BR102013000285A2 - Método de partilha de gás entre fornos de coque para diminuir uma taxa de produção de coque, método de controlar uma quantidade de produção de coque em um forno de coque de recuperação de calor e método de diminuir uma taxa de produção de coque - Google Patents

Abstract

OPERAÇÃO DE FORNO DE COQUE COM TAXA DE SAÍDA REDUZIDA COM PARTILHA DE GÁS QUE FORNECE CICLO DE PROCESSO ESTENDIDO. A presente tecnologia é genericamente dirigida a sistemas e métodos de controlar opu reduzir a taxa de saída de um forno de coque através de partilha de gás que fornece um ciclo de processo estendido. Em algumas modalidades, um método de partilha de gás entre fornos de coque para diminuir uma taxa de produção de coque inclui operar uma pluralidade de fornos de coque para produzir coque e gases de descarga aquecidos. Em algumas modalidades, um primeiro forno de coque é deslocado em ciclo de operação a partir de um segundo forno de coque. O método inclui ainda dirigir os gases de descarga aquecidos a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque enquanto o segundo forno de coque está em meio ciclo. A transferência de calor permite que o segundo forno de coque estenda seu ciclo enquanto permanece acima de uma temperatura operacional crítico. Por estender o ciclo operational enquanto genericamente mantém saída por ciclo, a produção geral é diminuída.

Description

OPERAÇÃO DE FORNO DE COQUE COM TAXA DE SAÍDA REDUZIDA COM PARTILHA DE GÁS QUE FORNECE CICLO DE PROCESSO ESTENDIDO”

REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDO RELACIONADO

O presente pedido reivindica o benefício do pedido provisional US no. 61/704.389,

depositado em 21 de setembro de 2012, que é incorporado aqui a título de referência na íntegra.

Campo técnico

A presente tecnologia é genericamente dirigida a sistemas e métodos de reduzir a taxa de saída de operação de forno de coque através de partilha de gás que fornece ciclo de processo estendido.

Antecedentes

Coque é um combustível de carvão sólido e a fonte de carvão utilizada para fundir e reduzir minério de ferro na produção de aço. Em um processo, conhecido como o “Processo de coqueificação Thompson”, coque é produzido por alimentação em batelada de carvão 15 pulverizado em um forno que é vedado e aquecido em temperaturas muito elevadas por 24 a 48 horas sob condições atmosféricas estreitamente controladas. Fornos de coqueificação têm sido utilizados há muitos anos para converter carvão em coque metalúrgico. Durante o processo de coqueificação, carvão finamente triturado é aquecido sob condições de tempe- ratura controlada para desvolatilizar o carvão e formar uma massa fundida de coque tendo 20 uma porosidade e resistência predeterminadas. Como a produção de coque é um processo em batelada, múltiplos fornos de coque são operados simultaneamente.

O processo de fusão e fundição submetido pelas partículas de carvão durante o processo de aquecimento é uma parte importante de coqueificação. O grau de fusão e grau de assimilação das partículas de carvão na massa fundida determinam as características do 25 coque produzido. Para produzir o coque mais forte a partir de um carvão específico ou mis- tura de carvão, há uma razão ótima de entidades reativas para inertes no carvão. A porosi- dade e resistência do coque são importantes para o processo de refinamento de minério e são determinadas pela fonte de carvão e/ou método de coqueificação.

Partículas de carvão ou uma mistura de partículas de carvão são carregadas em 30 fornos quentes, e o carvão é aquecido nos fornos para remover matéria volátil (“VM”) do coque resultante. O processo de coqueificação é altamente dependente do desenho do for- no, do tipo de carvão e temperatura de conversão utilizada. Tipicamente, os fornos são ajus- tados durante o processo de coqueificação de modo que cada carga de carvão seja coquei- ficada aproximadamente na mesma quantidade de tempo. Após o carvão ser “coqueificado”, 35 ou totalmente coqueificado, o coque é removido do forno e resfriado bruscamente com água para resfriar o mesmo abaixo de sua temperatura de ignição. Alternativamente, o coque é resfriado a seco com um gás inerte. A operação de resfriamento brusco deve ser também cuidadosamente controlada de modo que o coque não absorve umidade em demasia. Após ser resfriado bruscamente, o coque é peneirado e carregado em vagões ferroviários ou tru- ques para transporte.

Como carvão é alimentado em fornos quentes, grande parte do processo de ali-

mentação de carvão é automatizada. Em fornos verticais ou do tipo fenda, o carvão é tipi- camente carregado através de fendas ou aberturas no topo dos fornos. Tais fornos tendem a ser altos e estreitos. Fornos de coqueificação do tipo recuperação a calor ou não recupe- ração horizontais são também utilizados para produzir coque. Nos fornos de coqueificação do tipo recuperação a calor ou não recuperação, transportadores são utilizados para trans- 10 portar as partículas de carvão horizontalmente para dentro dos fornos para fornecer um leito alongado de carvão.

Como a fonte de carvão apropriada para formar carvão metalúrgico (“carvão de co- queificação”) diminuiu, tentativas foram feitas para misturar carvões de qualidade inferior ou frascos (“carvão não de coqueificação”) com carvões de coqueificação para fornecer uma 15 carga de carvão apropriada para os fornos. Um modo de combinar carvões de coqueificação e não coqueificação é utilizar carvão carregado por estampagem ou compactado. O carvão pode ser compactado antes ou após estar no forno. Em algumas modalidades, uma mistura de carvões de coqueificação e não coqueificação é compactada em mais de 800 quilos por centímetro cúbico para utilizar carvão de não coqueificação no processo de fabricação de 20 coque. À medida que a percentagem de carvão de não coqueificação na mistura de carvão é aumentada, níveis mais elevados de compactação de carvão são exigidos (por exemplo, até aproximadamente 1040 a 1201 quilos por centímetro cúbico). Comercialmente, carvão é tipicamente compactado a aproximadamente 1,15 a 1,2 de gravidade específica (sg) ou aproximadamente 1121-1201 quilos por centímetro cúbico.

Fornos de Recuperação de calor horizontal (HHR) têm uma vantagem ambiental

exclusiva em relação a fornos de subproduto químico com base nas condições de pressão atmosférica operacional relativas dentro dos fornos HHR. Fornos HHR operam sob pressão negativa ao passo que fornos de subproduto químico operam em uma pressão atmosférica levemente positiva. Os dois tipos de fornos são tipicamente construídos de tijolos refratários 30 e outros materiais nos quais a criação de um ambiente substancialmente hermético a ar po- de ser um desafio porque rachaduras pequenas podem se formar nessas estruturas durante operação dia a dia. Fornos de subproduto químico são mantidos em uma pressão positiva para evitar oxidação de produtos recuperáveis e superaquecimento dos fornos. Inversamen- te, fornos HHR são mantidos em uma pressão negativa, aspirando ar a partir do exterior do 35 forno para oxidar VM do carvão e liberar o calor de combustão no forno. É importante mini- mizar a perda de gases voláteis para o meio ambiente, assim a combinação de condições atmosféricas positivas e pequenas aberturas ou rachaduras em fornos de subproduto quími- co permite que gás de forno de coque bruto (“COG”) e poluentes perigosos vazem para a atmosfera. Inversamente, as condições atmosféricas negativas e pequenas aberturas ou rachaduras nos fornos HHR ou locais em outra parte na usina de coque simplesmente per- mitem que ar adicional seja aspirado para dentro do forno ou outros locais na usina de co- 5 que de modo que condições atmosféricas negativas resistam à perda de COG para a atmos- fera.

