, materiais de fase líquida, tais como gotículas de água, materiais multi- 15 fásicos, tais como gotículas de líquido atomizadas através de um veículo gasoso, combustí- veis líquidos aspirados, heptano líquido aspirado em um fluxo de veículo gasoso, combustí- veis, tais como gás natural ou hidrogênio, gases resfriados, outros gases, líquidos ou sólidos, ou uma combinação destes materiais. Em diversas modalidades, as entradas de ar e/ou distri- buidores podem funcionar (isto é, abrir, fechar, modificar um padrão de distribuição de ar, 20 etc.) em resposta a sistemas de controle avançados automáticos ou de controle manual. As entradas de ar e/ou distribuidores de ar podem operar em um sistema de controle avançado dedicado ou podem ser controlados por um sistema de controle de tiragem mais amplo que ajusta as entradas de ar e/ou distribuidores, assim como os reguladores de coletor ascendente, reguladores de cano de chaminé único e/ou outros caminhos de 25 distribuição de ar dentro do sistema de forno de coque. Os sistemas de controle avançado serão descrito em detalhes adicionais abaixo com referência às Figuras 1B e 1C, e as mo- dalidades específicas de várias entradas de ar e distribuidores de ar serão descritas em detalhes adicionais abaixo com referência às Figuras 2A a 11.

As Figuras 1B e 1C ilustram os detalhes adicionais relacionados à estrutura e 30 mecânica de fornos de coque e sistemas de controle avançado em fornos de coque. A Figura 1B é uma vista de recorte parcial isométrica de uma parte da usina de coque de HHR configurada de acordo com as modalidades da tecnologia. A Figura 1C é uma vista em seção de um forno de coque de HHR 105 configurado de acordo com as modalidades da tecnologia. Com referência às Figuras 1B e 1C em conjunto, cada forno 105 pode 35 incluir uma cavidade aberta definida por um piso 160, uma porta frontal 165 que forma substancialmente todo um lado do forno, uma porta traseira 170 oposta à porta frontal 165 que forma substancialmente todo o lado do forno oposto à porta frontal, duas paredes late- rais 175 que se estendem para cima a partir do piso 160 intermediam as portas frontal 165 e traseira 170, e um teto 180 que forma a superfície superior da cavidade aberta de uma câ- mara do forno 185. Em diversas modalidades, as portas frontal ou traseira 165, 170 podem consistir em portas completas ou semiportas. O controle de fluxo de ar e pressão dentro da 5 câmara do forno 185 pode ser crítico para a operação eficaz do ciclo de coqueamento e, portanto, a porta frontal 165 inclui uma ou mais entradas de ar primários 195 que permitem o ar de combustão primária na câmara do forno 185. Em algumas modalidades, as múltiplas entradas de ar 195 são interconectadas (por exemplo, através de um tubo de cerâmica ou outro sistema de distribuição interno ou externo ao forno 105) de tal modo que o ar seja su- 10 prido para cada entrada 195 a partir do tubo comum. Cada entrada de ar primário 195 inclui um regulador de ar primário 190 que pode ser posicionado em qualquer uma dentre uma série de posições entre completamente aberta e completamente fechada para variar a quan- tidade de fluxo de ar primário na câmara do forno 185. Em algumas modalidades, o regula- dor 190 pode utilizar um controle superior de girar ou deslizar. Alternativamente, a uma ou 15 mais entradas de ar primários 195 são adicional ou alternativamente formadas através do teto 180, piso 160, paredes laterais 175 e/ou outro local (acima, em ou abaixo do leito de carvão) dentro do forno. Conforme será descrito em detalhes abaixo, um ou mais distribuido- res de ar podem ser empregados em conexão com uma entrada de ar primário 195 para direcionar, pré-aquecer e/ou distribuir o ar dentro da câmara do forno 185.

Em operação, os gases voláteis emitidos a partir do carvão posicionado dentro da

câmara do forno 185 se acumulam no teto e são atraídos a jusante no sistema geral para canais de descida 200 formados em uma ou ambas as paredes laterais 175. Os canais de descida conectam de maneira fluida a câmara do forno 185 com um cano de chaminé único 205 posicionado embaixo do piso de forno 160. O cano de chaminé único 205 forma um 25 caminho tortuoso embaixo do piso de forno 160. Os gases voláteis emitidos a partir do car- vão podem sofrer combustão no cano de chaminé único 205 gerando, assim, calor para su- portar a redução de carvão em coque. Os canais de descida 200 estão em comunicação fluida com chaminés ou canais de coletor ascendente 210 formados em uma ou ambas as paredes laterais 175. Uma entrada de ar secundário 215 pode ser fornecida entre o cano de 30 chaminé único 205 e a atmosfera, e a entrada de ar secundário 215 pode incluir um regula- dor de ar secundário 220 que pode ser posicionado em qualquer uma dentre uma série de posições entre completamente aberta e completamente fechada para variar a quantidade de fluxo de ar secundário no cano de chaminé único 205. Os canais de coletor ascendente 210 estão em comunicação fluida com o túnel comum 110 por meio de um ou mais condutos de 35 coletor ascendente 225. Uma entrada de ar terciário 227 pode ser fornecida entre o conduto de coletor ascendente 225 e a atmosfera. A entrada de ar terciário 227 pode incluir um regu- lador de ar terciário 229 que pode ser posicionado em qualquer uma dentre uma série de posições entre completamente aberta e completamente fechada para variar a quantidade de fluxo de ar terciário no conduto de coletor ascendente 225.

