BR102016011626B1

BR102016011626B1 - Queimador de óxi-combustível seletivo e método para um forno rotatório

Info

Publication number: BR102016011626B1
Application number: BR102016011626-0A
Authority: BR
Inventors: Shailesh Pradeep Gangoli; J. Bruce Kenworthy; Russell James Hewertson; Anup Vasant Sane; Reed Jacob Hendershot; Xiaoyi He
Original assignee: Air Products And Chemicals, Inc
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2022-06-28
Also published as: TW201641907A; US9689612B2; CA2930950C; EP3098512A1; PL3098512T3; CL2016001205A1; CN106197009B; CA2930950A1; US20160348970A1; TWI610055B; BR102016011626A2; CN106197009A; EP3098512B1; KR20160138915A; MX2016006716A; KR101831055B1

Abstract

QUEIMADOR DE ÓXI-COMBUSTÍVEL SELETIVO E MÉTODO PARA UM FORNO ROTATÓRIO. A presente invenção refere-se a um queimador seletivo de óxi-combustível para ser montado em uma porta de carga de um forno rotatório, o qual inclui pelo menos dois elementos queimadores, cada um dos quais é orientado para queimar em partes diferentes do forno, em que cada elemento queimador inclui um bocal de distribuição seletiva configurado para fluir um primeiro reagente; e um bocal de distribuição proporcional configurado para fluir um segundo reagente; pelo menos um sensor para detectar um ou mais parâmetros do processo relacionados à operação do forno; e um controlador programado para controlar independentemente o primeiro fluxo de reagente para cada bocal de distribuição seletiva com base nos parâmetros do processo detectados de maneira tal que pelo menos um elemento queimador é ativo e pelo menos um elemento queimador é passivo; em que o segundo reagente é distribuído de maneira substancialmente proporcional aos bocais de distribuição proporcional; e em que o primeiro reagente é um dentre um combustível e um oxidante e em que o segundo reagente é o outro de um combustível e um oxidante.

Description

ANTECEDENTES

[0001] O presente pedido de patente refere-se a um sistema de emprego de um ou mais queimadores de óxi-combustível em um forno rotatório e métodos para operar tais queimadores em um forno rotatório, para obter transferência de calor e a economia de energia realçadas.

[0002] O desempenho de fusão de um forno rotatório convencional (por exemplo, alumínio secundário) é normalmente mais eficiente do que um forno estacionário em consequência da interação entre o material refratário e o banho de metal enquanto o forno gira. Em particular, o calor transferido ao material refratário acima do banho de metal pode ser transferido à condução e à convenção enquanto o forno gira e o material refratário fica submerso sob o banho de metal. No entanto, a interação da chama-forno resulta às vezes em estriamentos ou em não uniformidades do calor e da temperatura no forno, especialmente em um forno rotatório inclinado, e em especial quando a sucata não fundida no forno impede a penetração da chama na parte traseira do forno.

[0003] Em um sistema de forno rotatório convencional, por exem plo, tal como no forno de passe duplo mostrado nas Figuras 7, 8, e 9A a 9C, um queimador de bocal misto (não pré-misturado ou de difusão) 311 é montado na porta de carga (extremidade dianteira) 102 de um forno 10 e queima de modo geral no centro do espaço principal 106 do forno acima da carga 104. Para tal queimador 311, a combustão (a chama 312) evolui por um comprimento finito dentro do forno 100, o que define o comprimento da chama, a estrutura da chama, e o perfil de liberação de energia. A mistura e a combustão do combustível com oxidante são completadas quando a chama pode se desenvolver totalmente e de maneira desbloqueada, tal como na Figura 7. Por causa do desenho de passe duplo do forno, o duto de gás de conduto 110 fica localizado normalmente na porta ou extremidade dianteira 102 bastante próximo do queimador 311. Quando o queimador 311 pode desenvolver uma chama totalmente desenvolvida, a chama 312 estende-se até perto da extremidade (traseira) oposta 103 do forno 100, e então os gases de combustão quentes 313 se deslocam de volta ao duto de gás de conduto 110, propiciando desse modo um tempo significativo e exposição para a transferência de calor da chama 312 à carga 104 e ao material refratário que forra as paredes do forno 108.

