BR102013012235B1

BR102013012235B1 - METHOD OF HEATING A SUPPLIES CONTAINING FERROUS AND/OR NON-FERROUS METAL IN A FURNACE WITH A HEATING CHAMBER, A CHARGING PORT, AN EXHAUST CURRENT PORT AND AN EXHAUST CURRENT DUCT, AND EQUIPMENT

Info

Publication number: BR102013012235B1
Application number: BR102013012235-1A
Authority: BR
Inventors: Thomas Jurgen Hegenberg; Linda Kuehne; Gregor Langemeyer; Siegfried Schemberg
Original assignee: Air Products And Chemicals, Inc
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2023-05-23

Abstract

MÉTODO DE AQUECER UM SUPRIMENTO CONTENDO METAL FERROSO E/OU NÃO FERROSO EM UM FORNO COM UMA CÂMARA DE AQUECIMENTO, UMA PORTA DE CARREGAMENTO, UMA PORTA DA CORRENTE DE EXAUSTÃO E DUTO DA CORRENTE DE EXAUSTÃO, E EQUIPAMENTO A presente invenção refere-se a um método para aquecer um suprimento contendo metal ferroso e/ou não ferroso em um forno com uma câmara de aquecimento, uma porta de carregamento, uma porta da corrente de exaustão e duto da corrente de exaustão, compreendendo: a) introduzir combustível e um gás contendo oxigênio na câmara de aquecimento do forno através de um queimador tal que uma chama seja formada, b) monitorar o sinal de pelo menos um sensor óptico instalado dentro da câmara de aquecimento e/ou corrente de exaustão; c) monitorar a alteração da temperatura T da corrente de exaustão com o tempo (dT/dt); e d) ajustar a relação combustível: oxigênio na etapa a) como uma função da sinalização do(s) sensor(s) óptico e dT/dt na corrente de exaustão, e a um equipamento concebido para a implementação do referido método.METHOD OF HEATING A SUPPLIES CONTAINING FERROUS AND/OR NON-FERROUS METAL IN A FURNACE WITH A HEATING CHAMBER, A CHARGING PORT, AN EXHAUST CURRENT PORT AND EXHAUST CURRENT DUCT, AND EQUIPMENT The present invention relates to a method for heating a supply containing ferrous and/or non-ferrous metal in a furnace having a heating chamber, a charging port, an exhaust stream port and exhaust stream duct, comprising: a) introducing fuel and a gas containing oxygen in the furnace heating chamber through a burner such that a flame is formed, b) monitoring the signal of at least one optical sensor installed inside the heating chamber and/or exhaust stream; c) monitoring the change in temperature T of the exhaust stream over time (dT/dt); and d) adjusting the fuel:oxygen ratio in step a) as a function of the signaling of the optical sensor(s) and dT/dt in the exhaust stream, and to an equipment designed for the implementation of said method.

Description

[0001] A presente invenção está relacionada a um método de aquecimento de um suprimento contendo metais ferrosos e não ferrosos em uma fornalha com uma câmara de aquecimento, uma porta de carregamento, uma porta da corrente de exaustão e um duto da corrente de exaustão em que combustível e um gás contendo oxigênio são introduzidos no forno tal que uma chama é formada, e a um equipamento para a realização do referido método. Por aquecimento é significado incluir fusão, aquecimento, reciclagem, fundição e metais de outra forma processados através de aplicação de calor.[0001] The present invention relates to a method of heating a supply containing ferrous and non-ferrous metals in a furnace with a heating chamber, a charging port, an exhaust stream port and an exhaust stream duct in that fuel and an oxygen-containing gas are introduced into the furnace such that a flame is formed, and to an apparatus for carrying out said method. By heating is meant to include melting, heating, recycling, smelting and otherwise processed metals through the application of heat.

[0002] O aquecimento em fornalhas de suprimentos contendo metais ferrosos e não ferrosos, particularmente de suprimentos contendo alumínio é bem conhecido na arte. Um problema que ocorre nestes processos é que a composição e a qualidade dos suprimentos usados para aquecimento é usualmente variável. Por exemplo, os componentes orgânicos, tais como óleos, laca, papel, plásticos, borracha, tintas, revestimentos, etc., podem estar presentes no material a ser aquecido. Estes materiais orgânicos são pirolisados quando a temperatura de volatilização é atingida e, quando o oxigênio é deficiente, trazidos para o duto de exaustão do forno como CO ou como hidrocarbonetos não queimados. Os sistemas de limpeza do gás usualmente empregados não são capazes de eliminar completamente da corrente de exaustão essas substâncias nocivas indesejadas as quais são, portanto, emitidas ao meio ambiente se medidas adicionais não são tomadas.[0002] Furnace heating of supplies containing ferrous and non-ferrous metals, particularly of supplies containing aluminum is well known in the art. A problem that occurs in these processes is that the composition and quality of the supplies used for heating is usually variable. For example, organic components such as oils, lacquer, paper, plastics, rubber, paints, coatings, etc., may be present in the material being heated. These organic materials are pyrolyzed when the volatilization temperature is reached and, when oxygen is deficient, brought into the kiln exhaust duct as CO or as unburned hydrocarbons. The usually employed gas cleaning systems are not able to completely eliminate from the exhaust stream these unwanted harmful substances which are therefore emitted into the environment if additional measures are not taken.

[0003] Na técnica já conhecida, têm sido feitas várias tentativas para melhorar a eficiência de combustão no forno de modo a reduzir a emissão de substâncias nocivas para o ambiente. Por exemplo, nas Patentes norte americanas U.S. Nos. 7.462.218, 7.648.558 e 7.655.067 estão descritos processos em que a variação de CO e/ou a concentração de H2 nos gases de exaustão e as respectivas temperaturas são medidas, e o fluxo de combustível para o forno é ajustado em conformidade.[0003] In the known art, several attempts have been made to improve the combustion efficiency in the kiln in order to reduce the emission of harmful substances into the environment. For example, in the US Patents U.S. Us. 7,462,218, 7,648,558 and 7,655,067 describe processes in which the variation of CO and/or H2 concentration in the exhaust gases and the respective temperatures are measured, and the fuel flow to the furnace is adjusted accordingly .

[0004] A patente européia EP 553632 divulga um processo contínuo em que a temperatura da corrente de gás de exaustão do forno é medida e, quando a temperatura excede a um valor predeterminado, o teor de oxigênio no forno é aumentado.[0004] European patent EP 553632 discloses a continuous process in which the temperature of the kiln exhaust gas stream is measured and, when the temperature exceeds a predetermined value, the oxygen content in the kiln is increased.

[0005] Na patente européia EP 1243663, é divulgado um processo em que o teor de O2 nos gases de exaustão do forno é medido e esta medição é então utilizada como guia variável para a unidade de controle.[0005] In the European patent EP 1243663, a process is disclosed in which the O2 content in the kiln exhaust gases is measured and this measurement is then used as a variable guide for the control unit.

[0006] A patente internacional WO 2004/108975 descreve um processo no qual os teores de O2 e CO nos gases de exaustão do forno são medidos e a adicional injeção de oxigênio é controlada usando essas medições.[0006] The international patent WO 2004/108975 describes a process in which the O2 and CO contents in the kiln exhaust gases are measured and the additional oxygen injection is controlled using these measurements.