Com a finalidade de fornecer a capacidade de controlar o fluxo de gás através dos condutos de coletor ascendente 225 e dentro dos fornos 105, cada conduto de coletor as- cendente 225 também inclui um regulador de coletor ascendente 230. O regulador de cole- tor ascendente 230 pode ser posicionado em qualquer uma dentre as posições entre com- pletamente aberta e completamente fechada para variar a quantidade de tiragem do forno no forno 105. O regulador de coletor ascendente 230 pode compreender qualquer dispositi- vo de bloqueio de orifício ou controle de fluxo controlado manualmente ou automático (por exemplo, qualquer placa, vedação, bloco, etc.). Para uso na presente invenção, "tiragem" indica uma pressão negativa em relação à atmosfera. Por exemplo, uma tiragem de 0,394 centímetros (0,1 polegadas) de água indica uma pressão de 0,394 centímetros (0,1 polega- das) de água abaixo da pressão atmosférica. As polegadas de água consistem em uma uni- dade não SI para pressão e é convencionalmente usada para descrever a tiragem em diver- sos locais em uma usina de coque. Em algumas modalidades, a tiragem se situa em uma faixa a partir de cerca de 0,305 centímetros a cerca de 0,406 centímetros (0,12 a cerca de

0,16 polegadas) de água. Se uma tiragem é aumentada ou de outra forma se torna maior, a pressão se move mais abaixo da pressão atmosférica. Se uma tiragem é diminuída, cai ou se torna de outra forma menor ou mais baixa, a pressão se move em direção à pressão at- 20 mosférica. Mediante o controle da tiragem do forno com o regulador de coletor ascendente 230, o fluxo de ar no forno 105 a partir das entradas de ar 195, 215, 227, assim como os vazamentos de ar no forno 105 podem ser controlados. Tipicamente, conforme mostrado na Figura 1C, um forno individual 105 inclui dois condutos de coletor ascendente 225 e dois reguladores de coletor ascendente 230, mas o uso de dois condutos de coletor ascendente 25 e dois reguladores de coletor ascendente não é uma necessidade; um sistema pode ser projetado para usar apenas um ou mais do que dois condutos de coletor ascendente e dois reguladores de coletor ascendente.

Uma usina de coque de HHR de amostra 100 inclui uma série de fornos 105 que são agrupados em blocos de forno 235 (conforme mostrado na Figura 1A). A usina de coque 30 de HHR 100 ilustrada inclui cinco blocos de forno 235 com vinte fornos cada, para um total de cem fornos. Todos os fornos 105 são conectados de maneira fluida por meio de ao me- nos um conduto de coletor ascendente 225 ao túnel comum 110, o qual, pode sua vez, está em comunicação fluida com cada HRSG 120 por meio de um conduto transversal 115. Cada bloco de forno 235 é associado com um conduto transversal particular 115. Os gases de 35 exaustão a partir de cada forno 105 em um bloco de forno 235 fluem através do túnel co- mum 110 para o conduto transversal 115 associado com cada respectivo bloco de forno 235. Metade dos fornos em um bloco de forno 235 fica localizada em um lado de uma inter- seção 245 do túnel comum 110 e um conduto transversal 115 e a outra metade dos fornos no bloco de forno 235 fica localizada no outro lado da interseção 245.

Um regulador ou válvula de HRSG 250 associado com cada HRSG 120 (conforme mostrado na Figura 1A) é ajustável para controlar o fluxo de gases de exaustão através do 5 HRSG 120. A válvula de HRSG 250 pode ser posicionada sobre o lado a montante ou quen- te do HRSG 120, ou pode ser posicionada no lado a jusante ou frio do HRSG 120. As válvu- las de HRSG 250 são variáveis a uma série de posições entre completamente aberta e com- pletamente fechada e o fluxo de gases de exaustão através dos HRSGs 120 é controlado medi- ante o ajuste da posição relativa das válvulas de HRSG 250.

Em operação, o coque é produzido nos fornos 105 por meio primeiramente do

carregamento de carvão na câmara do forno 185, aquecendo o carvão em um ambiente com esgotamento de oxigênio, repelindo a fração volátil de carvão e, então, oxidando a VM dentro do forno 105 para capturar e utilizar o calor emitido. Os voláteis de carvão são oxida- dos dentro dos fornos sobre um ciclo de coqueamento estendido, e liberam calor para con- 15 duzir de maneira regenerativa a carbonização do carvão ao coque. O ciclo de coqueamento começa quando a porta frontal 165 é aberta e o carvão é carregado sobre o piso de forno 160. O carvão sobre o piso de forno 160 é conhecido como o leito de carvão. O calor a partir do forno (devido ao ciclo de coqueamento anterior) inicia o ciclo de carbonização. Em algu- mas modalidades, nenhum combustível adicional além daquele produzido pelo processo de 20 coqueamento é usado. Apenas metade do calor total transferido para o leito de carvão é radiada para baixo sobre a superfície superior do leito de carvão a partir da chama luminosa do leito de carvão e o teto de forno radiante 180. A metade restante do calor é transferida para o leito de carvão por meio da condução a partir do piso de forno 160, o qual é aquecido de modo convectivo a partir da volatilização de gases no cano de chaminé único 205. Desta 25 forma, uma “onda” do processo de carbonização de fluxo plástico das partículas de carvão e a formação de coque coesivo de alta resistência prossegue tanto a partir dos limites de topo como de fundo do leito de carvão.

Tipicamente, cada forno 105 é operado em pressão negativa, então, o ar é atraído para o forno durante o processo de redução devido ao diferencial de pressão entre o forno 30 105 e a atmosfera. O ar primário para combustão é adicionado à câmara do forno 185 para oxidar parcialmente os voláteis de carvão, mas a quantidade deste ar primário é controlada de modo que somente uma parte dos voláteis liberados a partir do carvão sofra combustão na câmara do forno 185, liberando, assim, somente uma fração de sua entalpia de combus- tão dentro da câmara do forno 185. O ar primário pode ser introduzido na câmara do forno 35 185 acima do leito de carvão através das entradas de ar primário 195, com a quantidade de ar primário controlada pelos reguladores de ar primário 190. Os reguladores de ar primário 190 também podem ser usados para manter a temperatura de operação desejada dentro da câmara do forno 185.

Os gases parcialmente combustos passam a partir da câmara do forno 185 através dos canais de descida 200 no cano de chaminé único 205, onde o ar secundário é adiciona- do aos gases parcialmente combustos. O ar secundário é introduzido através da entrada de 5 ar secundário 215. A quantidade de ar secundário que é introduzido é controlada pelo regu- lador de ar secundário 220. À medida que o ar secundário é introduzido, os gases parcial- mente combustos sofrem combustão de modo mais completo no cano de chaminé único 205, extraindo, assim, a entalpia de combustão restante que é transportada através do piso de forno 160 para adicionar calor à câmara do forno 185. Os gases de exaustão completa- 10 mente ou quase completamente combustos saem do cano de chaminé único 205 através dos canais de coletor ascendente 210 e, então, fluem no conduto de coletor ascendente 225. O ar terciário é adicionado aos gases de exaustão através da entrada de ar terciário 227, onde a quantidade de ar terciário introduzido é controlada pelo regulador de ar terciário 229 de modo que qualquer fração restante de gases não combustos nos gases de exaustão 15 seja oxidada a jusante da entrada de ar terciário 227. No final do ciclo de coqueamento, o carvão tem se transformado e tem carbonizado para produzir coque. O coque é, de prefe- rência, removido do forno 105 através da porta traseira 170 com a utilização de um sistema de extração mecânica. Finalmente, o coque é arrefecido (por exemplo, arrefecido a seco ou a úmido) e dimensionado antes da entrega a um usuário.