Fornos HHR têm sido tradicionalmente incapazes de diminuir sua operação (por exemplo, sua produção de coque) significativamente abaixo de sua capacidade projetada sem danificar potencialmente os fornos. Essa limitação é ligada a limitações de temperatura nos fornos. Mais especificamente, se os fornos caem abaixo do ponto de expansão zero de tijolo de sílica, os tijolos de forno podem começar a contrair e potencialmente rachar ou que- bra e danificar a coroa do forno. Os tijolos poderiam também encolher potencialmente após resfriamento, com os tijolos na coroa arqueada movendo ou caindo para fora, levando a uma coroa em colapso e falha do forno. Calor suficiente deve ser mantido nos fornos para manter o tijolo acima do ponto de contração de tijolo. Esse é o motivo pelo qual foi dito que um forno HHR nunca pode ser desligado. Como os fornos não podem ser significativamente diminuídos, durante períodos de demanda de coque e aço baixa, a produção de coque deve ser mantida. A produção de coque em volume elevado, contínua apesar de demanda baixa leva a acúmulo de coque em excesso. Esse coque deve ser armazenado ou desperdiçado e pode levar a uma carga econômica grande e perda para usinas de aço e coque.

Breve descrição dos desenhos

A figura 1 é uma ilustração esquemática de uma usina de coque de recuperação de calor horizontal, configurada de acordo com modalidades da tecnologia.

A figura 2 é uma vista recortada, parcial isométrica de uma porção da usina de co- que de recuperação de calor horizontal da figura 1 configurada de acordo com modalidades da tecnologia.

A figura 3 é uma vista em seção de um forno de coque de recuperação de calor ho- rizontal configurado de acordo com modalidades da tecnologia.

A figura 4 é uma vista em seção de um sistema de partilha de gás de combus- tão/matéria volátil configurado de acordo com modalidades da tecnologia.

A figura 5 é uma ilustração esquemática de um grupo de fornos de coque operando em um ciclo estendido e configurado de acordo com modalidades da tecnologia.

A figura 6 é um diagrama de blocos de um método de partilha de gás entre fornos de coque para diminuir uma taxa de produção de coque de acordo com modalidades da tec- nologia.

Descrição detalhada

A presente tecnologia é genericamente dirigida a sistemas e métodos de controlar ou reduzir a taxa de saída de fornos de coque através de uma partilha de gás que fornece ciclo de processo estendido. Em algumas modalidades, um método de partilha de gás entre fornos de coque para diminuir uma taxa de produção de coque inclui operar uma pluralidade de fornos de coque para produzir coque e gases de descarga, em que cada forno de coque pode compreender um amortecedor de absorção adaptado para controlar uma tiragem de forno no forno de coque. Em algumas modalidades, um primeiro forno de coque é deslocado em ciclo de operação a partir de um segundo forno de coque. O método inclui dirigir os ga- ses de descarga a partir do primeiro forno de coque para um duto de gás partilhado que está em comunicação com o segundo forno de coque. O método inclui adicionalmente propender a tiragem nos fornos para mover o gás de descarga a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque através do duto de gás partilhado para transferir calor do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque. A transferência de calor permite que o se- gundo forno de coque estenda seu ciclo enquanto permanece acima de uma temperatura de operação crítica. Por estender o ciclo operacional enquanto genericamente mantém saída por ciclo, a produção geral é diminuída.

Detalhes específicos de várias modalidades da tecnologia são descritos abaixo com referência às figuras 1-6. Outros detalhes que descrevem estruturas e sistemas bem conhe- cidos freqüentemente associados a processamento de carvão não foram expostos na reve- lação seguir para evitar obscurecer desnecessariamente a descrição das várias modalida- 20 des da tecnologia. Muitos dos detalhes, dimensões, ângulos e outros aspectos mostrados nas figuras são meramente ilustrativos de modalidades específicas da tecnologia. Por con- seguinte, outras modalidades podem ter outros detalhes, dimensões, ângulos e aspectos sem se afastar do espírito ou escopo da presente tecnologia. Uma pessoa com conhecimen- tos comuns na técnica, portanto, entenderá, por conseguinte, que a tecnologia pode ter ou- 25 tras modalidades com elementos adicionais, ou a tecnologia pode ter outras modalidades sem vários dos aspectos mostrados e descritos abaixo com referência às figuras 1-6.

A figura 1 é uma ilustração esquemática de uma usina de coque de recuperação de calor horizontal (HHR) 100, configurado de acordo com modalidades da tecnologia. A usina de coque HHR 100 compreende fornos 105, juntamente com geradores de vapor de recupe- 30 ração de calor (HRSGs) 120 e um sistema de controle de qualidade de ar 130 (por exemplo, um sistema de dessulfurização de gás de combustão (FGD) ou descarga), os quais são am- bos posicionados de forma fluida à jusante dos fornos 105 e os quais são ambos conecta- dos de forma fluida aos fornos 105 por dutos apropriados. A usina de coque HHR 100 tam- bém inclui um túnel comum 110 conectando de forma fluida fornos individuais 105 aos 35 HRSGs 120. Um ou mais dutos de cruzamento 115 conectam de forma fluida o túnel comum 110 aos HRSGs 120. Um duto de gás resfriado 125 transporta o gás resfriado a partir dos HRSGs para o sistema de dessulfurização de gás de combustão (FGD) 130. Conectada de forma fluida e adicionalmente à jusante estão um saco de tecido 135 para coletar materiais em partículas, pelo menos uma ventoinha de tiragem 140 para controlar pressão de ar no sistema, e uma chaminé de gás principal 145 para descarregar descarga tratada, resfriada para o ambiente. Linhas de vapor 150 podem interconectar o HRSG 120 e uma usina de co- geração 155 de modo que o calor recuperado possa ser utilizado. Várias usinas de coque 100 podem ter proporções diferentes de fornos 105, HRSGs 120, e outras estruturas. Por exemplo, em algumas usinas de coque, cada forno 105 ilustrado na figura 1 pode represen- tar dez fornos efetivos.

Como será descrito em detalhe adicional abaixo, em várias modalidades os fornos de coque 105 podem operar em um ciclo “estendido” comparado com o Processo de Co- queificação Thompson tradicional, descrito acima. A implementação de um programa de ciclo estendido enquanto mantém temperaturas de forno suficientemente elevadas pode ser realizada utilizando várias técnicas. Em várias modalidades, o ciclo pode ser estendido utili- zando partilha de gás de forno para transferir calor entre os fornos. Os fornos que partilham calor podem ser empurrados em ciclos deslocados (por exemplo, opostos). Por exemplo, se os fornos têm um ciclo estendido de 96 horas, um primeiro forno é empurrado 48 horas para o ciclo de um segundo forno. Como será descrito em detalhe adicional abaixo, por empurrar fornos em tempos opostos, uma usina de coque pode mover VM em excesso e gás de com- bustão a partir de um forno recentemente empurrado para um forno que está resfriando. Isso pode ser feito por propender a tiragem nos fornos para mover o VM e gás de combus- tão a partir do forno mais quente para o mais frio. Quando partilha de gás é empregada, o forno que está resfriando começa a reaquecer, que estende seu ciclo. Como será descrito em detalhe adicional abaixo, em várias modalidades a partilha de gás pode ser implementa- da utilizando mecanismos de controle avançado para propender as tiragens de forno.

O ciclo estendido através de técnica de partilha de gás pode ser utilizado individu- almente ou combinado com outras técnicas de extensão de ciclo para otimizar o ciclo esten- dido enquanto mantém a temperatura operacional. Por exemplo, em algumas modalidades, a maximização de carga de carvão leva a exigir horas mais elevadas/tonelada para proces- sar o carvão, que estende o comprimento do ciclo de carvão por saída de coque. Ao mesmo tempo, permite que a usina de coque tenha mais combustível por matéria volátil para utilizar na extensão do ciclo. Em modalidades adicionais, o ciclo pode ser estendido por abaixar a temperatura operacional de forno que diminui a taxa de coque. Ainda em modalidades adici- onais, o ciclo pode ser estendido por fechar vazamentos de ar ou bloquear o forno para evi- tar resfriamento indesejável do forno. Em algumas modalidades, isolamento extra pode ser adicionado ao forno (por exemplo, à coroa do forno). Cobertores refratários podem ser de modo semelhante utilizados para diminuir a perda de calor do forno. Ainda em modalidades adicionais, uma fonte de calor externa, como um combustível suplementar (por exemplo, gás natural), pode ser utilizada para adicionar calor a um forno de resfriamento para esten- der o ciclo do forno. O gás natural pode manter a temperatura do forno elevada o bastante para evitar dano aos tijolos de sílica. Em outras modalidades, o ciclo pode ser estendido sem combustível suplementar.