[0007] Finalmente, na patente européia EP 756014, está descrito um processo no qual a concentração de hidrocarbonetos nos gases de exaustão provenientes do forno é medida e o volume de oxigênio e/ou o volume de combustível introduzido no forno é estabelecido como uma função da concentração medida dessas referidas substâncias.[0007] Finally, in the European patent EP 756014, a process is described in which the concentration of hydrocarbons in the exhaust gases from the kiln is measured and the volume of oxygen and/or the volume of fuel introduced into the kiln is established as a function of the measured concentration of said substances.

[0008] As revelações das patentes já identificadas e dos pedidos de patentes aqui se incorporam por referência.[0008] The disclosures of previously identified patents and patent applications are hereby incorporated by reference.

[0009] Apesar de esses processos da arte anterior, existe ainda uma necessidade quanto a um aprimorado controle dos processos de aquecimento, em particular da combustão que ocorre em um forno de aquecimento, a fim de minimizar a emissão de substâncias nocivas; tais como o CO e hidrocarbonetos, para o ambiente, e aumentar a eficiência global do forno.[0009] Despite these prior art processes, there is still a need for improved control of the heating processes, in particular the combustion that takes place in a heating furnace, in order to minimize the emission of harmful substances; such as CO and hydrocarbons, to the environment, and increase the overall efficiency of the kiln.

[00010] Por conseguinte, é um objetivo da presente invenção fornecer tal processo aperfeiçoado; em particular para o aquecimento de suprimentos contaminados com materiais orgânicos pesados.[00010] Therefore, it is an object of the present invention to provide such an improved process; in particular for heating supplies contaminated with heavy organic materials.

[00011] A presente invenção está baseada na descoberta que um aprimorado controle do processo de aquecimento pode ser conseguido mediante monitorar simultaneamente a intensidade da combustão na exaustão e a alteração de temperatura dT/dt na corrente de exaustão do forno, e pelo ajuste da relação combustível:oxigênio introduzida no forno como uma função da sinalização da intensidade da combustão e a dT/dt da corrente de exaustão. Por intensidade de combustão é significado referir à intensidade da radiação emitida pelos processos de combustão como tipicamente medida usando um sensor ultravioleta ou de infravermelho ou um dispositivo de monitoração de chama.[00011] The present invention is based on the discovery that an improved control of the heating process can be achieved by simultaneously monitoring the intensity of combustion in the exhaust and the temperature change dT/dt in the exhaust stream of the furnace, and by adjusting the ratio fuel:oxygen introduced into the kiln as a function of the signaling intensity of combustion and the dT/dt of the exhaust current. By combustion intensity is meant the intensity of radiation emitted by combustion processes as typically measured using an ultraviolet or infrared sensor or flame monitoring device.

[00012] Em um aspecto da invenção, a intensidade da combustão é controlada por meio de um sistema de detecção óptica. Um exemplo de um sistema de detecção óptica adequado compreende um sensor de chama.[00012] In one aspect of the invention, the intensity of combustion is controlled by means of an optical detection system. An example of a suitable optical detection system comprises a flame sensor.

[00013] Por conseguinte, a presente invenção proporciona um método de aquecer um suprimento contendo metal ferroso e/ou não ferroso em um forno com uma câmara de aquecimento, uma porta de carregamento, uma porta da corrente de exaustão e um duto da corrente de exaustão, que compreende: a) introduzir combustível e um gás contendo oxigênio na câmara de aquecimento do forno através de um queimador tal que uma chama seja formada, b) monitorar o sinal de pelo menos um sensor óptico instalado dentro da câmara de aquecimento e/ou corrente de exaustão; c) monitorar a alteração da temperatura T da corrente de exaustão com o tempo (dT/dt); e d) ajustar a relação combustível:oxigênio na etapa a) como uma função da sinalização do(s) sensor(s) óptico e dT/dt na corrente de exaustão.[00013] Therefore, the present invention provides a method of heating a supply containing ferrous and/or non-ferrous metal in a furnace with a heating chamber, a charging port, an exhaust current port and a current duct. exhaust, comprising: a) introducing fuel and a gas containing oxygen into the furnace heating chamber through a burner such that a flame is formed, b) monitoring the signal of at least one optical sensor installed inside the heating chamber and/ or exhaust current; c) monitoring the change in temperature T of the exhaust stream over time (dT/dt); and d) adjust the fuel:oxygen ratio in step a) as a function of signaling from the optical sensor(s) and dT/dt in the exhaust stream.

[00014] Porta da corrente de exaustão significa o local da saída do forno, onde os gases do forno são concebidos a sair do forno. A porta de exaustão está ou ligada diretamente a um duto fechado da corrente de exaustão, ou associada com um duto aberto da corrente de exaustão (por exemplo, um duto aberto da corrente de exaustão permite o arraste do ar ambiente). Duto da corrente de exaustão significa o duto cujo trabalho está associado com a condução da corrente de um duto da corrente de exaustão aberto ou fechado.[00014] Exhaust stream port means the location of the furnace outlet, where the furnace gases are designed to exit the furnace. The exhaust port is either connected directly to a closed exhaust stream duct, or associated with an open exhaust stream duct (eg, an open exhaust stream duct allows entrainment of ambient air). Exhaust stream duct means the duct whose work is associated with carrying current from an open or closed exhaust stream duct.

[00015] Num aspecto da invenção, o monitoramento do sinal de pelo menos um sensor óptico compreende um sensor de chama instalado dentro de pelo menos um da câmara de aquecimento e do duto da corrente de exaustão.[00015] In one aspect of the invention, monitoring the signal from at least one optical sensor comprises a flame sensor installed within at least one of the heating chamber and the exhaust stream duct.

[00016] O método de acordo com a invenção permite um melhor controle do processo de aquecimento, especialmente para o aquecimento de suprimentos altamente contaminados por materiais orgânicos. Em particular, o método permite um ajustamento rápido e preciso da relação combustível:oxigênio introduzida no forno, em resposta aos parâmetros monitorados. A relação “combustível:oxigênio” é aqui definida como a relação molar entre o combustível e o oxigênio.[00016] The method according to the invention allows a better control of the heating process, especially for heating supplies highly contaminated by organic materials. In particular, the method allows a quick and accurate adjustment of the fuel:oxygen ratio introduced into the furnace, in response to the monitored parameters. The “fuel:oxygen” ratio is here defined as the molar ratio of fuel to oxygen.

[00017] Assim, o processo de aquecimento pode ser controlado de modo a que, tanto quanto possível, a combustão de todos os materiais combustíveis disponíveis no forno seja completa no interior do forno. Isto conduz a uma redução das emissões de substâncias nocivas, tais como de CO e de hidrocarbonetos, e um aumento na eficiência do forno mediante a manutenção do calor da combustão dos compostos orgânicos no interior do forno. Além disso, uma significativa redução na temperatura do gás nos dutos é conseguida, o que previne danos aos dutos de exaustão de gases decorrentes do superaquecimento. Além disso, pelo rebaixamento da temperatura dos gases de exaustão, as partículas de pó transportadas com o fluxo dos gases de exaustão no interior dos sistemas de filtro não são sinterizadas dentro do sistema de tubagem, o que iria exigir esforços adicionais de limpeza e de manutenção.[00017] Thus, the heating process can be controlled so that, as much as possible, the combustion of all combustible materials available in the kiln is complete inside the kiln. This leads to a reduction in emissions of harmful substances, such as CO and hydrocarbons, and an increase in kiln efficiency by maintaining the heat of combustion of organic compounds inside the kiln. In addition, a significant reduction in the gas temperature in the ducts is achieved, which prevents damage to the exhaust gas ducts due to overheating. Furthermore, by lowering the temperature of the exhaust gases, the dust particles carried with the exhaust gas flow inside the filter systems are not sintered inside the piping system, which would require additional cleaning and maintenance efforts. .