Conforme discutido acima, o controle da tiragem nos fornos 105 pode ser implanta-

do por sistemas de controle avançado ou automatizado. Um sistema de controle de tiragem avançada, por exemplo, pode controlar automaticamente um regulador de coletor ascenden- te que pode ser posicionado em qualquer uma dentre uma série de posições entre comple- tamente aberta e completamente fechada para variar a quantidade de tiragem do forno no 25 forno 105. O regulador de coletor ascendente automático pode ser controlado em resposta às condições de operação (por exemplo, pressão ou tiragem, temperatura, concentração de oxigênio, taxa de fluxo de gás, níveis a jusante de hidrocarbonetos, água, hidrogênio, dióxi- do de carbono, ou razão de água para dióxido de carbono, etc.) detectadas por ao menos um sensor. O sistema de controle automático pode incluir um ou mais sensores relevantes 30 às condições de operação da usina de coque 100. Em algumas modalidades, um sensor de tiragem de forno ou sensor de pressão de forno detecta uma pressão que é indicativa da tiragem do forno. Com referência às Figuras 1A a 1C em conjunto, o sensor de tiragem de forno pode ficar localizado no teto de forno 180 ou em outro lugar na câmara do forno 185. Alternativamente, um sensor de tiragem de forno pode ficar localizado em qualquer um dos 35 reguladores de coletor ascendente automáticos 305, no cano de chaminé único 205, na por- ta do forno 165 ou 170, ou no túnel comum 110 próximo ou acima do forno de coque 105. Em uma modalidade, o sensor de tiragem de forno foca localizado no topo do teto de forno 180. O sensor de tiragem de forno pode ficar localizado alinhado com o forro de tijolo refra- tário do teto de forno 180 ou poderia se estender na câmara do forno 185 a partir do teto de forno 180. Um sensor de tiragem de chaminé de escape de desvio pode detectar uma pres- são que é indicativa da tiragem na chaminé de escape de desvio 240 (por exemplo, na base 5 da chaminé de escape de desvio 240). Em algumas modalidades, um sensor de tiragem de chaminé de escape de desvio fica localizado na interseção 245. Os sensores de tiragem adicionais podem ser posicionados em outros locais na usina de coque 100. Por exemplo, um sensor de tiragem no túnel comum poderia ser usado para detectar uma tiragem de túnel comum indicativa da tiragem do forno em múltiplos fornos próximos ao sensor de tiragem. 10 Um sensor de tiragem de interseção pode detectar uma pressão que é indicativa da tiragem em uma das interseções 245.

Um sensor de temperatura do forno pode detectar a temperatura do forno e pode ficar localizado no teto de forno 180 ou em outro lugar na câmara do forno 185. Um sensor de temperatura de cano de chaminé único pode detectar a temperatura do cano de chami- 15 né único e fica localizado no cano de chaminé único 205. Um sensor de temperatura de tú- nel comum detecta a temperatura de túnel comum e fica localizado no túnel comum 110. Um sensor de temperatura de entrada de HRSG pode detectar a temperatura de entrada de HRSG e pode ficar localizado na ou próximo à entrada do HRSG 120. Os sensores adicio- nais de temperatura ou pressão podem ser posicionados em outros locais na usina de co- 20 que 100.

Um sensor de oxigênio de conduto de coletor ascendente é posicionado para de- tectar a concentração de oxigênio dos gases de exaustão no conduto de coletor ascendente 225. Um sensor de oxigênio de entrada de HRSG pode ser posicionado para detectar a con- centração de oxigênio dos gases de exaustão na entrada do HRSG 120. Um sensor de 25 oxigênio de chaminé principal pode ser posicionado para detectar a concentração de oxi- gênio dos gases de exaustão na chaminé principal 145 e os sensores de oxigênio adicio- nais podem ser posicionados em outros locais na usina de coque 100 para fornecer in- formação sobre a concentração de oxigênio relativa em diversos locais no sistema.

Um sensor de fluxo pode detectar a taxa de fluxo de gás dos gases de exaustão. 30 Por exemplo, um sensor de fluxo pode ficar localizado a jusante de cada um dos HRSGs 120 para detectar a taxa de fluxo dos gases de exaustão que saem de cada HRSG 120. Esta informação pode ser usada para equilibrar o fluxo de gases de exaustão através de cada HRSG 120 por meio do ajuste dos reguladores de HRSG 250. Os sensores de fluxo adicionais podem ser posicionados em outros locais na usina de coque 100 para fornecer 35 informação sobre a taxa de fluxo de gás em diversos locais no sistema. Adicionalmente, um ou mais sensores de tiragem ou pressão, sensores de temperatura, sensores de oxigênio, sensores de fluxo, sensores de hidrocarboneto e/ou outros sensores podem ser usados no sistema de controle de qualidade de ar 130 ou outros locais a jusante dos HRSGs 120. Em algumas modalidades, vários sensores ou sistemas automáticos são ligados para otimizar a qualidade e produção de coque em geral e maximizar o rendimento. Por exemplo, em al- guns sistemas, um ou mais dentre uma entrada de ar 195, um regulador de entrada 190, um 5 regulador de cano de chaminé único e/ou um regulador de coletor ascendente do forno po- dem ser ligados (por exemplo, em comunicação com um controlador comum) e ajustados em suas respectivas posições de maneira coletiva. Desta forma, as entradas de ar 195 po- dem ser usadas para ajustar a tiragem conforme necessário para controlar a quantidade de ar na câmara do forno 185. Em modalidades adicionais, outros componentes do sistema 10 podem ser operados de uma maneira complementar ou os componentes podem ser contro- lados de maneira independente.