Em modalidades adicionais, propriedades de carvão ou quantidade podem ser ajus-

tadas para reduzir a saída. Por exemplo, carvão tendo uma percentagem elevada de VM em comparação com carvão de coqueificação típico pode ser utilizado como um meio para es- tender o comprimento de ciclo e manter a temperatura do forno. Normalmente, o carvão de VM elevado não pode ser utilizado, visto que pode superaquecer o forno. Se o forno estiver 10 operando em um ciclo estendido em uma temperatura mais baixa, entretanto, o VM do car- vão pode ser mais elevado enquanto mantém a integridade do forno e a qualidade da saída do coque. Carvão de VM elevado também pode ser mais barato e pode levar a rendimento mais baixo de coque do que carvão de coqueificação típica. Em algumas modalidades, car- vão tendo um VM de 26% ou mais elevado (percentagem em peso) ou VM de 30% ou mais 15 elevado pode ser utilizado.

Em modalidades adicionais, uma saída reduzida pode ser obtida por empurrar um “enchimento curto” (isto é, uma carga reduzida de carvão em comparação com o enchimen- to projetado) em um tempo de ciclo padrão, levemente diminuído ou estendido (isto é, em comparação com o tempo de ciclo projetado) como um modo para reduzir a saída. Em uma 20 modalidade específica, um enchimento curto compreende utilizar um enchimento em torno de 28 toneladas métricas em um forno projetado para um enchimento de 43 toneladas mé- tricas. Em outras modalidades, a taxa de produção de coque pode ser diminuída 10-40% em comparação com a taxa de produção projetada máxima (isto é, o enchimento projetado má- ximo em relação ao tempo de ciclo projetado máximo). Em modalidades específicas, a taxa 25 de produção de coque é diminuída pelo menos 15%. Empurrar o enchimento curto pode ser utilizado como uma estratégia independente ou em combinação com quaisquer das técnicas de extensão de ciclo descritas acima.

O ciclo pode ser estendido para vários comprimentos para acomodar um nível es- pecífico de demanda de coque (isto é, ciclos mais longos levam à produção de coque inferi- 30 or). Por exemplo, fornos de coque podem operar em 72 horas, 96 horas, 108 horas, 120 horas, 144 horas, ou outros ciclos estendidos para diminuir a saída de coque enquanto man- tém temperatura do forno e integridade de forno correspondente. Por estender o ciclo de 48 para 96 horas, por exemplo, a produção de coque pode ser aproximadamente dividida ao meio. Em algumas modalidades, o comprimento de ciclo pode ser ajustado para operar em 35 um múltiploo de 12 ou 24 horas, para acomodar programação da usina.

As figuras 2-4 ilustram detalhes adicionais relacionados à estrutura e mecânica de partilha de gás entre fornos. A figura 2 é uma vista recortada, parcial, isométrica de uma porção da usina de coque HHR 100 da figura 1 configurada de acordo com modalidades da tecnologia. A figura 3 é uma vista em seção de um forno de coque HHR 105 configurado de acordo com modalidades da tecnologia. Com referência às figuras 2 e 3 juntas, cada forno

105 pode incluir uma cavidade aberta definida por um piso 160, uma porta frontal 165 que forma substancialmente a totalidade de um lado do forno, uma porta traseira 170 oposta à porta frontal 165 formando substancialmente a totalidade do lado do forno oposto à porta frontal, duas paredes laterais 175 estendendo para cima a partir do piso 160 intermediário às portas frontal 165 e traseira 170, e uma coroa 180 que forma a superfície superior da cavidade aberta de uma câmara de forno 185. O controle do fluxo de ar e pressão dentro da câmara de forno 184 pode ser crítico para a operação eficiente do ciclo de coqueificação e portanto a porta frontal 165 inclui uma ou mais entradas de ar primárias 190 que permitem ar de combustão primária na câmara de forno 184. Cada entrada de ar primária 190 inclui um amortecedor de ar primário 195 que pode ser posicionado em qualquer de diversas po- sições entre totalmente aberta e totalmente fechada para variar a quantidade de fluxo de ar primário para dentro da câmara de forno 185. Alternativamente, uma ou mais entradas de ar primário 190 são formadas através da coroa 180.

Em operação, gases voláteis emitidos do carvão posicionado dentro da câmara de forno 185 coletam na coroa e são aspirados à jusante no sistema geral para dentro de ca- nais de tubo de descida 200 formados em uma ou ambas as paredes laterais 175. Os canais 20 de tubo de descida conectam de forma fluida a câmara de forno 185 com um cano único 205 posicionado embaixo do piso do fomo 160. O cano único 205 forma uma trajetória de circui- to embaixo do piso de forno 160. Gases voláteis emitidos do carvão podem ser queimados no cano único 205 desse modo gerando calor para suportar a redução de carvão em coque. Os canais de tubo de descida 200 são conectados de forma fluida a chaminés ou canais de 25 absorção 210 formados em uma ou ambas as paredes laterais 175. Uma entrada de ar se- cundária 215 é fornecida entre o cano único 205 e atmosfera e a entrada de ar secundária 215 inclui um amortecedor de ar secundário 220 que pode ser posicionado em qualquer de um número de posições entre totalmente aberta e totalmente fechada para variar a quanti- dade de fluxo de ar secundário para dentro do cano único 205. Os canais de absorção 210 30 são conectados de forma fluida ao túnel comum 110 por um ou mais dutos de absorção 225. Uma entrada de ar terciária 227 é fornecida entre o duto de absorção 225 e atmosfera. A entrada de ar terciária 227 inclui um amortecedor de ar terciário 229 que pode ser posicio- nado em qualquer de um número de posições entre totalmente aberta e totalmente fechada para variar a quantidade de fluxo de ar terciário para dentro do duto de absorção 225.

Para fornecer a capacidade de controlar fluxo de gás através dos dutos de absor-

ção 225 e nos fornos 105, cada duto de absorção 225 também inclui um amortecedor de absorção 230. O amortecedor de absorção 230 pode ser posicionado em qualquer número de posições entre totalmente aberta e totalmente fechada para variar a quantidade de tira- gem de forno no forno 105. O amortecedor de absorção 230 pode compreender qualquer controle de fluxo controlado manualmente ou automático ou dispositivo de bloqueio de orifí- cio (por exemplo, qualquer placa, vedação, bloco, etc.). como utilizado aqui, “tiragem” indica 5 uma pressão negativa em relação à atmosfera. Por exemplo, uma tiragem de 0,254 cm de água indica uma pressão de 0,254 cm de água abaixo da pressão atmosférica. Centímetros de água é uma unidade não SI para pressão e é convencionalmente utilizada para descre- ver a tiragem em vários locais em uma usina de coque. Em algumas modalidades, a tiragem varia de aproximadamente 0,304 a aproximadamente 0,406 cm de água. Se uma tiragem for 10 aumentada ou de outro modo feita maior, a pressão move adicionalmente abaixo da pressão atmosférica. Se uma tiragem for diminuída, cair, ou for de outro modo feita menor ou mais baixa, a pressão move em direção à pressão atmosférica. Por controlar a tiragem de forno com o amortecedor de absorção 230, o fluxo de ar para dentro do forno 105 a partir das en- tradas de ar 190, 215, 227 bem como vazamentos de ar para dentro do forno 105 podem ser 15 controlados. Tipicamente, como mostrado na figura 3, um forno individual 105 inclui dois dutos de absorção 225 e dois amortecedores de absorção 2130, porém o uso de dois dutos de absorção e dois amortecedores de absorção não é uma necessidade; um sistema pode ser projetado para utilizar apenas um ou mais do que dois dutos de absorção e dois amorte- cedores de absorção.