[00018] Mais ainda, devido à maior eficiência do forno, um menor consumo de combustível é conseguido mediante uso da capacidade calorífica dos contaminantes combustíveis contidos no suprimento de carga. Finalmente, o sistema pode ser totalmente automatizado tal que a operação do forno fica mais facilitada e erros operacionais são evitados.[00018] Furthermore, due to the greater efficiency of the furnace, a lower fuel consumption is achieved by using the heat capacity of the combustible contaminants contained in the load supply. Finally, the system can be fully automated so that the furnace operation is easier and operational errors are avoided.

[00019] O(s) sensor(s) óptico ou de chama são preferivelmente dispostos para fornecer uma forma gradual, ou mesmo mais preferivelmente de forma contínua, a variação de sinal dependendo da intensidade da combustão, e muito preferivelmente são dispostos para fornecer um sinal que é diretamente proporcional a uma intensidade da combustão. Isto pode ser conseguido através da utilização de um único sensor óptico, por exemplo, um sensor de infravermelho, ou através de uma multiplicidade de sensores, por exemplo, sensores de UV.[00019] The optical or flame sensor(s) are preferably arranged to provide a gradual, or even more preferably continuously, signal variation depending on the intensity of combustion, and most preferably they are arranged to provide a signal that is directly proportional to a combustion intensity. This can be achieved through the use of a single optical sensor, for example an infrared sensor, or through a multiplicity of sensors, for example UV sensors.

[00020] Num aspecto da invenção, a monitoração da intensidade da combustão compreende monitorar uma combustão sem chama ou combustão em que a chama não é visível.[00020] In one aspect of the invention, monitoring the intensity of combustion comprises monitoring a flameless combustion or combustion in which the flame is not visible.

[00021] Numa modalidade preferida, o forno no método de acordo com a invenção é um forno cilíndrico rotativo, um assim chamado forno do tipo tambor rotativo.[00021] In a preferred embodiment, the oven in the method according to the invention is a rotary cylindrical oven, a so-called rotary drum type oven.

[00022] Fornos do tipo tambor rotativos são proveitosamente usados particularmente para o aquecimento de suprimentos altamente contaminados. O movimento de rotação do forno pode ser adaptado quanto à natureza e composição do material introduzido no forno para o aquecimento.[00022] Rotary drum-type furnaces are usefully used particularly for heating highly contaminated supplies. The rotating movement of the kiln can be adapted to the nature and composition of the material introduced into the kiln for heating.

[00023] O método da invenção é especialmente bem adequado para o aquecimento de suprimentos contendo alumínio e, portanto, no método o metal ferroso e/ou não ferroso é o alumínio.[00023] The method of the invention is especially well suited for heating supplies containing aluminum and therefore in the method the ferrous and/or non-ferrous metal is aluminum.

[00024] A relação combustível:oxigênio no método da presente invenção é preferivelmente ajustada pela variação da quantidade de oxigênio introduzida dentro do forno e/ou variação da quantidade de combustível que é introduzida no forno.[00024] The fuel:oxygen ratio in the method of the present invention is preferably adjusted by varying the amount of oxygen introduced into the furnace and/or varying the amount of fuel that is introduced into the furnace.

[00025] Em particular, quando um suprimento (fortemente) contaminado em material orgânico é carregado num forno de aquecimento, o grau de combustão dos combustíveis totais presentes no forno varia de acordo com a quantidade e a natureza dos contaminantes. Além disso, especialmente em fornos do tipo tambor rotativo, novas superfícies do material carregado são repetidamente descobertas, tal que a quantidade de contaminantes do combustível liberada para a fase gasosa varia com o tempo.[00025] In particular, when a (heavily) contaminated supply of organic material is loaded into a heating furnace, the degree of combustion of the total fuels present in the furnace varies according to the amount and nature of the contaminants. Furthermore, especially in rotary drum type furnaces, new surfaces of the loaded material are repeatedly discovered, such that the amount of fuel contaminants released into the gas phase varies with time.

[00026] Assim, o ajuste da relação combustível:oxigênio deve ser efetuada de moto tal que o máximo possível da totalidade dos combustíveis contidos no forno seja ali totalmente consumida; isto é, a combustão seja sustentada no forno. Dependendo dos valores do sinal do(s) sensor(s) óptico e da alteração de temperatura dT/dt da corrente de exaustão a quantidade de oxigênio introduzida no forno é aumentada ou diminuída, e/ou a quantidade de combustível introduzida no forno é aumentada ou diminuída.[00026] Thus, the adjustment of the fuel:oxygen ratio must be carried out in such a way that the maximum possible amount of fuel contained in the furnace is completely consumed there; that is, combustion is sustained in the furnace. Depending on the signal values of the optical sensor(s) and the temperature change dT/dt of the exhaust stream the amount of oxygen introduced into the furnace is increased or decreased, and/or the amount of fuel introduced into the furnace is increased or diminished.

[00027] Por exemplo, quando a quantidade de contaminantes orgânicos liberados no forno aumenta, tipicamente a temperatura da corrente de exaustão aumenta porque a combustão no forno não é completada. Neste caso, por exemplo, oxigênio adicional é introduzido no forno e/ou o combustível é reduzido ao queimador de modo a manter a combustão dentro do forno; isto é, para completar a combustão no interior do forno.[00027] For example, when the amount of organic contaminants released into the kiln increases, typically the exhaust stream temperature increases because combustion in the kiln is not completed. In this case, for example, additional oxygen is introduced into the kiln and/or fuel is reduced to the burner in order to maintain combustion within the kiln; that is, to complete combustion inside the kiln.

[00028] Em uma modalidade da presente invenção em que o gás natural é usado como combustível, a relação combustível:oxigênio pode ser ajustada, de preferência dentro da faixa de a partir de cerca de 1:2, que é essencialmente a relação estequiométrica para a combustão de gás natural, até cerca de 1:6, cerca de 1:16 ou até mesmo cerca de 1:20. Para modalidades em que são usados combustíveis diferentes a relação combustível:oxigênio pode ser preferivelmente ajustada dentro das correspondentes faixas; isto é, desde a relação estequiométrica até relações que são de 3, 8 ou mesmo 10 vezes menores que a relação estequiométrica.[00028] In an embodiment of the present invention in which natural gas is used as fuel, the fuel:oxygen ratio can be adjusted, preferably within the range of from about 1:2, which is essentially the stoichiometric ratio for the combustion of natural gas, up to about 1:6, about 1:16 or even about 1:20. For modalities in which different fuels are used, the fuel:oxygen ratio can preferably be adjusted within the corresponding ranges; that is, from the stoichiometric ratio to ratios that are 3, 8 or even 10 times smaller than the stoichiometric ratio.