Um atuador pode ser configurado para abrir e fechar os diversos reguladores (por exemplo, reguladores de coletor ascendente 230 ou reguladores de ar 190). Por exemplo, um atuador pode ser um atuador linear ou um atuador rotacional. O atuador pode permitir que os reguladores sejam infinitamente controlados entre as posições completamente aber- ta e completamente fechada. Em algumas modalidades, diferentes reguladores podem ser abertos ou fechados a diferentes graus. O atuador pode mover os reguladores entre estas posições em resposta à condição de operação ou condições de operação detectadas pelo sensor ou sensores incluídos em um sistema de controle de tiragem automático. O atuador pode posicionar o regulador de coletor ascendente 230 com base em instruções de posição recebidas a partir de um controlador. As instruções de posição podem ser geradas em res- posta à tiragem, temperatura, concentração de oxigênio, nível de hidrocarboneto a jusante, ou taxa de fluxo de gás detectada por um ou mais dos sensores discutidos acima; os algo- ritmos de controle que incluem uma ou mais entradas de sensor; uma programação pré- configurada ou outros algoritmos de controle. O controlador pode consistir em um controla- dor distinto associado com um único regulador automático ou múltiplos reguladores automá- ticos, um controlador centralizado (por exemplo, um sistema de controle distribuído ou um sistema de controle lógico programável), ou uma combinação dos dois. Consequentemente, as entradas de ar primário individuais 195 ou reguladores 190 podem ser operadas de ma- neira individual ou em conjunto com outras entradas 195 ou reguladores 190.

O sistema de controle de tiragem automático pode, por exemplo, controlar um regulador de coletor ascendente automático 230 ou regulador de entrada de ar 190, 220 ou 229 em resposta à tiragem do forno detectada por um sensor de tiragem de forno. O sensor de tiragem de forno pode detectar a tiragem do forno e emitir um sinal indicativo da 35 tiragem do forno para um controlador. O controlador pode gerar uma instrução de posição em resposta a esta entrada do sensor e o atuador pode mover o regulador de coletor as- cendente 230 ou regulador de entrada de ar 190, 220 ou 229 para a posição exigida pela instrução de posição. Desta forma, um sistema de controle automático pode ser usado para manter uma tiragem do forno visada. Semelhantemente, um sistema de controle de tiragem automático pode controlar os reguladores de coletor ascendente automáticos, reguladores de entrada, os reguladores de HRSG 250 e/ou o ventilador de tiragem 140, conforme ne- 5 cessário, para manter as tiragens visadas em outros locais dentro da usina de coque 100 (por exemplo, uma tiragem de interseção visada ou uma tiragem de túnel comum visada). O sistema de controle de tiragem automático pode ser colocado em um modo manual para permitir o ajuste manual dos reguladores de coletor ascendente automáticos, dos regulado- res de HRSG e/ou do ventilador de tiragem 140, conforme necessário. Em outras modali- 10 dades adicionais, um atuador automático pode ser usado em combinação com um controle manual para abrir ou fechar completamente uma trajetória de fluxo. Conforme mencionado acima, as entradas de ar 195 podem ser posicionadas em diversos locais no forno 105 e podem utilizar um sistema de controle avançado da mesma maneira. Em algumas modali- dades que têm tanto a entrada de ar de teto 180 como de porta 165, as entradas podem 15 ser controladas de maneira coletiva para conduzir a circulação de fluxo dentro da câmara 185. Em diversas modalidades, os fornos individuais 105 são controlados de maneira sepa- rada, enquanto que em modalidades adicionais uma série de fornos é controlada em conjun- to.

A Figura 2A é uma vista parcialmente transparente isométrica de uma parte de um forno de coque 205 que tem defletores de porta ou distribuidores de ar 251 configurados de acordo com as modalidades da tecnologia. Conforme descrito acima com referência às Figuras 1A a 1C, o forno 205 inclui uma pluralidade de entradas de ar primário 195 configu- radas para introduzir ar na câmara do forno 185. As entradas 195 podem ser circulares, fendidas ou aberturas com outro formato. Os distribuidores 251 são posicionados próximo às entradas de ar 195 dentro da câmara do forno 185 e são configurados para distribuir, pré-aquecer, canalizar, regular e/ou redirecionar o ar que entra na câmara do forno 185. As entradas 195 podem ter um diâmetro ou largura contínua W através da profundidade D da porta do forno 165 ou podem se afunilar para controlar a pressão. Adicionalmente, as en- tradas 195 podem ser inclinadas com referência ao eixo geométrico horizontal geralmente paralelo com o piso de forno.

A Figura 2B é uma vista isométrica do distribuidor de ar de porta 251 e a Figura 2C é uma vista lateral do distribuidor de ar de porta 251 configurado de acordo com as moda- lidades da tecnologia. Com referência às Figuras 2B e 2C em conjunto, o distribuidor 251 compreende um defletor para deflexão de fluxo anular que tem um diâmetro interno Bi e um 35 diâmetro externo B0 e uma profundidade B0. Conforme mostrado, em algumas modalidades, B0 é maior do que Bi fazendo com que o distribuidor de ar 251 tenha um perfil lateral angular ou distribuído para expandir o perfii de distribuição e dispersar o ar entrante. Em algumas modalidades, o distribuidor de ar 251 tem uma diferença de elevação a partir de cerca de 2,54 a 5,08 centímetros (1 a 2 polegadas) sobre sua profundidade B0. Em modalidades adi- cionais, B0 pode ser menor do que Bi a fim de estreitar o perfil de distribuição ou aumentara a pressão sobre o ar entrante para modificar o perfil de distribuição do ar (por exemplo, as- 5 sim, o ar pode entrar em uma pressão maior e se estender adicionalmente na câmara 185). Em modalidades adicionais, o distribuidor de ar 251 tem um diâmetro constante. A profundi- dade do distribuidor de ar B0 pode fazer com que o distribuidor de ar 251 se estenda na câ- mara do forno 185 para liberar ar, adicionalmente, em direção ao centro da câmara 185. Em outras modalidades, o distribuidor de ar 251 pode ficar alinhado ou quase alinhado com a 10 porta do forno 165 ou pode ser externo à câmara do forno 185. Embora três entradas 195 e distribuidores 251 sejam mostrados, podem existir mais ou menos em modalidades adicio- nais da tecnologia.