Uma usina de coque HHR de amostra 100 inclui um número de fornos 105 que são

agrupados em blocos de forno 235 (mostrado na figura 1). A usina de coque HHR ilustrada 100 inclui cinco blocos de forno 235 de vinte fornos cada, para um total de cem fornos. To- dos os fornos 105 são conectados de forma fluida por pelo menos um duto de absorção 225 ao túnel comum 110 que é por sua vez conectado de forma fluida a cada HRSG 120 por um 25 duto de cruzamento 115. Cada bloco de forno 235 é associado a um duto de cruzamento específico 115. Os gases de descarga de cada forno 105 em um bloco de forno 235 fluem através do túnel comum 110 para o duto de cruzamento 115 associado a cada bloco de for- no respectivo 235. Metade dos fornos em um bloco de forno 235 é localizada em um lado de uma interseção 245 do túnel comum 110 e um duto de cruzamento 115 e a outra metade 30 dos fornos no bloco de forno 235 é localizada no outro lado da interseção 245.

Um amortecedor ou válvula HRSG 250 associado a cada HRSG 120 (mostrado na figura 1) é ajustável para controlar o fluxo de gases de descarga através do HRSG 120. A válvula HRSG 250 pode ser posicionada no lado à montante ou quente do HRSG 120, ou pode ser posicionado no lado à jusante ou frio do HRSG 120. As válvulas HRSG 250 são 35 variáveis para um número de posições entre totalmente aberta e totalmente fechada e o fluxo de gases de descarga através dos HRSGs 120 é controlado por ajustar a posição rela- tiva das válvulas de HRSG 250. Em operação, coque é produzido nos fornos 105 por primeiramente carregar carvão na câmara de forno 185, aquecer o carvão em um ambiente esgotado de oxigênio, expulsar a fração volátil de carvão e então oxidar o VM no forno 105 para capturar e utilizar o calor desprendido. Os voláteis de carvão são oxidados nos fornos durante um ciclo de coqueifica- 5 ção estendido, e liberam calor para regenerativamente acionar a carbonização do carvão em coque. O ciclo de coqueificação começa quando a porta frontal 165 é aberta e carvão é car- regado sobre o piso do forno 160. O carvão no piso do forno 160 é conhecido como o leito de carvão. Calor do forno (devido ao ciclo de coqueificação anterior) começa o ciclo de car- bonização. Como discutido acima, em algumas modalidades, nenhum combustível adicional 10 diferente daquele produzido pelo processo de coqueificação é utilizado. Aproximadamente metade da transferência total de calor para o leito de carvão é irradiado para baixo sobre a superfície superior do leito de carvão a partir da chama luminosa do leito de carvão e a co- roa de forno radiante 180. A metade restante do calor é transferida para o leito de carvão por condução a partir do piso de forno 160 que é conectivãmente aquecido a partir da volati- 15 lização de gases no cano único 205. Desse modo, uma “onda” de processo de carbonização de fluxo de plástico das partículas de carvão e formação de coque coesivo de resistência elevada prossegue dos limites tanto superior como inferior do leito de carvão.

À medida que o leito de carvão se torna mais grosso, o tempo efetivo para proces- sar uma tonelada de carvão pode aumentar. Isso ocorre porque a transferência de calor 20 através da massa de carvão é não linear. Quanto mais grosso o leito de carvão, mais tempo demora em cada tonelada de carvão (ou centímetro adicionado) ser transformada em co- que. Desse modo, o número de horas de processamento por tonelada de carvão é maior para um leito de carvão mais grosso do que um leito de carvão mais fino que tenha o mes- mo comprimento e largura. Conseqüentemente, para estender o ciclo por empregar um 25 tempo de processamento mais longo, a taxa de produção pode ser diminuída utilizando um leito de carvão mais grosso.

Tipicamente, cada forno 105 é operado em pressão negativa de modo que ar é as- pirado para dentro do forno durante o processo de redução devido ao diferencial de pressão entre o forno 105 e atmosfera. Ar primário para combustão é adicionado à câmara do forno 30 185 para parcialmente oxidar os voláteis de carvão, porém a quantidade desse ar primário é controlada de modo que somente uma porção dos voláteis liberados do carvão seja quei- mada na câmara do forno 185, desse modo liberando somente uma fração de sua entalpia de combustão na câmara de forno 185. O ar primário é introduzido na câmara de forno 185 acima do leito de carvão através das entradas de ar primário 190 com a quantidade de ar 35 primário controlada pelos amortecedores de ar primário 195. Os amortecedores de ar primá- rio 195 podem também ser utilizados para manter a temperatura operacional desejada den- tro da câmara de forno 185. Os gases parcialmente queimados passam a partir da câmara de forno 185 através dos canais de tubo de descida 200 para dentro do cano único 205 on- de ar secundário é adicionado aos gases parcialmente queimados. O ar secundário é intro- duzido através da entrada de ar secundário 215. A quantidade de ar secundário que é intro- duzida é controlada pelo amortecedor de ar secundário 220. À medida que o ar secundário é 5 introduzido, os gases parcialmente queimados são mais completamente queimados no cano único 205, desse modo extraindo a entalpia restante de combustão que é transferida através do piso de forno 160 para adicionar calor à câmara de forno 185. Os gases de descarga total ou quase totalmente queimados saem do cano único 205 através dos canais de absor- ção 210 e então fluem para dentro do duto de absorção 225. Ar terciário é adicionado aos 10 gases de descarga através da entrada de ar terciário 227, onde a quantidade de ar terciário introduzido é controlada pelo amortecedor de ar terciário 229 de modo que qualquer fração restante de gases não queimados nos gases de descarga é oxidada à jusante da entrada de ar terciário 227.

No término do ciclo de coqueificação, o carvão coqueificou e carbonizou para pro- duzir coque. O coque é preferivelmente removido do forno 105 através da porta traseira 170 utilizando um sistema de extração mecânica. Finalmente, o coque é resfriado bruscamente (por exemplo, resfriado úmido ou seco) e dimensionado antes da distribuição para um usuá- rio.

A figura 4 é uma vista em seção de um sistema de partilha de gás de combus- 20 tão/matéria volátil 445 configurado de acordo com modalidades da tecnologia. Como ilustra- do, quatro fornos de coque 105A, 1Q5B, 105C e 105D (coletivamente “fornos 105”) são co- nectados de forma fluida entre si através de túneis de conexão 405A, 405B e 405C (coleti- vamente “túneis de conexão 405”) e/ou através do túnel comum partilhado 425. Em algumas modalidades, pelo menos uma válvuía de controle de túnel de conexão 410 e/ou pelo menos 25 uma válvula de controle de túnel partilhado 435 pode controlar o fluxo de fluido entre os for- nos de coque conectados 105. Em modalidades adicionais, o sistema 445 pode operar sem válvulas de controle.