[00029] Numa modalidade preferida, o fluxo de combustível no queimador é controlado por válvulas de fechamento rápido ou ativadas por ar comprimido. Tais válvulas permitem um ajuste bastante rápido do fluxo de combustível.[00029] In a preferred embodiment, the flow of fuel in the burner is controlled by quick closing valves or activated by compressed air. Such valves allow for a fairly quick adjustment of the fuel flow.

[00030] Em uma modalidade da invenção, em que um forno do tipo tambor rotativo é utilizado, também o movimento de rotação do forno pode ser ajustado de acordo com os valores detectados quanto à alteração de temperatura dT/dt da corrente de exaustão e do sinal do(s) sensor(s) óptico.[00030] In one embodiment of the invention, in which a rotary drum-type furnace is used, the rotational movement of the furnace can also be adjusted according to the values detected regarding the temperature change dT/dt of the exhaust stream and the signal from the optical sensor(s).

[00031] Preferentemente, no método da invenção, o pelo menos um sensor óptico fica instalado dentro do duto da corrente de exaustão do forno.[00031] Preferably, in the method of the invention, the at least one optical sensor is installed inside the furnace exhaust stream duct.

[00032] De forma mais preferida, o pelo menos um sensor óptico fica posicionado junto à porta da corrente de exaustão do forno, tal que especialmente a intensidade da combustão nas proximidades da saída do forno é determinada.[00032] More preferably, the at least one optical sensor is positioned next to the exhaust stream door of the kiln, such that especially the intensity of combustion in the vicinity of the kiln outlet is determined.

[00033] O monitoramento do sinal do sensor(s) óptico na etapa (b) e o monitoramento da alteração de temperatura dT/dt da corrente de exaustão do forno na etapa (c) são de preferência feitos em duas posições separadas.[00033] The monitoring of the optical sensor(s) signal in step (b) and the monitoring of the temperature change dT/dt of the furnace exhaust stream in step (c) are preferably done in two separate positions.

[00034] De preferência, a alteração de temperatura dT/dt da corrente de exaustão do forno é registrada a jusante do local do(s) sensor(s) óptico.[00034] Preferably, the temperature change dT/dt of the furnace exhaust stream is recorded downstream of the location of the optical sensor(s).

[00035] A monitoração da alteração de temperatura da corrente de exaustão (dT/dt) adicionalmente ao monitoramento do sinal proveniente de um sensor óptico fornece uma aprimorada indicação da comutação do suprimento a ser aquecido e, portanto, melhora a confiabilidade do controle do processo de aquecimento. Em particular, os sinais falsos positivos no sinal do sensor óptico devido à volatilização dos sais e outros componentes podem ser identificados.[00035] Monitoring the temperature change of the exhaust stream (dT/dt) in addition to monitoring the signal coming from an optical sensor provides an improved indication of the switching of the supply to be heated and therefore improves the reliability of the process control of heating. In particular, false positive signals in the optical sensor signal due to volatilization of salts and other components can be identified.

[00036] A alteração de temperatura dT/dt da corrente de exaustão é de preferência medida dentro do duto da corrente de exaustão do forno.[00036] The temperature change dT/dt of the exhaust stream is preferably measured inside the furnace exhaust stream duct.

[00037] O(s) sensor(s) óptico na etapa (b) é/são de preferência e proveitosamente de digitalização (‘scanners’) de chama por IR (Infravermelho).[00037] The optical sensor(s) in step (b) is/are preferably and usefully IR (Infrared) flame scanners.

[00038] As propriedades dos ‘scanners’ de IR permitem o uso de apenas um deles no método da invenção.[00038] The properties of the IR scanners allow the use of only one of them in the method of the invention.

[00039] Usualmente, nos ‘scanners’ de IR se faz uso da cintilação de chamas para diferençar o sinal de IR de uma chama do sinal de IR de uma fonte que não é de chama, tal como de uma parede quente.[00039] Usually, in IR scanners, flame flicker is used to differentiate the IR signal from a flame from the IR signal from a non-flame source, such as a hot wall.

[00040] Os ‘scanners’ de IR, por conseguinte, criam um sinal como uma função das alterações da radiação de IR.[00040] IR scanners therefore create a signal as a function of changes in IR radiation.

[00041] O detector de radiação no ‘scanner’ de chama de IR usualmente é um foto-resistor sensível a infravermelho que é sensível a radiação com um comprimento de onda na faixa de 1 a 3 μm (por exemplo, os ‘scanners’ de chama IR detectam variação na radiação). A filtragem é em faixa estreita tal que a radiação chama-específica com uma frequência e taxa de alteração em constante mutação, pode ser plenamente utilizada. Ou seja, os ‘scanners’ de chama IR detectam a radiação gerada pela chama que por sua vez é uma medida indireta da intensidade da combustão.[00041] The radiation detector in the IR flame scanner is usually an infrared sensitive photoresistor that is sensitive to radiation with a wavelength in the range of 1 to 3 μm (for example, IR flame detect variation in radiation). Filtering is narrow-band such that flame-specific radiation with a constantly changing frequency and rate of change can be fully utilized. That is, the IR flame scanners detect the radiation generated by the flame which in turn is an indirect measure of the intensity of combustion.

[00042] O sinal analógico de saída do detector, que pode estar, por exemplo, entre 0 e +5 V, é uma medida para a intensidade da combustão.[00042] The analog output signal of the detector, which can be, for example, between 0 and +5 V, is a measure for the intensity of combustion.

[00043] A alteração de temperatura dT/dt da corrente de exaustão com o passar do tempo é de preferência medida com um ou mais termopar(s). O(s) termopar(s) determina a temperatura da corrente de exaustão e então a dT/dt é calculada.[00043] The temperature change dT/dt of the exhaust stream over time is preferably measured with one or more thermocouple(s). The thermocouple(s) determine the temperature of the exhaust stream and then the dT/dt is calculated.

[00044] O(s) termopar pode ser posicionado em múltiplas localizações na corrente de exaustão e/ou no duto, mas é preferivelmente posicionado próximo do(s) sensor óptico.[00044] The thermocouple(s) can be positioned at multiple locations in the exhaust stream and/or in the duct, but is preferably positioned close to the optical sensor(s).

[00045] De preferência, o ajuste da relação combustível:oxigênio na etapa (d) como uma função do sinal do(s) sensor óptico e dT/dt na corrente de exaustão compreende o seguinte procedimento: i) reduzir a vazão normal do combustível, de preferência para uma vazão de combustível mínima confiável, ii) aumentar a quantidade de oxigênio introduzido no forno de acordo com o nível do sinal do sensor de chama, iii) decrescer a quantidade de oxigênio com uma taxa predeterminada durante um período predeterminado de tempo até o nível normal, iv) retornar a vazão ao normal quando a etapa (iii) esteja concluída.[00045] Preferably, the adjustment of the fuel:oxygen ratio in step (d) as a function of the signal from the optical sensor(s) and dT/dt in the exhaust stream comprises the following procedure: i) reduce the normal fuel flow , preferably for a minimum reliable fuel flow, ii) increase the amount of oxygen introduced into the furnace according to the flame sensor signal level, iii) decrease the amount of oxygen at a predetermined rate over a predetermined period of time to normal level, iv) return flow to normal when step (iii) is completed.