[0004] No entanto, quando grandes porções de sucata 105, lingo tes, ou cascão são processados através de um forno de fusão rotatório de passe duplo 100, elas bloqueiam frequentemente a evolução e o desenvolvimento de uma chama completa, tal como na Figura 8. Quando a chama 312 é bloqueada, resulta em uma misturação incompleta e no desenvolvimento incompleto da chama dentro do forno 100, devido ao curto-circuito do combustível e do oxidante (produtos de combustão incompleta 313) ao duto de gás de conduto 110. Isto, por sua vez, resulta em altas temperaturas do gás de conduto e na perda de energia do forno 100. Também causa o aquecimento e/ou a fusão não uniforme do material de carga 104 no forno 100, aumentando o potencial de perdas de fusão devido ao superaquecimento da parte dianteira 114 do forno 100 enquanto deixa a parte traseira 118 do forno 100 com pontos frios e os acúmulos (tendo por resultado a perda da produtividade). Tipicamente, o regime de explosões do queimador 311 é aumentado erroneamente na tentativa de "alcançar a parte traseira" do forno 100, o que exacerba ainda mais o problema.

[0005] As Figuras 9A a 9C mostram resultados de modelagem CFD para o cenário em que um lingote grande 105 ou bloco de sucata impede o desenvolvimento da chama. Tal como mostrado na Figura 9A, a chama 313 deflete da superfície dianteira do lingote grande 105, fazendo com que os gases de combustão mais quentes permaneçam na face dianteira do lingote 105 e na parte dianteira 114 do forno 100 perto do queimador 311 e do duto de gás de conduto 310, ao passo que a parte média 116 e a parte traseira 118 do forno 100 recebem menos fluxo de produtos da combustão e menos calor. A Figura 9B mostra que a superfície dianteira do lingote 105, onde a chama 312 colide, fica muito quente ao passo que a parte traseira do lingote 105 e a massa em fusão são relativamente frias. A Figura 9C mostra que a parte dianteira 114 do forno 100 é quentes, talvez superaquecida, ao passo que a parte traseira 118 do forno 118 permanece relativamente mais fria.

SUMÁRIO

[0006] Um sistema e um método de queimador seletivo são provi dos para realçar a eficiência da carga de fusão em um forno rotatório, e para evitar o superaquecimento e a oxidação potenciais da carga. A configuração e o método operacional do queimador permitem a aplicação ideal do fluxo de calor espacial e temporalmente, de modo que uma distribuição mais uniforme da temperatura possa ser obtida e mantida em um forno, e que ciclos de tempo mais rápidos possam ser obtidos. O fluxo uniforme de calor é obtido ao dirigir o fluxo de calor para locais apropriados, por exemplo, tal como determinado por um algoritmo, com base nos parâmetros do processo do forno e/ou no tempo de ciclo, ou com base no feedback em tempo real de um ou mais sensores, para determinadas quantidades de tempo. O queimador e o método permitem seletivamente chamas mais longas e mais penetrantes que possam colidir na carga em um forno para prover uma fusão melhorada, enquanto são minimizadas as perdas de fusão oxidante. Em particular, múltiplas chamas de elevado momento são diri- gidas para e em torno da carga de uma maneira cíclica. O superaquecimento é evitado e a energia é distribuída de maneira mais uniforme à carga, ao material refratário do forno e sobre o banho da massa em fusão. O queimador tem uma pluralidade de elementos queimadores separados, localizados em uma casa ou separados entre mais de um invólucro. Cada elemento queimador tem a sua própria chama em um estado passivo ou ativo que pode ser modulada em vários testes padrões e frequências para obter o perfil desejado do fluxo de calor. Cada chama ativa é associada com uma região da chama no forno.

[0007] Especificamente para um forno rotatório, sensores estrate gicamente localizados posicionados dentro ou fora do forno para detectar os vários parâmetros do processo relacionado ao forno podem ser usados para detectar a presença de sucata não fundida grande, e a evolução de estriamentos no aquecimento, ou o sistema pode ser previamente programado com base na mistura da sucata (por exemplo, se a sucata tiver porções grandes ou porções pequenas), para usar múltiplos elementos inter-relacionados do queimador para dirigir o calor em um ou mais locais desejados no forno.