Em algumas modalidades, fornos adjacentes 105 são conectados através de uma parede lateral contígua 175 ou de outro modo conectados acima do nível de coque/carvão. 30 Cada túnel de conexão 405 estende através da parede lateral partilhada 175 entre dois for- nos de coque 105. O túnel de conexão 405 provê comunicação de fluido entre as câmaras de forno 185 de fornos de coque adjacentes 105 e também provê comunicação de fluido entre as duas câmaras de forno 185 e um canal de tubo de descida 200 entre os fornos de coque. O fluxo de VM e gases quentes entre fornos de coque conectados de forma fluida 35 105 é controlado por propender a pressão de forno ou tiragem de forno nos fomos de coque adjacentes de modo que gases quentes e VM no forno de coque de pressão mais elevada (tiragem mais baixa) 105 fluam através do túnel de conexão 405 para o forno de coque de pressão mais baixa (tiragem mais elevada) 105. O VM a ser transferido a partir do forno de coque de pressão mais elevada (draft mais baixa) pode vir da câmara de forno 185, o canal de tubo de descida 200, ou tanto a câmara de forno 185 como o canal de tubo de descida 200 do forno de coque de pressão mais elevada (tiragem mais baixa). Em algumas modali- 5 dades, VM pode fluir principalmente para dentro do canal de tubo de descida 200, porém pode intermitentemente fluir para dentro da câmara de forno 185 como um “jato” de VM de- pendendo da tiragem ou diferença de pressão entre as câmaras de forno adjacentes 185. A distribuição de VM para o canal de tubo de descida 200 provê VM ao cano único 205. A pro- pensão de tiragem pode ser realizada por ajustar o amortecedor ou amortecedores de ab- 10 sorção 230 associados a cada forno de coque 105.

Uma válvula de controle de túnel de conexão 410 pode ser posicionada no túnel de conexão 405 para controlar adicionalmente o fluxo de fluido entre dois fornos de coque ad- jacentes 105. A válvula de controle 410 inclui um amortecedor 415 que pode ser posiciona- do em qualquer de um número de posições entre totalmente aberta e totalmente fechada 15 para variar a quantidade de fluxo de fluido através do túnel de conexão 405. A válvula de controle 410 pode ser manualmente controlada ou pode ser uma válvula de controle auto- matizada. Como será descrito em detalhe adicional abaixo, em algumas modalidades, a propensão de tiragem entre os fornos de coque 105 e em um forno de coque 105 pode ser controlada por controles avançados, como um sistema de controle de tiragem automático. 20 Em um sistema de controle avançado, uma válvula de controle automatizada 410 recebe instruções de posição de um controlador para mover o amortecedor 415 para uma posição específica.

Em sistemas que utilizam o túnel partilhado 425, um túnel intermediário 430 esten- de através da coroa 180 de cada fomo de coque 105 para conectar de forma fluida a câma- 25 ra de forno 185 daquele forno de coque 105 para o túnel partilhado 425. O fluxo de VM e gases quentes entre fornos de coque conectados de forma fluida 105 é controlado por pro- pender a pressão de forno ou tiragem de forno nos fornos de coque adjacentes de modo que os gases quentes e VM no forno de coque de pressão mais elevada (tiragem mais bai- xa) fluem através do túnel partilhado 425 para o forno de coque de pressão mais baixa (tira- 30 gem mais elevada). O fluxo do VM no forno de coque de pressão mais baixa (tiragem mais elevada) pode ser adicionalmente controlado para fornecer VM para a câmara de forno 185, para o cano único 205 através do canal de tubo de descida 200, ou tanto para a câmara de forno 185 como o cano único 205. Em modalidades adicionais, o VM não necessita transferir através do canal de tubo de descida 200.

Adicionalmente, uma válvula de controle de túnel partilhado 435 pode ser posicio-

nada no túnel partilhado 425 para controlar o fluxo de fluido ao longo do túnel partilhado (por exemplo, entre fornos de coque 105). A válvula de controle 435 inclui um amortecedor 440 que pode ser posicionado em qualquer de um número de posições entre totalmente aberta e totalmente fechada para variar a quantidade de fluxo de fluido através do túnel partilhado 425. A válvula de controle 435 pode ser manualmente controlada ou pode ser uma válvula de controle automatizado. Uma válvula de controle automatizado 435 recebe instruções de 5 posição para mover o amortecedor 440 para uma posição específica a partir de um contro- lador. Em algumas modalidades, múltiplas válvulas de controle 435 são posicionadas no túnel partilhado 425. Por exemplo, uma válvula de controle 435 pode ser posicionada entre cada forno de coque adjacente 105 ou entre grupos de dois ou mais fornos de coque 105.

Embora todos os fornos 105 sejam conectados através do túnel partilhado 425 na 10 figura 4, em modalidades adicionais um número maior ou menor de fornos de coque 105 é conectado de forma fluida por um ou mais túneis partilhados 425. Por exemplo, os fornos de coque 105 poderiam ser conectados em pares de modo que dois fornos de coque sejam conectados de forma fluida por um primeiro túnel partilhado e os dois fornos de coque se- guintes são conectados de forma fluida por um segundo túnel partilhado, sem conexão entre 15 fornos não emparelhados.

O sistema de partilha de matéria volátil 445 provê duas opções para partilha de VM: partilha de coroa até canal de tubo de descida através de um túnel de conexão 405 e parti- lha de coroa para coroa através do túnel partilhado 425. Isso provê melhor controle sobre a distribuição de VM para o forno de coque 105 que recebe o VM. Por exemplo, VM pode ser 20 necessário no cano único 205, porém não na câmara de forno 185,ou vice versa. Ter túneis separados 405 e 45 para partilha de coroa para canal de tubo de descida e coroa para co- roa, respectivamente, assegura que o VM pode ser transferido de forma segura para o local correto (isto é, a câmara de forno 184 ou o cano único 205 através do canal de tubo de des- cida 200). A tiragem em cada forno de coque 105 é propendida conforme necessário para o 25 VM para transferir coroa para canal de tubo de descida e/ou coroa para coroa, conforme necessário. Em modalidades adicionais, somente um do túnel de conexão 405 ou túnel par- tilhado 425 é utilizado para empregar partilha de gás.

Como discutido acima, o controle da tiragem entre fornos de partilha de gás pode ser implementado por sistemas de controle avançado ou automatizado. Um sistema de con- 30 trole de tiragem avançado, por exemplo, pode controlar automaticamente um amortecedor de absorção que pode ser posicionado em qualquer um de um número de posições entre totalmente aberto e totalmente fechado para variar a quantidade de tiragem de forno no for- no 105. O amortecedor de absorção automático pode ser controlado em resposta a condi- ções operacionais (por exemplo, pressão ou tiragem, temperatura, concentração de oxigê- 35 nio, taxa de fluxo de gás, níveis à jusante de hidrocarbonetos, água, hidrogênio, dióxido de carbono, ou razão de água para dióxido de carbono, etc.), detectadas por pelo menos um sensor. O sistema de controle automático pode incluir um ou mais sensores relevantes às condições operacionais 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 de forno. Com referência às figuras 1-4 juntas, o sensor de tiragem de forno pode ser localizado na coroa de forno 180 ou em outro lugar na câmara de forno 184. Alternati- 5 vãmente, um sensor de tiragem de forno pode ser localizado em qualquer um dos amorte- cedores de absorção automáticos 305, no cano único 205, em qualquer porta do forno 165 ou 170, ou no túnel comum 110 próximo ou acima do forno de coque 105. Em uma modali- dade, o sensor de tiragem de forno é localizado no topo da coroa de forno 180. O sensor de tiragem de forno pode ser localizado nivelado com o revestimento de tijolo refratário da co- 10 roa de forno 180 ou poderia estender para dentro da câmara de forno 185 a partir da coroa de forno 180. Um sensor de tiragem de chaminé de descarga de desvio pode detectar uma pressão que é indicativa da tiragem na chaminé de descarga de desvio 240 (por exemplo, na base da chaminé de descarga de desvio 240). Em algumas modalidades, um sensor de tiragem de chaminé de descarga de desvio é localizado na interseção 245. Sensores de 15 tiragem adicionais podem ser posicionados em outros locais na usina de coque 100. Por exemplo, um sensor de tiragem no túnel comum poderia ser utilizado para detectar uma ti- ragem de túnel comum indicativo da tiragem de forno em múltiplos fornos próximos ao sen- sor de tiragem. Um sensor de tiragem de interseção pode detectar uma pressão que é indi- cativa da tiragem em uma das interseções 245.