A Figura 2D é uma vista superior parcialmente esquemática do distribuidor de ar de porta 251 que forma um padrão de ar de vórtice V e configurado de acordo com as moda- 15 Iidades da tecnologia. Com referência às Figuras 2A a 2D em conjunto, em operação, os distribuidores 251 espalham o jato de ar que entra na câmara do forno 185 e evitam que o jato de ar imerja tão próximo à superfície do carvão/coque de modo que o jato de ar não fique sujeito a um distribuidor de ar 251. Os distribuidores 251, consequentemente, promo- vem a combustão antes que o ar atinja a superfície do carvão/coque. Em algumas modali- 20 dades, o distribuidor 251 é separado da porta do forno 165 e é posicionado geralmente em frente de ou próximo à entrada 195. O ar que entra na câmara do forno 185 passa tanto através de como em torno do distribuidor 251. A combinação destes padrões de fluxo de ar pode criar o padrão de ar de vórtice V na frente do distribuidor 251. Acredita-se, deste modo, que o distribuidor 251 possa ser como um gerador de vórtice. O padrão de vórtice V pode 25 fazer com que o ar pare, gire, e em alguns casos, se aqueça antes de continuar, adicional- mente, para a câmara do forno. O vórtice V pode otimizar a mistura entre o ar entrante e os gases de combustão e criar uma chama que tem algumas características de uma chama pré-misturada. Em alguns casos, o vórtice V pode fixar uma chama para suavizar a imersão de ar frio.

O ar que entra na câmara do forno 185 também pode ser pré-aquecido dentro da

porta do forno 165, dos distribuidores de ar 251 e/ou das entradas 195. Mais especificamen- te, estas características podem funcionar como trocadores de calor, que aquecem o ar en- trante com o calor a partir do forno ou outra fonte. Em modalidades adicionais, o ar entrante é pré-aquecido do lado de fora do forno 205, tal como em um conduto ou câmara. Em outras 35 modalidades adicionais, o ar pode ser pré-aquecido dentro de uma estrutura do forno (por exemplo, dentro de uma parede lateral, teto, porta ou piso). Em outras modalidades adicio- nais, o ar é parcialmente pré-aquecido do lado de fora da câmara do forno 185 e, então, adicionalmente aquecido próximo ao distribuidor 251 dentro da câmara 185. Em diversas modalidades, o ar que entra na câmara 185 pode ser pressurizado, controlado por um sis- tema de controle de tiragem mais amplo, conforme descrito acima, ou fluir livremente ou não pressurizado. Adicionalmente, o ar pode ser frio, morno ou quente.

Os distribuidores 251 podem reduzir a perda de rendimento ao evitar o contato dire- to entre o jato de ar entrante e o leito de carvão. Mais especificamente, o oxigênio no ar po- de ser direcionado para a região de teto para queimar a VM liberada pelo carvão no proces- so de coqueamento. Os distribuidores podem afetar o fluxo de ar ao injetar o ar em um local distante da superfície de carvão/coque, redirecionar o momentum de fluxo de ar para longe da superfície de carvão/coque, dispersar o ar antes que o mesmo alcance a superfície de carvão/coque, pré-aquecer o ar para reduzir sua densidade de tal modo que tenha mais tempo para queimar ou dispersar antes de alcançar a superfície de carvão/coque, ou uma combinação destas técnicas. Qualquer uma destas técnicas pode fornecer o contato aperfei- çoado entre o ar e os gases do forno quente, fornecendo a dispersão/mistura mais rápida do oxigênio com os gases do forno.

A Figura 3A é uma vista parcialmente transparente isométrica de um forno de co- que 305 que tem entradas de ar de teto 361 configuradas de acordo com as modalidades da tecnologia. As entradas de ar de teto 361 podem ter várias características geralmente similares às entradas de ar de porta 195 descritas acima com referência às Figuras 1A a 2D. Por exemplo, as entradas de ar de teto 361 introduzem ar de combustão através do teto 180 e na câmara do forno 185. Cada entrada de ar 361 pode incluir um regulador de ar que pode ser posicionado em qualquer uma dentre uma série de posições entre completa- mente aberta e completamente fechada para variar a quantidade de fluxo de ar na câmara do forno 185. O forno de coque 305 inclui, adicionalmente, um ou mais distribuidores 363 configu- rados para canalizar/distribuir o fluxo de ar na câmara do forno 185.

Conforme mostrado esquematicamente na Figura 3B, cada distribuidor 363 compreende uma placa de deflexão ou defletor de impacto configurado para dispersar ou redirecionar o ar que entra na câmara do forno 185. O distribuidor 363 pode ser acoplado ao teto 180, entrada 361, ou outra característica do forno. Por exemplo, o distribuidor 363 pode ser suspenso e separado do teto 180. À medida que o ar (representado por linhas de fluxo com setas) entra na entrada 361, o ar se conecta com e é desviado pelo distribuidor 363. O distribuidor 363 pode consequentemente alterar a maneira na qual o ar entra e se com- porta na câmara do forno 185. Mais especificamente, os distribuidores 363 espalham o ar entrante lateralmente e podem causar a distribuição térmica mais uniforme dentro do teto e fornecer melhor combustão e mistura de ar-VM na região de teto.

Em diversas modalidades, o distribuidor 363 pode ser de aço, cerâmica, rede de cerâmica, ou outro material adequado para resistir às altas temperaturas do forno. O dis- tribuidor 363 pode ser um material sólido ou pode ter uma ou mais aberturas no mesmo. Embora a entrada 361 seja mostrada como tendo duas aberturas laterais para receber o ar, em modalidades adicionais, a entrada 361 pode ter mais ou menos aberturas e as aber- turas podem ficar nos lados ou no topo da entrada 361 ou podem ter outras disposições ade- 5 quadas. Semelhantemente, o distribuidor 363 pode permitir que o ar flua na câmara do for- no 185 através de mais ou menos do que duas passagens laterais. Adicionalmente, a en- trada 361 e o distribuidor 363 podem ter uma seção transversal retangular, circular, ou com outro formato e as aberturas no mesmo podem compreender fendas, tubos, portas, ou qualquer outro orifício que permite o fluxo.