[0008] São descritas várias modalidades de um sistema de quei mador.

[0009] Aspecto 1. Um queimador de óxi-combustível seletivo para a montagem em uma porta de carga de um forno rotatório, em que o queimador compreende: pelo menos dois elementos queimadores, cada um dos quais é orientado para queimar em partes diferentes do forno, em que cada elemento queimador compreende: um bocal de distribuição seletiva configurado para fluir um primeiro reagente; e um bocal de distribuição proporcional configurado para fluir um segundo reagente; pelo menos um sensor para detectar um ou mais parâmetros do processo relacionado à operação do forno; e um controlador programado para controlar independentemente o primeiro fluxo do reagente a cada bocal de distribuição seletiva com base pelo menos em parte nos parâmetros do processo detectados de maneira tal que pelo menos um elemento queimador é ativo e pelo menos um elemento queimador é passivo, em que o primeiro fluxo do reagente no bocal de distribuição seletiva de um elemento queimador ativo é maior do que um primeiro fluxo médio do reagente para os bocais de distribuição seletiva e o primeiro fluxo do reagente no bocal de distribuição seletiva de um elemento passivo do queimador é menor do que o primeiro fluxo médio do reagente para os bocais de distribuição seletiva; em que o segundo reagente é distribuído de maneira substancialmente proporci-onal aos bocais de distribuição proporcional; e em que o primeiro reagente é um dentre um combustível e um oxidante e em que o segundo reagente é o outro dentre um combustível e um oxidante.

[0010] Aspecto 2. O queimador do Aspecto 1, em que um de pelo menos dois elementos queimadores tem um eixo da chama substancialmente perpendicular à porta de carga e um outro de pelo menos dois elementos queimadores tem um eixo da chama a um ângulo diferente de zero, α, da perpendicular com respeito à porta de carga; em que o ângulo α é igual a ou menor do que cerca de 75o.

[0011] Aspecto 3. O queimador do Aspecto 1 ou 2, em que pelo menos um sensor incluir um sensor de superaquecimento para detectar o superaquecimento da porta de carga em que, quando o superaquecimento é detectado, pelo menos um elemento queimador atualmente ativo é comutado para passivo ao passo que pelo menos um elemento queimador permanece ativo ou é comutado para ativo.

[0012] Aspecto 4. O queimador do Aspecto 1 ou 2, em que pelo menos um sensor incluir o sensor de propriedade de exaustão para detectar mudanças em uma ou mais propriedade de exaustão tais como a composição da exaustão em que, quando a propriedade de exaustão indica a combustão incompleta, pelo menos um elemento quei- mador atualmente ativo é comutado para passivo ao passo que pelo menos um elemento queimador permanece ou é comutado de passivo para ativo.

[0013] Aspecto 5. O queimador do Aspecto 1 ou 2, em que pelo menos um sensor inclui um sensor de superaquecimento para detectar o superaquecimento da porta de carga e um sensor de propriedade de exaustão para detectar mudanças em uma ou mais propriedades de exaustão, tais como a composição da exaustão, em que o superaquecimento é detectado e a propriedade de exaustão indica a combustão incompleta, pelo menos um elemento queimador atualmente ativo é comutado para passivo ao passo que pelo menos um elemento queimador permanece ou é comutado de passivo para ativo.

[0014] Aspecto 6. O queimador de qualquer um dos Aspectos 1 a 5, em que pelo menos um sensor inclui um sensor que não de contato para detectar a presença da carga sólida impedindo o desenvolvimento da chama no forno, em que a carga sólida está presente no forno, pelo menos um elemento queimador atualmente ativo é comutado para passivo ao passo que pelo menos um elemento queimador permanece ou é comutado de passivo para ativo.

[0015] Aspecto 7. O queimador de qualquer um dos Aspectos 1 a 6, em que, em cada elemento queimador, o bocal de distribuição proporcional é anular e circunda o bocal de distribuição seletiva.