Um sensor de temperatura de forno pode detectar a temperatura do forno e pode

ser localizado na coroa de forno 180 ou em outro lugar na câmara de forno 185. Um sensor de temperatura de cano único pode detectar a temperatura de cano único e é localizado no cano único 205. Um sensor de temperatura de túnel comum detecta a temperatura de túnel comum e é localizado no túnel comum 110. Um sensor de temperatura de entrada de HRSG 25 pode detectar a temperatura de entrada de HRSG e pode ser localizado em ou perto da en- trada do HRSG 120. Sensores de pressão ou temperatura adicionais podem ser posiciona- dos em outros locais na usina de coque 100.

Um sensor de oxigênio de duto de absorção é posicionado para detectar a concen- tração de oxigênio dos gases de descarga no duto de absorção 225. Um sensor de oxigênio 30 de entrada de HRSG pode ser posicionado para detectar a concentração de oxigênio dos gases de descarga na entrada do HRSG 120. Um sensor de oxigênio de chaminé principal pode ser posicionado para detectar a concentração de oxigênio dos gases de descarga na chaminé principal 145 e sensores de oxigênio adicionais podem ser posicionados em outros locais na usina de coque 100 para fornecer informações sobre concentração de oxigênio 35 relativa em vários locais no sistema.

Um sensor de fluxo pode detectar a taxa de fluxo de gás dos gases de descarga. Por exemplo, um sensor de fluxo pode ser localizado à jusante de cada dos HRSGs 120 para detectar a taxa de fluxo dos gases de descarga que saem de cada HRSG 120. Essas informações podem ser utilizadas para equilibrar o fluxo de gases de descarga através de cada HRSG 120 por ajustar os amortecedores de HRSG 250. Sensores de fluxo adicionais podem ser posicionados em outros locais na usina de coque 100 para fornecer informações 5 na taxa de fluxo de gás em vários locais no sistema. Adicionalmente, um ou mais sensores de pressão ou tiragem, sensores de temperatura, sensores de oxigênio, sensores de fluxo, sensores de hidrocarboneto, e/ou outros sensores podem ser utilizados no sistema de con- trole de qualidade de ar 130 ou outros locais a jusante dos HRSGs 120.

Um acionador pode ser configurado para abrir e fechar o amortecedor de absorção 230. Por exemplo, um acionador pode ser um acionador linear ou um acionador rotacional. O acionador pode permitir que o amortecedor de absorção 230 seja infinitamente controlado entre as posições totalmente aberta e totalmente fechada. O acionador pode mover o amor- tecedor de absorção 230 entre essas posições em resposta a condição operacional ou con- dições operacionais detectadas pelo sensor ou sensores incluídos em um sistema de con- trole de tiragem automático. O acionador pode posicionar o amortecedor de absorção 230 com base em instruções de posição recebidas de um controlador. As instruções de posição podem ser geradas em resposta à pressão, tiragem, temperatura, concentração de oxigênio, taxa de fluxo de gás, ou níveis à jusante de hidrocarbonetos, água, hidrogênio, dióxido de carbono, ou razão de água para dióxido de carbono detectadas por um ou mais dos senso- res discutidos acima, algoritmos de controle que incluem uma ou mais entradas de sensor, um programa preestabelecido ou outros algoritmos de controle. O controlador pode ser um controlador distinto associado a um único amortecedor de absorção automático ou múltiplos amortecedores de absorção automáticos, um controlador centralizado (por exemplo, um sistema de controle distribuído ou um sistema de controle de lógica programável), ou uma combinação dos dois.

O sistema de controle de tiragem automático pode, por exemplo, controlar um amortecedor de absorção automático de um forno 105 em resposta à tiragem de forno de- tectada por um sensor de tiragem de forno. O sensor de tiragem de forno pode detectar a tiragem de forno e transmitir um sinal indicativo da tiragem de forno para um controlador. O 30 controlador pode gerar uma instrução de posição em resposta a essa entrada de sensor e o acionador pode mover o amortecedor de absorção 230 para a posição exigida pela instrução de posição. Desse modo, um sistema de controle automático pode ser utilizado para manter uma tiragem de forno alvo. Similarmente, um sistema de controle de tiragem automático pode controlar amortecedores de absorção automáticos, os amortecedores de HRSG 250, e 35 a ventoinha de tiragem 140, conforme necessário, para manter tiragens alvo em outros lo- cais na usina de coque 100 (por exemplo, uma tiragem de interseção alvo ou uma tiragem de túnel comum alvo). O sistema de controle de tiragem automático pode ser colocado em um modo manual para permitir ajuste manual dos amortecedores de absorção automáticos, os amortecedores de HRSG, e/ou a ventoinha de tiragem 140, conforme necessário. Ainda em modalidades adicionais, um acionador automático pode ser utilizado em combinação com um controle manual para abrir totalmente ou fechar totalmente um percurso de fluxo.

A figura 5 é uma ilustração esquemática de um grupo de fornos de coque (numera-

dos 1-40) operando em um ciclo estendido e configurados de acordo com modalidades da tecnologia. Como discutido acima, uma usina de coque pode reduzir saída através de parti- lha de gás entre fornos tendo ciclos deslocados, estendidos. Na usina de coque ilustrada, os fornos operam em um ciclo de aproximadamente 96 horas. Os fornos são empurrados em 10 série seqüencial, onde fornos ilustrados como estando na Série B são empurrados 24 horas após os fornos na série A serem empurrados. Os fornos da série C são de modo semelhan- te empurrados 24 horas após os fornos da série B e os fornos da série D são empurrados 24 horas após os fornos da série C. os fornos da série C são, portanto, empurrados 48 horas para o ciclo da série A, e podem partilhar matéria volátil e gás de combustão com os fornos 15 da série A, desse modo estendendo o ciclo dos fornos da série A no modo descrito acima. Os fornos das séries BeD podem operar, de modo semelhante, como associados de parti- lha de gás. Essa seqüência se repete para fornecer operação contínua e associados de par- tilha de gás. Em modalidades adicionais, a partilha de gás pode ocorrer entre fornos que não estão imediatamente adjacentes (isto é, pode haver fornos não de partilha posicionados 20 entre dois fornos de partilha de gás). Ainda em modalidades adicionais, os ciclos não preci- sam necessariamente ser opostos, porém podem ser deslocados para outros graus que ain- da permitem partilha de gás suficiente para estender os ciclos de forno para o comprimento desejado. Em outras modalidades, fornos diferentes em um bloco não necessitam ter o mesmo comprimento de ciclo. Mais especificamente, alguns fornos podem estar em um ciclo 25 estendido enquanto outros fornos não estão. Por exemplo, em algumas modalidades, um forno de ciclo estendido pode estar adjacente a e em comunicação de partilha de gás com um forno de ciclo não estendido. Embora os quarenta fornos de coque ilustrados sejam mostrados como sendo conectados a um único HRSG, em modalidades adicionais pode haver um número maior ou menor de fornos e um número maior ou menor de HRSGs.

A figura 6 é um diagrama de blocos de um método 600 de partilha de gás entre for-

nos de coque para diminuir uma taxa de produção de coque de acordo com modalidades da tecnologia. O método 600 inclui operar um primeiro forno de coque e um segundo forno de coque em ciclos deslocados (bloco 610). Como discutido acima, em algumas modalidades os ciclos deslocados são aproximadamente ciclos opostos, de modo que o segundo forno 35 comece seu ciclo na metade do caminho através do ciclo do primeiro forno. O método 600 pode incluir ainda sentir uma condição operacional no primeiro forno de coque ou segundo forno de coque (bloco 620). Em algumas modalidades, uma ou mais de uma condição de pressão, tiragem, temperatura, concentração de oxigênio, taxa de fluxo de gás, ou níveis à jusante de hidrocarbonetos, água, hidrogênio, dióxido de carbono ou razão de água para dióxido de carbono podem ser sentidas.