Em algumas modalidades, a entrada 361 e/ou o distribuidor 363 pode fornecer o

pré-aquecimento de ar entrante para reduzir sua densidade da maneira descrita acima. Por exemplo, a entrada 361 pode compreender uma cerâmica ou outro tubo que se estende ao longo do topo do forno 305 e recebe calor a partir do forno 305 ou outra fonte. Em outras modalidades, tal tubo de troca de calor pode ficar dentro do forno. Em mais outras modali- 15 dades, a entrada 361 pode compreender um queimador ou outro aquecedor no exterior do forno 305 que aquece o ar entrante com gás natural ou outro material. O material de pré- aquecimento pode ser queimado antes de alcançar o forno ou pode ser introduzido ao forno com o ar. Em modalidades adicionais, um gás inerte, gás de combustão, gás de diluição, ou gás de resfriamento pode ser adicionado à câmara 185 através da entrada 361 e/ou distri- 20 buidor 363. Qualquer um destes gases pode ser introduzido manualmente ou como parte de um sistema de controle avançado em resposta a uma condição de operação detectada. Em uma modalidade particular, por exemplo, o combustível pode ser adicionado durante ou no final de um ciclo de coqueamento em resposta a um comando pelo sistema de controle avançado. Em outras modalidades, diferentes materiais podem ser adicionados em diferen- 25 tes momentos durante o ciclo de coqueamento. Por exemplo, em algumas modalidades, um gás inerte pode ser adicionado durante a primeira metade do ciclo de coqueamento para evitar o influxo de oxidantes e criar um ambiente mais puramente pirolítico. A entrada 361 e/ou distribuidor 363 pode funcionar como um sistema de distribuição para suprir misturas de um combustível de aquecimento (por exemplo, gás natural, gás inerte, gás de diluição) e 30 ar para a câmara do forno 185. Em diversas modalidades, podem existir mais ou menos entradas de ar 361 do que mostrado e, em uma modalidade particular, existem seis entra- das 361.

A Figura 4 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de teto 463 confi- gurado de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia. O distribuidor 463 pode compreender um conjunto enfileirado de defletores que canalizam o ar através de uma plu- ralidade de aberturas 467. Em operação, o ar entra em uma entrada de ar 461 e o distribui- dor 463 espalha o ar a uma faixa de profundidades na câmara do forno 185 e lateralmente na região do teto. Embora o distribuidor 463 ilustrado compreenda três aberturas 467 em somente um lado, em modalidades adicionais, podem existir aberturas em múltiplos lados e podem existir mais ou menos aberturas 467 na mesma fileira ou em fileiras adicionais.

A Figura 5 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de teto 563 confi- gurado de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia. O distribuidor 563 tem vá- rias características geralmente similares ao distribuidor 363 descrito acima com referência à Figura 3B. Por exemplo, o distribuidor 563 pode ser suspenso a partir do teto 180 e pode receber o ar a partir de uma entrada de ar 561. O distribuidor 563 pode ser verticalmente alongado para estender a uma profundidade adicional na câmara do forno 185. O distribui- dor 563 pode consequentemente espalhar o ar para uma região mais próxima ao leito de carvão e separa adicionalmente do teto 180. O distribuidor alongado 563 também pode for- necer tempo de pré-aquecimento de ar adicional através da troca de calor, conforme des- crito acima. Em diversas modalidades, o distribuidor 563 pode ter uma profundidade fixa ou pode ter um ou mais defletores variáveis, dobradiças ou molas ajustáveis, ou outros compo- nentes para fornecer uma profundidade dinâmica de distribuição de ar para a câmara do forno 185.

A Figura 6 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de teto 663 confi- gurado de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia. O distribuidor 663 tem vá- rias características geralmente similares aos distribuidores descritos acima. O distribuidor 20 663 pode ser suspenso a partir do teto 180 e pode receber o ar a partir de uma entrada de ar 661. O distribuidor 663 pode ser lateralmente alongado e ter uma pluralidade de aberturas 667 em um lado voltado para baixo. Em modalidades adicionais, o distribuidor 663 pode ser lateralmente alongado em somente uma direção e/ou pode ter aberturas adicionai ou alter- nativamente em outros lados ou superfícies voltadas para cima. O distribuidor 663 pode 25 consequentemente espalhar o ar lateralmente e para baixo e pode causar a distribuição térmica mais uniforme dentro do teto 180. Com o uso de um distribuidor lateralmente alon- gado que tem múltiplas aberturas de distribuição 667, em algumas modalidades, somente poucas ou uma única entrada 661 pode ser necessária para fornecer ar para a câmara 185.

A Figura 7 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de porta 751 con- 30 figurado de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia. O distribuidor 751 é em formato geralmente cilíndrico e se estende a partir de e/ou através da porta do forno 165. Em algumas modalidades, o distribuidor 751 se estende na câmara do forno 185, enquanto que em outras modalidades o distribuidor 751 fica alinhado com a porta 165 ou uma parede lateral. O distribuidor 751 pode ser angular (por exemplo, ângulo Θ) em relação à porta do 35 forno 165. Em modalidades adicionais, o distribuidor 751 pode ser mais ou menos angular em relação à porta 165, e pode fazer com que o ar flua para cima, para baixo ou para os lados na câmara do forno 185. Em algumas modalidades, o ângulo Θ é selecionado para direcionar o ar frio suficientemente para longe do leito de carvão para evitar a queima de superfície, mas não tão inclinado para causar queima ou outro dano ao teto. O distribuidor 751 pode consequentemente direcionar o ar a partir da entrada de ar 195 para um local de- sejado para maximizar a distribuição térmica e combustão de VM. Em modalidades adicio- 5 nais, a posição do distribuidor em relação à porta 165 pode ser dinâmica. Por exemplo, o ângulo Θ pode se modificar de maneira manual ou automática em resposta a uma tempera- tura do forno, pressão, nível de oxigênio ou condição de tiragem detectada.

A Figura 8 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de porta 851 con- figurado de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia. O distribuidor 851 é ge- 10 ralmente similar ao distribuidor 751 descrito acima com referência à Figura 7. Por exemplo, o distribuidor 851 pode ser em formato geralmente cilíndrico e pode se estender a partir da entrada de ar 195 na câmara do forno 185 e ser angular em relação à porta do forno 165. Adicionalmente, o distribuidor 851 pode ter uma placa de redirecionamento 881 em uma extremidade lateral configurada para redirecionar o fluxo de ar em uma determinada direção. 15 Por exemplo, na modalidade ilustrada, a placa de redirecionamento 881 forca o fluxo de ar em uma direção para cima.

Embora a placa de redirecionamento 881 seja ilustrada como sendo acoplada a uma parte inferior do distribuidor 851, em modalidades adicionais, a placa de redireciona- mento 881 pode ser acoplada a outras partes do distribuidor 851, à porta 165, ou pode de 20 outra forma ser suspensa na câmara do forno 185. Adicionalmente, a conexão entre a placa de redirecionamento 881 e o restante do distribuidor pode ser acentuadamente angular, con- forme mostrado, ou pode compreender um contorno liso e pode ser estática ou dinâmica.