[0016] Aspecto 8. O queimador de reforço de qualquer um dos As pectos 1 a 7, que também compreende: pelo menos um bocal de alternar espaçado de cada um dos elementos queimadores e configurado para fluir um segundo reagente secundário; em que o controlador também é programado para controlar uma razão de alternância para ser menor do que ou igual a cerca de 75%, em que a razão de alternância é a razão entre o segundo reagente contido no segundo fluxo secundário do reagente e o fluxo total do segundo reagente.

[0017] Aspecto 9. Um forno rotatório que compreende: uma porta de carga e uma porta de exaustão localizada em uma extremidade do forno; e um queimador de oxi-combustível montado na porta de carga, em que o queimador compreende: pelo menos dois elementos queimadores, cada um dos quais é orientado para queimar em partes diferentes do forno, e cada elemento queimador compreende: um bocal de distribuição seletiva configurado para fluir um primeiro reagente; e um bocal de distribuição proporcional configurado para fluir um oxidante; pelo menos um sensor para detectar um ou mais parâmetros do processo no forno; e um controlador programado para controlar independentemente o primeiro fluxo do reagente para cada bocal de distribuição seletiva com base pelo menos em parte nos parâmetros do processo detectados de maneira tal que pelo menos um elemento queimador é ativo e pelo menos um elemento queimador é passivo, em que o primeiro fluxo de reagente no bocal de distribuição seletiva de um elemento queimador ativo é maior do que um primeiro fluxo médio do reagente para os bocais de distribuição seletiva e o primeiro fluxo de reagente no bocal de distribuição seletiva de um elemento queimador seletivo é menor do que o primeiro fluxo médio do reagente para os bocais de distribuição seletiva; em que o segundo reagente é distribuído de maneira substancialmente proporcional aos bocais de distribuição proporcional; e em que o primeiro reagente é um dentre um combustível e um oxidante e em que o segundo reagente é o outro dentre um combustível e um oxidante.

[0018] Aspecto 10. Um método de operar um forno rotatório que tem uma porta de carga e uma porta de exaustão localizados em uma extremidade do forno, e um queimador de óxi-combustível montado na porta de carga, em que o queimador tem pelo menos dois elemento queimador, cada um dos quais é orientado para queimar em partes diferentes do forno, e cada elemento queimador compreende um bocal de distribuição seletiva e um bocal de distribuição proporcional, em que o queimador também tem um controlador programado para controlar independentemente o fluxo de um primeiro reagente para o bocal de distribuição seletiva de cada elemento queimador, em que o fluxo de um segundo reagente para os bocais de distribuição proporcional é distribuído de maneira substancialmente proporcional, e o método compreende: o escoamento de um segundo reagente a uma vazão do oxidante através de cada um dos bocais anulares; a detecção de um ou mais parâmetros do processo no forno; a seleção, com base pelo menos em parte nos parâmetros do processo detectados, em pelo menos um dos elementos queimadores para ser ativo e pelo menos um dos elementos queimadores para ser passivo; o escoamento de um primeiro reagente a uma vazão de jato ativo através do bocal de distribuição seletiva de pelo menos um elemento queimador ativo; o escoamento do primeiro reagente a uma vazão de jato passivo através do bocal de distribuição seletiva de pelo menos um elemento queimador passivo; e o escoamento de um segundo reagente substancialmente proporcional através de cada um dos bocais de distribuição proporcional; em que a vazão de jato ativo é maior do que uma vazão média através dos bocais de distribuição seletiva e a vazão de jato passivo é menor do que a vazão média através dos bocais de distribuição seletiva; e em que o primeiro reagente é um dentre um combustível e um oxidante e em que o segundo reagente é o outro dentre um combustível e um oxidante.

[0019] Aspecto 11. O método do Aspecto 10, que compreende adicionalmente: a detecção do superaquecimento da porta de carga; e quando o superaquecimento for detectado, a comutação de pelo menos um elemento queimador atualmente passivo para ativo enquanto mantido como ativo ou comuta para ativo pelo menos um outro elemento queimador.

[0020] Aspecto 12. O método do Aspecto 10 ou 11, que compre ende adicionalmente: a detecção de pelo menos uma propriedade de exaustão tal como a composição da exaustão; quando a propriedade da exaustão indicar a combustão incompleta, a comutação de pelo menos um elemento queimador atualmente passivo enquanto mantido como ativo ou a comutação para ativo de pelo menos um outro elemento queimador.