[00046] Para evitar a indesejada ativação do procedimento, preferivelmente são ajustadas as condições de partida. Assim, para iniciar o procedimento acima de (i) a (iv), as condições de partida são preferivelmente tais que o sinal proveniente do sensor óptico deve ser maior que um nível predeterminado, e ao mesmo tempo, a alteração da temperatura na corrente de exaustão deve ser maior que um valor predeterminado.[00046] To avoid unwanted activation of the procedure, the starting conditions are preferably adjusted. Thus, to start the above procedure from (i) to (iv), the starting conditions are preferably such that the signal coming from the optical sensor must be greater than a predetermined level, and at the same time, the temperature change in the exhaustion must be greater than a predetermined value.

[00047] Numa modalidade preferida do método da invenção, a porta de carregamento e a porta da corrente de exaustão estão localizadas em lados opostos da câmara de aquecimento do forno.[00047] In a preferred embodiment of the method of the invention, the charging port and the exhaust stream port are located on opposite sides of the furnace heating chamber.

[00048] Além disso, é preferível que o queimador através do qual o combustível e o gás contendo oxigênio são introduzidos no forno se situe no mesmo lado em que a porta da corrente de exaustão está situada.[00048] Furthermore, it is preferable that the burner through which the fuel and oxygen-containing gas are introduced into the furnace is located on the same side as the exhaust stream port is located.

[00049] Assim, as direções do fluxo de combustível/gás contendo oxigênio introduzido na câmara de aquecimento do forno e os gases residuais estão em direções opostas.[00049] Thus, the directions of the flow of fuel/gas containing oxygen introduced into the furnace heating chamber and the residual gases are in opposite directions.

[00050] De preferência, na câmara de aquecimento do forno, apenas um queimador, por meio do qual o combustível e o gás contendo oxigênio são introduzidos no forno, está presente.[00050] Preferably, in the furnace heating chamber, only one burner, by means of which fuel and oxygen-containing gas are introduced into the furnace, is present.

[00051] Ainda adicionalmente, preferivelmente a porta de carregamento e a posição a partir da qual o combustível e o gás contendo oxigênio são introduzidos no forno se situam em lados opostos da câmara de aquecimento do forno. Se desejado, essas características podem estar do mesmo lado.[00051] Still further, preferably the loading port and the position from which the fuel and oxygen-containing gas are introduced into the kiln are located on opposite sides of the kiln heating chamber. If desired, these characteristics can be on the same side.

[00052] Esta modalidade permite uma configuração hermética da porta de carregamento e, portanto, uma completa vedação do forno contra a infiltração de ar.[00052] This modality allows a hermetic configuration of the loading door and, therefore, a complete sealing of the oven against air infiltration.

[00053] Um forno de aquecimento do tipo tambor rotativo, em que a porta de carregamento e a porta da corrente de exaustão estão localizadas em lados opostos da câmara de aquecimento do forno e onde o combustível e o gás contendo oxigênio são introduzidos no forno por meio de um queimador do mesmo lado onde a porta da corrente de exaustão está situada é descrito na patente européia EP 756014. A divulgação deste documento aqui se incorpora por referência.[00053] A rotary drum-type heating furnace, in which the charging port and the exhaust stream port are located on opposite sides of the furnace heating chamber, and where fuel and oxygen-containing gas are introduced into the furnace by means of a burner on the same side where the exhaust stream port is located is described in European patent EP 756014. The disclosure of this document is incorporated herein by reference.

[00054] Especialmente, todas as modalidades do forno descrita na patente européia EP 756014 aqui se incorporam como modalidades preferidas do forno no método da invenção.[00054] Especially, all the oven modalities described in the European patent EP 756014 are hereby incorporated as preferred oven modalities in the method of the invention.

[00055] No método da invenção, além disso, é preferido que adicional gás contendo oxigênio (por exemplo, gás contendo uma concentração de oxigênio que é maior que a do ar), seja introduzido no forno através de uma lança.[00055] In the method of the invention, moreover, it is preferred that additional oxygen-containing gas (for example, gas containing an oxygen concentration that is greater than that of air) is introduced into the kiln through a lance.

[00056] Isso é, por vezes, também denotado como “preparação”. Ela serve para melhorar a penetração da chama na câmara de aquecimento do forno e induzir a mistura em seu interior.[00056] This is sometimes also denoted as “preparation”. It serves to improve the penetration of the flame into the furnace heating chamber and induce the mixture inside.

[00057] A lança é de preferência operada como supersônico através do que o gás é conduzido numa velocidade supersônica.[00057] The boom is preferably operated as supersonic whereby the gas is conducted at a supersonic speed.

[00058] De preferência, a lança é posicionada no forno tal que o adicional gás contendo oxigênio introduzido no forno reforça a chama do queimador, mais preferivelmente a lança é posicionada acima do queimador e introduz o adicional gás contendo oxigênio tal que a chama do queimador é intensificada (por exemplo, alongada). O oxigênio adicional pode aumentar a taxa de queima e, por sua vez, permite aumentada utilização do combustível.[00058] Preferably, the lance is positioned in the furnace such that the additional oxygen-containing gas introduced into the furnace reinforces the burner flame, more preferably the lance is positioned above the burner and introduces the additional oxygen-containing gas such that the burner flame is intensified (e.g. elongated). The additional oxygen can increase the burn rate and in turn allows for increased fuel utilization.

[00059] É preferido que até 70% vol. do oxigênio total introduzido no forno sejam introduzidos através da referida lança.[00059] It is preferred that up to 70% vol. of the total oxygen introduced into the furnace are introduced through said lance.

[00060] Isto torna possível ajustar o comprimento da chama e criar uma zona de pós-combustão preferentemente na parte superior da câmara de aquecimento.[00060] This makes it possible to adjust the length of the flame and create an afterburning zone preferably in the upper part of the heating chamber.

[00061] O gás contendo oxigênio do queimador e/ou a lança tem de preferência um teor de oxigênio de pelo menos 80% vol.; mais preferivelmente de pelo menos 95% vol.[00061] The oxygen-containing gas from the burner and/or the lance preferably has an oxygen content of at least 80% vol.; more preferably at least 95% vol.

[00062] No método da invenção, o suprimento de carregamento é introduzido no forno através da porta de carregamento em modo batelada, ou em modo contínuo.[00062] In the method of the invention, the charging supply is introduced into the furnace through the charging port in batch mode, or in continuous mode.

[00063] Além disso, a presente invenção está relacionada a um equipamento para realizar o método da invenção em qualquer das modalidades descritas acima.[00063] Furthermore, the present invention relates to equipment for carrying out the method of the invention in any of the embodiments described above.