O método 600 pode incluir orientar gás aquecido ou VM a partir do primeiro forno 5 de coque para o segundo forno de coque (bloco 630). Em algumas modalidades, a orienta- ção do gás aquecido a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque compreende propender a tiragem do primeiro forno para o segundo forno através de um túnel externo partilhado ou através de um duto de descarga interno através de uma parede partilhada dos fornos. Em algumas modalidades, a propensão compreende ajustar um amor- 10 tecedor de absorção nos fornos que é acoplado ao duto de gás partilhado. A propensão po- de ser automática em resposta à detecção de condição operacional descrita acima, manu- almente, ou como parte de um programa de ajuste de amortecedor de absorção pré- selecionado.

O método 600 inclui ainda estender o ciclo operacional do segundo forno de coque 15 (bloco 640). Em algumas modalidades, o ciclo é estendido para ser 72 ou mais horas. Como o gás aquecido e VM fornecido ao segundo forno, o segundo forno pode manter operação em uma faixa de temperatura pré-selecionada (isto é, acima de uma temperatura crítica). Em algumas modalidades, o método 600 é realizado sem suplementar calor para os fornos de coque a partir de uma fonte externa. Em modalidades adicionais, gás natural é utilizado 20 para suplementar o calor. O método 600 pode ser realizado em carvão solto ou carregado por estampagem, carvão formado ou briquetes de carvão.

Embora o método 600 tenha sido descrito como um modo de reduzir saída por es- tender um ciclo de coqueificação para um impulso de carvão típico, em outras modalidades a saída pode ser reduzida por reduzir o tamanho do impulso de carvão. Por exemplo, um 25 “enchimento curto”, tendo um peso de aproximadamente 10-40% abaixo do enchimento pro- jetado máximo, pode ser empurrado em um forno de coque. Partilha de gás pode ser utiliza- da entre fornos próximos no modo descrito acima para manter a temperatura do forno para o tamanho de carga reduzida.

Exemplos

1. Método de partilha de gás entre fornos de coque para diminuir uma taxa de

produção de coque, o método compreendendo:

Operar uma pluralidade de fornos de coque para produzir coque e gases de des- carga, em que cada forno de coque compreende um amortecedor de absorção adaptado para controlar uma tiragem de forno no forno de coque, e em que um primeiro forno de co- que é deslocado em ciclo de operação a partir de um segundo forno de coque;

Orientar os gases de descarga a partir do primeiro forno de coque para um duto de gás partilhado que está em comunicação com o primeiro forno de coque e o segundo forno de coque; e Propender a tiragem nos fornos para mover o gás de descarga a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque através do duto de gás partilhado para trans- ferir calor a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque.

2. Método do exemplo 1, em que a operação de uma pluralidade de fomos de coque compreende operar o primeiro forno de coque e o segundo forno de coque em ciclos operacionais opostos, em que o primeiro forno de coque começa um ciclo de operação quando o segundo forno de coque está aproximadamente na metade do caminho através de um ciclo de operação.

3. Método do exemplo 1, em que a orientação dos gases de descarga a partir do primeiro forno de coque para um duto de gás partilhado compreende orientar os gases de descarga a partir do primeiro forno de coque para um túnel partilhado externo a e conectan- do de forma fluida os fornos.

4. Método do exemplo 1, em que a orientação dos gases de descarga a partir do primeiro forno de coque para um duto de gás partilhado compreende orientar os gases de descarga a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque através de um duto de descarga em uma parede interna comum do primeiro forno de coque e segundo forno de coque.

5. Método do exemplo 1, em que a propensão da tiragem nos fornos compreen- de ajustar um amortecedor de absorção acoplado ao duto de gás partilhado.

6. Método do exemplo 5, compreendendo ainda sentir uma ou mais de uma condição de pressão, tiragem, temperatura, concentração de oxigênio, nível de hidrocarbo- neto, níveis de água, hidrogênio, dióxido de carbono, ou razão de água para dióxido de car- bono, ou taxa de fluxo de gás e automaticamente ajustar uma posição do amortecedor de absorção em resposta à detecção.

7. Método do exemplo 1, em que o método é realizado sem suplementar calor para os fornos de coque a partir de uma fonte externa.

8. Método do exemplo 1, compreendendo ainda suplementar calor para o se- gundo forno de coque com gás natural.

9. Método do exemplo 1, em que a operação de uma pluralidade de fornos de coque compreende operar o primeiro forno de coque e o segundo forno de coque durante ciclos de operação que duram 72 horas ou mais.

10. Método do exemplo 1, em que a propensão da tiragem nos fornos para mover o gás de descarga do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque compreende mover gás e matéria volátil a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de co- que.

11. Método do exemplo 1, compreendendo ainda empurrar carvão solto ou carre- gado por estampagem para dentro do primeiro forno de coque. 12. Método de controlar uma quantidade de produção de coque em um forno de coque de recuperação de calor, o método compreendendo:

Operar um primeiro forno de coque tendo um primeiro amortecedor de absorção pa- ra um duto comum, em que o primeiro forno de coque opera em um primeiro ciclo de opera- ção, o ciclo de operação durando pelo menos 72 horas,

Operar um segundo forno de coque tendo um segundo amortecedor de absorção para o duto comum, em que o segundo forno de coque opera em um segundo ciclo de ope- ração, o segundo ciclo de operação iniciando em um tempo aproximadamente na metade do caminho através do primeiro ciclo de operação; e

Transferir gás aquecido e matéria volátil através do duto comum a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque.

13. Método do exemplo 12, em que a transferência de gás aquecido e matéria vo- látil a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque compreende esten- der um ciclo de operação do segundo forno de coque.

14. Método do exemplo 12, compreendendo ainda sentir uma pressão ou condi- ção de temperatura no segundo forno de coque.

15. Método do exemplo 14, em que a transferência de gás aquecido e matéria vo- látil a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque compreende transfe- rir automaticamente o gás aquecido e a matéria volátil com base na detecção para manter o segundo forno de coque em uma faixa de temperatura pré-selecionada.

16. Método do exemplo 15, em que a transferência automática do gás aquecido e matéria volátil compreende automaticamente ajustar pelo menos um do primeiro amortece- dor de absorção ou segundo amortecedor de absorção em resposta à detecção.

17. Método do exemplo 12, em que a operação do primeiro coque em um primei- ro ciclo operacional que dura pelo menos 72 horas compreende operar o primeiro forno de coque em um ciclo de operação que dura pelo menos 96 horas.

18. Método do exemplo 12, em que a transferência de gás aquecido e matéria vo- látil a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque compreende transfe- rir automaticamente o gás aquecido e a matéria volátil com base em um programa pré- selecionado.

19. Método de diminuir uma taxa de produção de coque, o método compreen- dendo:

Empurrar uma carga de carvão para dentro de um primeiro forno de coque, o pri- meiro forno de coque tendo uma taxa de produção projetada máxima compreendendo uma razão de um peso de carga projetado máximo para um tempo de ciclo projetado máximo;

Enquanto o primeiro forno de coque está em operação, empurrar uma carga de carvão para dentro de um segundo forno de coque próximo ao primeiro forno de coque; Orientar gás aquecido a partir do segundo forno de coque para o primeiro forno de

coque; e

Extrair coque do primeiro forno de coque em uma taxa de produção pelo menos 15% abaixo da taxa de produção projetada máxima.

20. Método do exemplo 19, em que a orientação de gás aquecido a partir do se- gundo forno de coque para o primeiro forno de coque compreende orientar gás através de pelo menos um de um túnel externo partilhado ou uma passagem de forno interna partilha- da.

21. Método do exemplo 19, compreendendo ainda detectar pelo menos uma de uma condição de temperatura ou pressão no primeiro forno de coque.

22. Método do exemplo 21, compreendendo ainda automaticamente orientar gás aquecido a partir do segundo forno de coque para o primeiro forno de coque em resposta à detecção.