[0021] Aspecto 13. O método de qualquer um dos Aspectos 10 a 12, que compreende adicionalmente: a detecção, quando pelo menos um elemento queimador atualmente ativo descarrega uma chama que colide na carga sólido no forno; e a comutação de pelo menos um dito elemento queimador atualmente passivo enquanto mantido como ativo ou a comutação para ativo de pelo menos um outro elemento queimador.

[0022] Aspecto 14. O método de qualquer um dos Aspectos 10 a 13, em que o a razão entre a vazão de jato ativo e a vazão de jato passivo é de cerca de 5 a cerca de 40.

[0023] Aspecto 15. O método de qualquer um dos Aspectos 10 a 14, em que um elemento queimador passivo tem uma razão de equivalência de cerca de 0,2 a cerca de 1, e em que um elemento queimador ativo tem uma razão de equivalência de cerca de 1 a cerca de 10, em que a razão de equivalência é a razão entre o fluxo de oxidante estequiométrico teórico e o fluxo real através um dos bocais de distribuição para queimar o combustível que flui através do outro dos bocais de distribuição.

[0024] Outros aspectos da invenção são descritos a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0025] A Figura 1A é uma vista em perspectiva de extremidade de uma modalidade de um queimador seletivo com alternância de oxidante.

[0026] A Figura 1B é uma vista em perspectiva de extremidade de uma modalidade de um queimador seletivo sem alternância de oxidante.

[0027] A Figura 2A é um diagrama esquemático de controle para uma modalidade de um queimador seletivo com alternância tal como na Figura 1A.

[0028] A Figura 2B é um diagrama esquemático de controle para uma modalidade de um queimador seletivo sem alternância tal como na Figura 1B.

[0029] A Figura 3 é um diagrama esquemático da sequência ope racional para uma modalidade de um queimador seletivo tal como nas Figuras 1A e 1B.

[0030] A Figura 4 é um diagrama esquemático de vista de extre midade que mostra as orientações do bocal para duas modalidades de um queimador seletivo.

[0031] As Figuras 5A(a) a 5A(e) são vistas de extremidade de vá rias modalidades de um queimador seletivo com alternância. A Figura 5A(a) mostra um queimador que tem um bocal de alternância central circundado por quatro elementos queimadores angulados radialmente para fora; a Figura 5A(b) mostra um queimador que tem um bocal de alternância central circundado por quatro elementos queimadores angulados tangencialmente ao longo de um círculo circunscrito; a Figura 5A(c) mostra um queimador que tem um arranjo colinear de elementos queimadores alternados e bocais de alternância em que todos com exceção do bocal de alternância central são angulados para fora; a Figura 5A(d) mostra um queimador que tem quatro elementos queimadores colineares adjacentes e substancialmente paralelos ao eixo principal de um bocal de alternância entalhado; e a Figura 5A(e) mos-tra um par de elementos queimadores de chama planos alinhados e um par de bocais de alternância colineares adjacentes e substancialmente paralelos ao eixo principal de cada elemento queimador.

[0032] As Figuras 5B(a) a 5B(f) são vistas de extremidade de vá rias modalidades de um queimador seletivo sem alternância. A Figura 58(a) mostra um queimador que tem quatro elementos queimadores angulados radialmente para fora; a Figura 5B(b) mostra um queimador que tem quatro elementos queimadores angulados tangencialmente ao longo de um círculo circunscrito; a Figura 5B(c) mostra um queimador que tem dois elementos colineares, cada um dos quais angulado para fora afastado do outro queimador; a Figura 5B(d) mostra um queimador que tem quatro elementos queimadores colineares angulados para fora em pares adjacentes do outro par adjacente; e a Figura 5B(e) mostra um par de elementos queimadores de chama planos alinhados. A Figura 5B(f) mostra um queimador que tem múltiplas fileiras de elementos queimadores colineares.