[00064] Em particular, a invenção também está relacionada a um equipamento que compreende um forno com uma câmara de aquecimento, uma porta de carregamento, uma porta da corrente de exaustão e um duto da corrente de exaustão, e a) um queimador para introduzir combustível e um gás contendo oxigênio na câmara de aquecimento, de modo a formar uma chama, b) pelo menos um sensor óptico instalado dentro da câmara de aquecimento e/ou do duto da corrente de exaustão (por exemplo, seja um duto de corrente de exaustão aberto ou fechado), c) meios para monitorar a alteração da temperatura T da corrente de exaustão com o passar do tempo (dT/dt), e d) meios para o ajuste da relação combustível:oxigênio na etapa (a) como uma função da sinalização do(s) sensor(s) óptico e dT/dt na corrente de exaustão.[00064] In particular, the invention is also related to an equipment comprising an oven with a heating chamber, a charging port, an exhaust stream port and an exhaust stream duct, and a) a burner for introducing fuel and a gas containing oxygen in the heating chamber, so as to form a flame, b) at least one optical sensor installed inside the heating chamber and/or the exhaust stream duct (for example, be it a open or closed exhaust), c) means for monitoring the change in temperature T of the exhaust stream over time (dT/dt), and d) means for adjusting the fuel:oxygen ratio in step (a) as a function signaling of the optical sensor(s) and dT/dt in the exhaust current.

[00065] Todas as modalidades acima descritas do método da invenção também são pertinentes ao equipamento onde aplicáveis.[00065] All the above-described embodiments of the method of the invention are also pertinent to the equipment where applicable.

Example

[00066] A invenção será adicionalmente descrita em detalhes por meio de uma modalidade preferida com referência aos desenhos anexos.[00066] The invention will be further described in detail by means of a preferred embodiment with reference to the attached drawings.

[00067] A Figura 1 mostra uma vista em corte transversal de uma modalidade de um equipamento de acordo com a invenção, um forno do tipo tambor rotativo, que é concebido para realizar o método de acordo com a invenção.[00067] Figure 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of an equipment according to the invention, a rotary drum-type oven, which is designed to carry out the method according to the invention.

[00068] A Figura 2 mostra o desenvolvimento da temperatura da corrente de exaustão de um forno de aquecimento em que o aquecimento de sucata de alumínio é realizado sem ajustamento da relação oxigênio:combustível de acordo com a presente invenção.[00068] Figure 2 shows the development of the temperature of the exhaust stream of a heating furnace in which the heating of aluminum scrap is carried out without adjusting the oxygen:fuel ratio according to the present invention.

[00069] A Figura 3 mostra o desenvolvimento da temperatura da corrente de exaustão de um forno de aquecimento em que o aquecimento da sucata de alumínio é realizado com ajustamento da relação oxigênio:combustível de acordo com a presente invenção.[00069] Figure 3 shows the development of the temperature of the exhaust stream of a heating furnace in which the heating of scrap aluminum is carried out with adjustment of the oxygen:fuel ratio according to the present invention.

[00070] Na Figura 1, um forno do tipo tambor rotativo de configuração cilíndrica 1 é mostrado. Na câmara de aquecimento 11 do forno 1, o suprimento de carregamento 6 a ser fundido é depositado. As duas extremidades da câmara de aquecimento 11 do forno 1 são afuniladas. Numa extremidade uma porta de carregamento 2 está provida, por meio da qual o material de carregamento 6 é introduzido ou levado para fora do forno. Ao final da etapa de carregamento a porta de carregamento 2 pode ser conectada à câmara de aquecimento 11 hermética.[00070] In Figure 1, a rotary drum type furnace of cylindrical configuration 1 is shown. In the heating chamber 11 of the furnace 1, the feed stock 6 to be melted is deposited. The two ends of the heating chamber 11 of the furnace 1 are tapered. At one end a loading door 2 is provided, by means of which the loading material 6 is fed into or taken out of the kiln. At the end of the charging step, the charging port 2 can be connected to the airtight heating chamber 11.

[00071] Na extremidade da câmara de aquecimento 11 do forno 1 oposta àquela da porta de carregamento 2, um queimador 3 é provido. O queimador de aquecimento 3 está situado no mesmo lado do forno como a exaustão. Em alguns casos, o queimador 3 está posicionado adjacente a, ou na porta da corrente de exaustão 7 à qual o duto de exaustão 4 se conecta (por exemplo, para permitir a saída da corrente de exaustão resultante do aquecimento). No duto de exaustão 4 um termopar 5 está disposto com o qual a temperatura da corrente de exaustão é medida e a partir dos referidos dados a alteração de temperatura dT/dt é calculada. Próximo do termopar 5 no duto de exaustão 4 do forno 1 um ‘scanner’ de chama IR 10 é dotado a montante do termopar 5.[00071] At the end of the heating chamber 11 of the furnace 1 opposite that of the loading door 2, a burner 3 is provided. Heating burner 3 is located on the same side of the furnace as the exhaust. In some cases, the burner 3 is positioned adjacent to, or in the exhaust stream port 7 to which the exhaust duct 4 connects (for example, to allow exhaust stream resulting from heating to escape). In the exhaust duct 4 a thermocouple 5 is arranged with which the temperature of the exhaust stream is measured and from said data the temperature change dT/dt is calculated. Close to thermocouple 5 in exhaust duct 4 of furnace 1 an IR flame scanner 10 is provided upstream of thermocouple 5.

[00072] A porta de carregamento 2 da câmara de aquecimento 11 gira junto com essa última quando de sua operação. O queimador de aquecimento 3 e o duto de exaustão 4, nas extremidades opostas estão dispostos de forma não rotativa, todavia.[00072] The loading door 2 of the heating chamber 11 rotates together with the latter during its operation. The heating burner 3 and the exhaust duct 4 at opposite ends are arranged non-rotatably, however.

[00073] No processo de aquecimento uma chama 9 é gerada pelo queimador 3, a qual se estende para dentro da câmara de aquecimento 11 do forno 1. Tipicamente, a chama se estende a pelo menos dois terços do comprimento do forno. Devido ao calor aplicado pela chama 9, o suprimento de carregamento 6 é aquecido e tipicamente derrete com a contínua rotação da câmara de aquecimento 11 do forno 1 tal que um aquecimento mais ou menos consistente do suprimento 6 é obtido.[00073] In the heating process a flame 9 is generated by the burner 3, which extends into the heating chamber 11 of the furnace 1. Typically, the flame extends to at least two thirds of the length of the furnace. Due to the heat applied by the flame 9, the charging supply 6 is heated and typically melts with the continuous rotation of the heating chamber 11 of the furnace 1 such that a more or less consistent heating of the supply 6 is obtained.

[00074] Opcionalmente, uma lança 8 pode estar presente acima do queimador 3 através do que mais oxigênio/gás contendo oxigênio é introduzido na câmara de aquecimento 11 do forno 1, tal que a chama 9 é intensificada. A lança 8 pode ser posicionada em qualquer localização adequada incluindo lados iguais ou diferentes do forno como o queimador.[00074] Optionally, a lance 8 can be present above the burner 3 whereby more oxygen/oxygen-containing gas is introduced into the heating chamber 11 of the furnace 1, such that the flame 9 is intensified. Lance 8 can be positioned in any suitable location including equal or different sides of the furnace as the burner.

[00075] A corrente de exaustão que se materializa a partir desse procedimento de aquecimento é introduzida através da porta da corrente de exaustão 7 para o duto de exaustão 4, fluindo assim passante da chama do queimador de aquecimento 3 tal que as substâncias nocivas contidas nos gases residuais, tais como, por exemplo, hidrocarbonetos, podem ser incineradas.[00075] The exhaust stream that materializes from this heating procedure is introduced through the exhaust stream port 7 to the exhaust duct 4, thus flowing past the flame of the heating burner 3 such that the harmful substances contained in the waste gases, such as, for example, hydrocarbons, can be incinerated.