23. Método do exemplo 19, em que a extração de coque a partir do primeiro forno de coque em uma taxa de produção pelo menos 15% abaixo da taxa de produção projetada máxima compreende extrair coque do primeiro forno de coque em uma taxa de produção pelo menos 30% abaixo da taxa de produção projetada máxima.

Os sistemas e métodos revelados aqui oferecem várias vantagens em relação a sistemas tradicionais. Por estender o tempo de processamento para um impulso de carvão, uma usina é capaz de limitar a produção para gerar somente a quantidade demandada de coque sem desligar totalmente os fornos, o que danificaria potencialmente a integridade es- trutural dos fornos. Os ciclos mais longos significam que há um número menor de impulsos de carvão o que corresponde a custos mais baixos de pessoal e custos operacionais mais baixos para maquinaria à jusante que está operando em uma taxa mais baixa. Além disso, carvão tendo uma percentagem mais elevada de VM pode ser utilizada no ciclo estendido em comparação com os ciclos de 24 ou 48 horas tradicionais, e o carvão de VM mais eleva- do é mais barato do que carvão de VM mais baixo. O tempo de ciclo mais longo também aumenta a janela de manutenção para reparos que necessitam ser concluídos entre impul- sos sucessivos.

A partir do acima será reconhecido que embora modalidades específicas da tecno- logia tenham sido descritas aqui para fins de ilustração, várias modificações podem ser fei- tas sem desviar do espírito e escopo da tecnologia. Por exemplo, as técnicas descritas aqui podem ser aplicadas em carvão soito ou carregado por estampagem, carvão formado, ou briquetes de carvão. Além disso, certos aspectos da tecnologia nova descrita no contexto de modalidades específicas podem ser combinados ou eliminados em outras modalidades. Além disso, embora vantagens associadas a certas modalidades da tecnologia tenham sido descritas no contexto daquelas modalidades, outras modalidades também podem apresen- tar tais vantagens, e nem todas as modalidades precisam necessariamente de apresentar tais vantagens como compreendidas no escopo da tecnologia. Por conseguinte, a revelação e tecnologia associada podem abranger outras modalidades não expressamente mostradas 5 ou descritas aqui. Desse modo, a revelação não é limitada exceto pelas reivindicações apensas.

Claims (23)

1. Método de partilha de gás entre fornos de coque para diminuir uma taxa de produção de coque, o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: Operar uma pluralidade de fornos de coque para produzir coque e gases de des- carga, em que cada forno de coque compreende um amortecedor de absorção adaptado para controlar uma tiragem de forno no forno de coque, e em que um primeiro forno de co- que é deslocado em ciclo de operação a partir de um segundo forno de coque; Orientar os gases de descarga a partir do primeiro forno de coque para um duto de gás partilhado que está em comunicação com o primeiro forno de coque e o segundo forno de coque; e Propender a tiragem nos fomos para mover o gás de descarga a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque através do duto de gás partilhado para trans- ferir calor a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a operação de uma pluralidade de fornos de coque compreende operar o primeiro forno de coque e o segundo forno de coque em ciclos operacionais opostos, em que o primeiro forno de coque começa um ciclo de operação quando o segundo forno de coque está aproxima- damente na metade do caminho através de um ciclo de operação.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a orientação dos gases de descarga a partir do primeiro forno de coque para um duto de gás partilhado compreende orientar os gases de descarga a partir do primeiro forno de coque para um túnel partilhado externo a e conectando de forma fluida os fornos.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a orientação dos gases de descarga a partir do primeiro forno de coque para um duto de gás partilhado compreende orientar os gases de descarga a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque através de um duto de descarga em uma parede interna comum do primeiro forno de coque e segundo forno de coque.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a propensão da tiragem nos fornos compreende ajustar um amortecedor de absorção aco- plado ao duto de gás partilhado.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda sentir uma ou mais de uma condição de pressão, tiragem, temperatura, concentração de oxigênio, nível de hídrocarboneto, níveis de água, hidrogênio, dióxido de carbono, ou razão de água para dióxido de carbono, ou taxa de fluxo de gás e automatica- mente ajustar uma posição do amortecedor de absorção em resposta à detecção.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o método é realizado sem suplementar calor para os fornos de coque a partir de uma fonte externa.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda suplementar calor para o segundo forno de coque com gás natural.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a operação de uma pluralidade de fornos de coque compreende operar o primeiro forno de coque e o segundo forno de coque durante ciclos de operação que duram 72 horas ou mais.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a propensão da tiragem nos fornos para mover o gás de descarga do primeiro forno de co- que para o segundo forno de coque compreende mover gás e matéria volátil a partir do pri- meiro forno de coque para o segundo forno de coque.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda empurrar carvão solto ou carregado por estampagem para dentro do primeiro forno de coque.

12. Método de controlar uma quantidade de produção de coque em um forno de coque de recuperação de calor, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: Operar um primeiro forno de coque tendo um primeiro amortecedor de absorção pa- ra um duto comum, em que o primeiro forno de coque opera em um primeiro ciclo de opera- ção, o ciclo de operação durando pelo menos 72 horas, Operar um segundo forno de coque tendo um segundo amortecedor de absorção para o duto comum, em que o segundo forno de coque opera em um segundo ciclo de ope- ração, o segundo ciclo de operação iniciando em um tempo aproximadamente na metade do caminho através do primeiro ciclo de operação; e Transferir gás aquecido e matéria volátil através do duto comum a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a transferência de gás aquecido e matéria volátil a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque compreende estender um ciclo de operação do segundo forno de coque.

14. Método de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda sentir uma pressão ou condição de temperatura no segundo forno de coque.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a transferência de gás aquecido e matéria volátil a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque compreende transferir automaticamente o gás aquecido e a matéria volátil com base na detecção para manter o segundo forno de coque em uma faixa de temperatura pré-selecionada.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a transferência automática do gás aquecido e matéria volátil compreende automatica- mente ajustar pelo menos um do primeiro amortecedor de absorção ou segundo amortece- dor de absorção em resposta à detecção.

17. Método de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a operação do primeiro coque em um primeiro ciclo operacional que dura pelo menos 72 horas compreende operar o primeiro forno de coque em um ciclo de operação que dura pelo menos 96 horas.

18. Método de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a transferência de gás aquecido e matéria volátil a partir do primeiro forno de coque para o segundo forno de coque compreende transferir automaticamente o gás aquecido e a matéria volátil com base em um programa pré-selecionado.

19. Método de diminuir uma taxa de produção de coque, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: Empurrar uma carga de carvão para dentro de um primeiro forno de coque, o pri- meiro forno de coque tendo uma taxa de produção projetada máxima compreendendo uma razão de um peso de carga projetado máximo para um tempo de ciclo projetado máximo; Enquanto o primeiro forno de coque está em operação, empurrar uma carga de carvão para dentro de um segundo forno de coque próximo ao primeiro forno de coque; Orientar gás aquecido a partir do segundo forno de coque para o primeiro forno de coque; e Extrair coque do primeiro forno de coque em uma taxa de produção pelo menos 15% abaixo da taxa de produção projetada máxima.

20. Método de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que a orientação de gás aquecido a partir do segundo forno de coque para o primeiro forno de coque compreende orientar gás através de pelo menos um de um túnel externo partilha- do ou uma passagem de forno interna partilhada.

21. Método de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda detectar pelo menos uma de uma condição de temperatura ou pres- são no primeiro forno de coque.

22. Método de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda automaticamente orientar gás aquecido a partir do segundo forno de coque para o primeiro forno de coque em resposta à detecção.

23. Método de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que a extração de coque a partir do primeiro forno de coque em uma taxa de produção pelo menos 15% abaixo da taxa de produção projetada máxima compreende extrair coque do primeiro forno de coque em uma taxa de produção pelo menos 30% abaixo da taxa de pro- dução projetada máxima.