A Figura 9 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de porta 951 con- figurado de acordo com mais outras modalidades da tecnologia. O distribuidor 951 é geral- mente similar ao distribuidor 851 descrito acima com referência à Figura 8. Por exemplo, o distribuidor 951 pode ser em formato geralmente cilíndrico e pode se estender a partir da entrada de ar 195 na câmara do forno 185 e ser angular em relação à porta do forno 165. Adicionalmente, uma placa de redirecionamento 957 pode ser separada do distribuidor 951 e configurada para canalizar ou redirecionar o fluxo de ar na câmara do forno 185. A placa de redirecionamento 957 pode ser acoplada ao distribuidor 951 ou pode ser de outra forma acoplada a ou suspensa na câmara do forno 185. O ângulo da placa de redirecio- namento 957 em relação à porta 165 e ao distribuidor 951 pode controlar o padrão de distri- buição de fluxo de ar na câmara 185. Na modalidade ilustrada, por exemplo, a placa de redirecionamento 957 é posicionada geralmente ortogonal ao padrão de fluxo de ar através do distribuidor 951. O fluxo de ar, portanto, se conecta com a placa de redirecionamento 957 e é canalizado para cima em direção ao teto e para baixo em direção ao leito de carvão. Em algumas modalidades, a placa de redirecionamento 957 e/ou o distribuidor 951 pode ser dinamicamente angular ou de outra forma móvel um em relação ao outro.

A Figura 10 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de porta 1051 configurado de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia. O distribuidor 1051 é geralmente similar ao distribuidor 751 descrito acima com referência à Figura 7. Em vez de 5 um formato geralmente cilíndrico, no entanto, o distribuidor 1051 compreende um formato curvado que fornece uma trajetória de fluxo de ar em serpentina. Embora as modalidades ilustradas compreendam um formato em "S" que se estende para dentro a partir da porta do forno 165 para a câmara 185, em modalidades adicionais, o distribuidor 1051 pode ter mais ou menos curvas de diversos ângulos. Em algumas modalidades, o formato curvado pode 10 fazer com que o ar que entra na câmara do forno 185 gaste um tempo prolongado no distri- buidor 1051 conforme comparado com trajetórias mais retas e mais curtas. O tempo de permanência mais longo no distribuidor 1051 pode fazer com que o ar de entrada seja pré- aquecido, assim, não se lance para a superfície de carvão/coque e cause a queima de su- perfície.

A Figura 11 é uma ilustração esquemática de um distribuidor de ar de porta 1151

configurado de acordo com as modalidades adicionais da tecnologia. O distribuidor 1151 tem várias características geralmente similares aos distribuidores descritos acima. Por exemplo, o distribuidor 1151 pode ser em formato geralmente cilíndrico e pode se estender a partir da entrada de ar 195 na câmara do forno 185. O distribuidor 1151 pode incluir, adici- 20 onalmente, uma pluralidade de aberturas 1159 configuradas para liberar o ar em diversos pontos acima e abaixo do distribuidor em diversas distâncias a partir da porta do forno 165. Em modalidades adicionais, podem existir mais ou menos aberturas1159 e as aberturas 1159 podem ser posicionadas em mais ou menos lados do distribuidor 1151. Adicionalmen- te, embora o distribuidor 1151 ilustrado seja mostrado como geralmente ortogonal à porta do 25 forno 165, em modalidades adicionais, o distribuidor 1151 pode ser angular em relação à porta 165.

Exemplos

1. Um sistema de distribuição de ar de forno de coque, que compreende:

uma câmara do forno que tem um piso de forno configurado para suportar um leito de carvão, uma pluralidade de paredes laterais que se estendem para cima a partir do piso de forno, e um teto de forno que cobre uma parte superior da câmara do forno;

uma entrada de ar posicionada acima do piso de forno e configurada para introduzir ar na câmara do forno; e

um distribuidor próximo à entrada e configurado para ao menos um dentre pré- aquecer, redirecionar ou dispersar o ar dentro da câmara do forno.

2. O sistema, de acordo com o exemplo 1, em que a entrada de ar compreende uma entrada no teto de forno. 3. O sistema, de acordo com o exemplo 1, em que a entrada de ar compreende uma entrada em uma parede lateral individual.

4. O sistema, de acordo com o exemplo 3, em que a parede lateral individual compreende uma porta de forno.

5. O sistema, de acordo com o exemplo 1, em que o distribuidor compreende um tubo geralmente cilíndrico que se estende na câmara do forno.

6. O sistema, de acordo com o exemplo 5, em que o distribuidor compreende uma placa de impacto geralmente ortogonal ao tubo cilíndrico.

7. O sistema, de acordo com o exemplo 1, em que o distribuidor compreende um defletor para deflexão de fluxo anular.

8. O sistema, de acordo com o exemplo 1, em que o distribuidor compreende um canal alongado que tem uma pluralidade de aberturas no mesmo.

9. O sistema, de acordo com o exemplo 8, em que o canal alongado é alongado em uma direção geralmente paralela às paredes laterais.

10. O sistema, de acordo com o exemplo 8, em que o canal alongado é alongado em uma direção geralmente paralela ao piso de forno.

11.0 sistema, de acordo com o exemplo 1, em que o distribuidor compreende uma trajetória em serpentina.

12. O sistema, de acordo com o exemplo 1, em que o distribuidor compreende uma trajetória angular em uma direção longe do piso de forno.

13. O sistema, de acordo com o exemplo 1, que compreende, adicionalmente, um regu- lador de entrada acoplado à entrada e configurado para ser posicionado em qualquer uma dentre uma pluralidade de posições que incluem completamente aberta e completamente fechada.

14. O sistema, de acordo com o exemplo 13, em que o regulador de entrada é automaticamente móvel entre as posições em resposta a ao menos uma dentre uma tira- gem, concentração de oxigênio ou condição de temperatura no forno.

15. O sistema, de acordo com o exemplo 1, que compreende, adicionalmente, ao me- nos um dentre um conduto ou uma câmara externa à câmara do forno e em comunicação fluida com a entrada de ar, em que o conduto ou câmara é configurada para conter e/ou aquecer o ar antes da introdução ao forno.

16. O sistema, de acordo com o exemplo 15, em que o conduto ou câmara é posi- cionada dentro de um ou mais dentre as paredes laterais, o piso de forno ou o teto de forno.