[00076] O volume de combustível e/ou ar de combustão ou de oxigênio necessário para a combustão aplicado ao queimador 3 é, e, opcionalmente, também a rotação da câmara de aquecimento 11 do forno 1 são ajustados em função dos sinais provenientes do termopar 5 e a chama digitalizador 10 disposta no duto de exaustão 4. Assim, a energia oferecida na câmara de aquecimento 11 do forno 1, resultante da combustão do combustível e a incineração de contaminantes, é mantida constante, para garantir uma sequência homogênea no processo de aquecimento e para minimizar as substâncias nocivas nos gases residuais resultante do processo de aquecimento.[00076] The volume of fuel and/or combustion air or oxygen required for combustion applied to burner 3 and, optionally, also the rotation of the heating chamber 11 of furnace 1 are adjusted depending on the signals coming from the thermocouple 5 and the digitizer flame 10 disposed in the exhaust duct 4. Thus, the energy offered in the heating chamber 11 of the furnace 1, resulting from the combustion of the fuel and the incineration of contaminants, is kept constant, to guarantee a homogeneous sequence in the process of heating and to minimize harmful substances in the waste gases resulting from the heating process.

[00077] No início do processo de aquecimento primeiramente os componentes orgânicos presentes no suprimento de carregamento 6 são pirolisados o que resulta numa alta concentração de hidrocarbonetos na câmara de aquecimento 11. Para compensar isto, o procedimento descrito adiante com base na alteração de temperatura dT/dt da corrente de gás de exaustão e no sinal proveniente do ‘scanner’ de chama IR é iniciado. Com o oxigênio adicional e a reduzida quantidade do combustível alimentado para a câmara de aquecimento 11, os hidrocarbonetos presentes na câmara de aquecimento 11 são incinerados tal que a concentração deles é reduzida.[00077] At the beginning of the heating process, firstly, the organic components present in the loading supply 6 are pyrolyzed, which results in a high concentration of hydrocarbons in the heating chamber 11. To compensate for this, the procedure described below is based on the temperature change dT /dt of the exhaust gas stream and the signal from the IR flame scanner is started. With the additional oxygen and the reduced amount of fuel fed to the heating chamber 11, the hydrocarbons present in the heating chamber 11 are incinerated such that their concentration is reduced.

[00078] Quando do término da volatilização dos componentes orgânicos do suprimento de carregamento 6 que é detectável pela diminuição da alteração de temperatura dT/dt da corrente de exaustão o queimador 3 é novamente operado de forma estequiométrica ou fracamente de forma sub-estequiométrica com aumentada taxa de queima tal que a disponibilidade de combustível por meio do queimador 3 aumenta no forno 1 e o aquecimento do suprimento de carregamento 6 é rapidamente alcançado, a concentração de oxigênio no forno 1 sendo desprezível de modo a evitar a perda de alumínio.[00078] Upon completion of the volatilization of the organic components of the charging supply 6, which is detectable by the decrease in the temperature change dT/dt of the exhaust stream, the burner 3 is again operated stoichiometrically or weakly sub-stoichiometrically with increased burning rate such that the availability of fuel through burner 3 increases in furnace 1 and heating of the charging supply 6 is rapidly achieved, the oxygen concentration in furnace 1 being negligible so as to avoid loss of aluminum.

[00079] A concentração em volume das substâncias nocivas resultantes da pirólise durante aquecimento; tal como, por exemplo, hidrocarbonetos, depende, entre outras coisas, da velocidade de rotação da câmara de aquecimento 11 do forno 1, assim, por meio dos sinais do termopar 5 e do ‘scanner’ de chama 10 o movimento de rotação da câmara de aquecimento pode ser ajustado de modo tal que o volume das substâncias nocivas é reduzido ainda mais.[00079] The volume concentration of harmful substances resulting from pyrolysis during heating; such as, for example, hydrocarbons, depends, among other things, on the rotational speed of the heating chamber 11 of the furnace 1, thus, by means of the signals from the thermocouple 5 and the flame scanner 10, the rotational movement of the chamber Heating temperature can be adjusted in such a way that the volume of harmful substances is further reduced.

[00080] Nesta modalidade de um forno do tipo tambor rotativo 1, o ajuste da introdução de oxigênio e do combustível para dentro da câmara de aquecimento 11 pode ser feito com base no sinal do sensor óptico (‘scanner’ de chama IR) e a alteração de temperatura dT/dt da corrente do gás de exaustão do seguinte modo:[00080] In this modality of a rotary drum type furnace 1, the adjustment of the introduction of oxygen and fuel into the heating chamber 11 can be done based on the signal from the optical sensor (IR flame scanner) and the temperature change dT/dt of the exhaust gas stream as follows:

[00081] ‘Scanner’ de chama IR 10 instalado no duto de exaustão detecta a variação da radiação de IR e, portanto, a força da chama como um sinal eletrônico analógico que varia entre 0 e 100%. Ao mesmo tempo, o termopar 5 no duto mede a temperatura da corrente do gás de exaustão.[00081] IR flame scanner 10 installed in the exhaust duct detects the variation of the IR radiation and therefore the strength of the flame as an analogue electronic signal that varies between 0 and 100%. At the same time, thermocouple 5 in the duct measures the temperature of the exhaust gas stream.

[00082] Ambos os sinais são alimentados a um dispositivo de controle onde a alteração dT/dt da temperatura medida é calculada eletronicamente. O dispositivo de controle induz o ajuste do oxigênio e/ou combustível com base em ambos os sinais através do procedimento seguinte: i) reduzir o fluxo de combustível vigente Qf,act até um mínimo confiável Qf,set,min, ii) aumentar a quantidade do oxigênio introduzida no forno QO2,act de acordo com o nível do sinal do ‘scanner’ de chama IR, iii) decrescer a quantidade de oxigênio QO2,act com uma taxa predeterminada durante um período predeterminado de tempo até o nível normal, iv) retornar o fluxo de combustível Qf,act às condições normais de aquecimento Qf,set,norm quando terminado.[00082] Both signals are fed to a control device where the dT/dt change of the measured temperature is electronically calculated. The control device induces the oxygen and/or fuel adjustment based on both signals through the following procedure: i) reduce the actual fuel flow Qf,act to a reliable minimum Qf,set,min, ii) increase the amount of oxygen introduced into the furnace QO2,act according to the signal level from the IR flame scanner, iii) decrease the amount of oxygen QO2,act at a predetermined rate over a predetermined period of time to the normal level, iv) return Qf,act fuel flow to normal heating conditions Qf,set,norm when finished.

[00083] Dependendo das configurações e da qualidade do material carregado, este procedimento pode se iniciar várias vezes após o carregamento ter terminado e a porta do forno 2 ser fechada.[00083] Depending on the settings and the quality of the loaded material, this procedure may start several times after loading is complete and oven door 2 is closed.