17. Um método de controle de distribuição de ar dentro de um forno de coque, o método que compreende:

introduzir ar em uma câmara do forno, a câmara do forno que compreende um pi- so, um teto e uma pluralidade de paredes laterais que conectam o piso e o teto, em que ao menos uma das paredes laterais compreende uma porta;

utilizar um distribuidor para alterar uma trajetória do ar na câmara; e aquecer o ar ao longo da trajetória alterada.

18. O método, de acordo com o exemplo 17, em que a introdução de ar em uma

câmara do forno compreende introduzir o ar através de ao menos uma dentre o teto, uma

das paredes laterais ou a porta.

19. O método, de acordo com o exemplo 17, em que o aquecimento do ar ao longo da trajetória alterada compreende utilizar o distribuidor como um trocador de calor.

20. Um forno de coque, que compreende:

uma câmara do forno;

uma entrada de ar em comunicação fluida com a câmara do forno, sendo que a en- trada de ar é configurada para suprir gás para a câmara do forno;

um distribuidor acoplado à entrada de ar e configurado para ao menos um dentre pré-aquecer, redirecionar ou distribuir o gás;

um regulador de entrada em comunicação fluida com ao menos um dentre o distri-

buidor ou a entrada de ar, sendo que o regulador de entrada é posicionado em qualquer um dentre uma pluralidade de posições que incluem completamente aberta e completamente fechada, o regulador de entrada configurado para controlar uma tiragem do forno;

um atuador configurado para alterar a posição do regulador de entrada entre a plu-

ralidade de posições em resposta a uma instrução de posição; e

um controlador em comunicação com o atuador e configurado para fornecer a ins- trução de posição para o atuador.

21. O forno de coque, de acordo com o exemplo 20, em que a entrada de ar com- preende uma pluralidade de entradas de ar, cada entrada de ar que tem um regulador de

entrada e um atuador, e em que o controlador se comunica com a pluralidade de atuadores de maneira coletiva.

22. O forno de coque, de acordo com o exemplo 20, em que a entrada de ar com- preende uma pluralidade de entradas de ar, cada entrada de ar que tem um regulador de entrada e um atuador, e em que o controlador compreende uma pluralidade de controlado-

res, cada controlador configurado para se comunicar com um atuador individual.

23. O forno de coque, de acordo com a reivindicação 20, que compreende, adicio- nalmente, um regulador de coletor ascendente em comunicação com o controlador, em que o controlador é configurado para controlar as posições do regulador de entrada e do regula- dor de coletor ascendente de maneira coletiva.

Os sistemas e métodos apresentados no presente documento oferecem várias van-

tagens sobre os sistemas de forno de coque tradicionais. Os distribuidores podem aperfei- çoar a produtividade de coque total e otimizar as características de combustão de gás de VM-ar por distribuir melhor o ar dentro da câmara do forno e/ou pré-aquecer o ar antes de introduzi-lo à câmara. A distribuição de ar aperfeiçoada reduz a perda de queima de superfí- cie de coque e aumenta o rendimento total de coque. Esta produtividade de coque aperfei- çoada possibilita a combustão melhor e "mais limpa" e temperaturas mais uniformes no teto 5 de forno. Uma temperatura mais uniforme dentro da região do teto ajuda a evitar quaisquer pontos quentes potenciais sobre as paredes refratárias do forno, minimizando, assim, os danos e reparos dispendiosos para o forno. Adicionalmente, a melhor distribuição no forno pode exigir menos entradas, o qual pode possibilitar o controle avançado mais fácil sobre a operação do forno.

A partir do mencionado anteriormente, será observado que, embora as modalida-

des específicas da tecnologia tenham sido descritas no presente documento para propósitos de ilustração, diversas modificações podem ser feitas sem que se desvie do espírito e esco- po da tecnologia. Por exemplo, embora determinadas modalidades tenham sido descritas como sendo parede lateral, porta ou entradas de ar de teto/distribuidores, estas entra- 15 das/distribuidores podem ser colocadas em qualquer local adequado no forno de coque. Adicionalmente, determinados aspectos da nova tecnologia descritos no contexto de moda- lidades particulares podem ser combinados ou eliminados em outras modalidades. Além disso, embora as vantagens associadas com determinadas modalidades da tecnologia te- nham sido descritas no contexto daquelas modalidades, outras modalidades também podem 20 exibir tais vantagens e nem todas as modalidades precisam necessariamente exibir tais van- tagens para se incluir no escopo da tecnologia. Consequentemente, a descrição e a tecno- logia associada podem abranger outras modalidades não explicitamente mostradas ou des- critas no presente documento. Deste modo, a descrição não é limitada, exceto em relação às reivindicações em anexo.

Claims

1. Sistema de distribuição de ar de forno de coque, CARACTERIZADO por com- preender: uma câmara do forno que tem um piso de forno configurado para suportar um 5 leito de carvão, uma pluralidade de paredes laterais que se estendem para cima a partir do piso de forno, e um teto de forno que cobre uma parte superior da câmara do forno; uma entrada de ar posicionada acima do piso de forno e configurada para introduzir ar na câmara do forno; e um distribuidor próximo à entrada e configurado para ao menos um dentre pré- aquecer, redirecionar ou dispersar o ar dentro da câmara do forno.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pela entrada de ar compreender uma entrada no teto de forno.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pela entrada de ar compreender uma entrada em uma parede lateral individual.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pela parede late- ral individual compreender uma porta de forno.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo distribuidor compreender um tubo geralmente cilíndrico que se estende na câmara do forno.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo distribuidor compreender uma placa de impacto geralmente ortogonal ao tubo cilíndrico.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo distribuidor compreender um defletor para deflexão de fluxo anular.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo distribuidor compreender um canal alongado que tem uma pluralidade de aberturas no mesmo.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo canal alongado ser alongado em uma direção geralmente paralela às paredes laterais.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo canal alonga- do ser alongado em uma direção geralmente paralela ao piso de forno.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo distribui- dor compreender uma trajetória em serpentina.

12. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo distribuidor compreender uma trajetória angular em uma direção longe do piso de forno.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender um regulador de entrada acoplado à entrada e configurado para ser posicionado em qualquer uma dentre uma pluralidade de posições que incluem completamente aberta e completamente fechada.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo regulador de entrada ser automaticamente móvel entre as posições em resposta a ao menos uma dentre uma tiragem, concentração de oxigênio ou condição de temperatura no forno.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender ao menos um dentre um conduto ou uma câmara externa à câmara do forno e em comunicação fluida com a entrada de ar, em que o conduto ou câmara é configurada para conter e/ou aquecer o ar antes da introdução ao forno.