[00084] Para evitar a indesejada ativação do procedimento, as condições de partida são definidas as quais podem diferir individualmente para cada forno. Assim, para iniciar o procedimento acima as condições de partida são tais que o sinal proveniente do ‘scanner’ de chama de IR deve ser maior que um nível predeterminado, e, ao mesmo tempo, a alteração de temperatura dT/dtset,start na corrente de exaustão deve ser maior que um valor predeterminado.[00084] To avoid the undesired activation of the procedure, the starting conditions are defined which can differ individually for each furnace. Thus, to start the above procedure the starting conditions are such that the signal coming from the IR flame scanner must be greater than a predetermined level, and at the same time the temperature change dT/dtset,start in current exhaustion must be greater than a predetermined value.

[00085] Além disso, um segundo ponto de alteração de temperatura dT/dtset,stop está presente para a desativação do procedimento de ajuste, que permite incorporar alguma histerese no sistema e impede a detecção de sinal falso.[00085] Furthermore, a second temperature change point dT/dtset,stop is present for disabling the adjustment procedure, which allows incorporating some hysteresis into the system and prevents false signal detection.

[00086] Para permitir diferentes configurações em diferentes níveis de temperatura, um segundo conjunto de parâmetros pode ser adicionado. Isso é necessário para cobrir a situação onde uma diferente alteração de temperatura para ativar/desativar o sistema deve ser aplicada quando da operação numa faixa maior ou menor de temperatura.[00086] To allow different settings at different temperature levels, a second set of parameters can be added. This is necessary to cover the situation where a different temperature change to enable/disable the system must be applied when operating in a higher or lower temperature range.

[00087] A necessidade de oxigênio adicional é calculada de acordo com o sinal do ‘scanner’ de IR (IRact). A relação entre IRact e o aumento do fluxo de oxigênio QO2 é pré-ajustada.[00087] The additional oxygen requirement is calculated according to the IR scanner signal (IRact). The relationship between IRact and the increase in QO2 oxygen flow is preset.

[00088] O fluxo de oxigênio total necessário QO2act a ser introduzido na câmara de aquecimento 11 é então calculado no dispositivo de controle.[00088] The total oxygen flow required QO2act to be introduced into the heating chamber 11 is then calculated in the control device.

[00089] O sistema então reduz QO2add por meio de um cálculo de incremento.[00089] The system then reduces QO2add through an incremental calculation.

[00090] Se durante a descida um outro sinal de pico do ‘scanner’ de chama IR ocorre que tem um correspondente nível de oxigênio que é maior que a posição atual de incremento, uma nova vazão de oxigênio é calculada e a subida inicia novamente com o novo valor.[00090] If during the descent another peak signal from the IR flame scanner occurs that has a corresponding oxygen level that is greater than the current increment position, a new oxygen flow rate is calculated and the ascent starts again with the new value.

[00091] O sistema pode também, por questões de segurança, desativar ou impedir a ativação quando, por exemplo, devido a repetidas reinicialização de rampa, um tempo máximo após o fechamento da porta de carregamento 2 é atingido. Um tempo máximo de ativação pode ser também ajustado para evitar parâmetros erráticos que levam a uma operação rica em oxigênio continuadamente.[00091] The system can also, for security reasons, deactivate or prevent activation when, for example, due to repeated ramp resets, a maximum time after closing loading door 2 is reached. A maximum activation time can also be adjusted to avoid erratic parameters that lead to continuous oxygen rich operation.

[00092] Embora o procedimento de adaptação tenha sido descrito, por exemplo, através de um forno do tipo tambor rotativo, ele pode ser também igualmente ser bem aplicado a outras modalidades de fornos de aquecimento.[00092] Although the adaptation procedure has been described, for example, through a rotary drum type oven, it can also be equally well applied to other types of heating ovens.

[00093] Como pode ser visto a partir de uma comparação entre a Figura 2 e 3, a temperatura da corrente de exaustão de um forno de aquecimento é mais homogênea, em particular picos de temperatura (afastados) acima de 1150 °C podem ser evitados. Isso indica que a combustão no duto de exaustão 4 provocada pelo excesso de combustíveis na câmara de aquecimento 11 pode ser evitada tanto quanto possível.[00093] As can be seen from a comparison between Figure 2 and 3, the temperature of the exhaust stream of a heating furnace is more homogeneous, in particular (distant) temperature peaks above 1150 °C can be avoided . This indicates that combustion in the exhaust duct 4 caused by excess fuel in the heating chamber 11 can be avoided as much as possible.

Claims

1. METHOD OF HEATING A SUPPLIES CONTAINING FERROUS AND/OR NON-FERROUS METAL CONTAINING ORGANIC COMPONENTS IN A FURNACE WITH A HEATING CHAMBER, A CHARGING PORT, AN EXHAUST CURRENT PORT AND AN EXHAUST CURRENT DUCT, characterized by comprising: a) introducing supplies containing organic components into the furnace; b) introducing fuel and an oxygen-containing gas into the furnace heating chamber through a burner such that a flame is formed, c) heating the supply and thereby pyrolyzing the organic components d) monitoring the intensity of combustion of the exhaust stream during said pyrolysis using at least one optical sensor installed inside the heating chamber and/or the exhaust stream, wherein the at least one optical sensor installed inside the combustion chamber and/or the exhaust stream monitors the intensity of combustion, the intensity combustion being the intensity of radiation emitted from the combustion process; e) monitor the change in temperature T of the exhaust stream over time (dT/dt) during said pyrolysis; and f) adjust the fuel:oxygen ratio in step a) in response to the intensity of combustion and dT/dt in the exhaust stream during said pyrolysis.

Method according to claim 1, characterized in that the oven is a rotating drum type oven.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the ferrous and/or non-ferrous metal is aluminum.

4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fuel:oxygen ratio is adjusted by varying the amount of oxygen introduced into the furnace and/or varying the amount of fuel introduced into the furnace.

Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one optical sensor is installed inside the furnace exhaust stream duct.

6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the dT/dt of the furnace exhaust current is recorded downstream from the location of the optical sensor(s).

Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one optical sensor is an infrared sensor.

Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the dT/dt of the exhaust current is measured with a thermocouple.

Method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the charging port and the exhaust stream port are located on opposite sides of the furnace.

A method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the fuel and oxygen-containing gas are introduced into the furnace from the same side where the exhaust stream port is located.

11. Method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the gas containing additional oxygen is introduced into the furnace through a lance.

12. Method according to claim 11, characterized in that the lance is positioned such that additional oxygen-containing gas introduced into the furnace reinforces the burner flame.

13. Method according to claim 12, characterized in that the lance is positioned above the burner.

Method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that a charging supply is introduced into the furnace through the charging port in a continuous manner.

15. Method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the oxygen-containing gas has an oxygen content of at least 80%.

16. EQUIPMENT, to carry out the method according to claim 1, characterized in that it comprises an oven with a heating chamber, a charging port, an exhaust stream port and an exhaust stream duct, and a) a burner for introducing fuel and a gas containing oxygen into the heating chamber so as to form a flame, b) at least one optical sensor installed inside the heating chamber and/or the exhaust stream duct (e.g. exhaust stream open or closed), c) means for monitoring the change in temperature T of the exhaust stream over time (dT/dt), and d) means for adjusting the fuel:oxygen ratio in step (a) as a function of the signaling of the optical sensor(s) and dT/dt in the exhaust current.