[0033] As Figuras 5C(a) a 5C(d) são vistas de extremidade de ou tras modalidades de um queimador seletivo sem alternância. A Figura 5C(a) mostra um queimador que tem quatro elementos queimadores tal como na Figura 16, com três elementos queimadores colineares, um orientado na direção axial do queimador e um em um ou outro lado angulado para fora, e um quarto elemento queimador angulado para cima. A Figura 5C(b) mostra um queimador que tem três elementos queimadores colineares, um orientado na direção axial do queimador e um em um ou outro lado angulado para fora. A Figura 5C(d) mostra um queimador que tem dois elementos queimadores, um elemento queimador superior orientado na direção axial do queimador e um elemento queimador inferior angulado para baixo na direção da carga. A Figura 5C(e) mostra um queimador que tem quatro elementos tal como na Figura 16, com três elementos queimadores colineares, um elemento queimador central angulado para baixo, um em um ou outro lado angulado para fora, e um quarto elemento queimador angulado para cima.

[0034] A Figura 6 mostra várias geometrias possíveis de um bocal de distribuição dentro de cada elemento queimador.

[0035] A Figura 7 é uma vista lateral destacada de um forno rotató rio de passe duplo que tem um queimador de óxi-combustível convencional montado na porta de carga e que queima de uma maneira convencional.

[0036] A Figura 8 é uma vista lateral destacada de um forno rotató rio de passe duplo tal como na Figura 7 com uma porção grande de carga no forno, mostrando uma chama convencional que colide na porção grande que causa um curto-circuito dos produtos da combustão para fora do conduto, um superaquecimento potencial e perda de rendimento na porção grande, um superaquecimento potencial de uma parte dianteira do forno, incluindo a porta de carga, e um aquecimento insuficiente de uma parte traseira do forno.

[0037] As Figuras 9A - 9C são gráficos que mostram os resultados de simulações dinâmicas de fluidos computacionais do forno da Figura 8 em que uma chama convencional colide em uma porção grande da carga no forno. A Figura 9A é o perfil da temperatura da combustão, mostrando que as mais altas temperaturas da combustão ficam na face dianteira da porção onde a chama é defletida e que os produtos substanciais da combustão não alcançam a parte traseira do forno. A Figura 9B é um perfil da temperatura da carga, mostrando altas temperaturas na face dianteira da porção onde o choque da chama ocorre, temperaturas mais baixas na parte traseira da porção, e temperaturas muito baixas na carga derretida na parte traseira do forno. A Figura 9C é um perfil da temperatura das paredes do forno, mostrando temperaturas da parede mais altas na parte dianteira do forno, temperaturas da parede mais baixas na parte traseira do forno, e um gradiente agudo na temperatura através da localização da porção da carga.

[0038] A Figura 10 é uma vista superior destacada de um forno rotatório de passe duplo com uma modalidade de um queimador seletivo montado na porta de carga que mostra uma chama que colide em um mandril da carga no forno. A chama pode ser provida por um queimador convencional ou por um elemento queimador de um queimador seletivo.

[0039] A Figura 11 é uma vista superior destacada de um forno rotatório de passe duplo com uma modalidade de um queimador seletivo montado na porta de carga que mostra as chamas dirigidas para evitar uma porção da carga no forno e para criar um fluxo de produtos da combustão em torno da carga para passar através da parte traseira do forno. O queimador seletivo tem pelo menos dois elementos queimadores, um orientado que dirige uma chama para cada lado do forno.

[0040] A Figura 12 é uma vista superior destacada de um forno rotatório de passe duplo com uma modalidade de um queimador seletivo montado na porta de carga tal como na Figura 11, mostrando um padrão do fluxo quando os elementos queimadores estão ativos para dirigir simultaneamente as chamas a ambos os lados do forno.

[0041] A Figura 13 é uma vista superior destacada de um forno rotatório de passe duplo com uma modalidade de um queimador seletivo montado na porta de carga que mostra as chamas dirigidas para evitar um porção da carga no forno e para criar um fluxo de produtos da combustão em torno da carga para passar através da parte traseira do forno. O queimador seletivo tem pelo menos quatro elementos queimadores, com as duas chamas diretas orientadas a ângulos diferentes a cada lado do forno.

[0042] A Figura 14 é uma vista superior destacada de um forno rotatório de passe duplo com uma modalidade de um queimador seletivo montado na porta de carga tal como na Figura 11, mostrando um padrão do fluxo quando pelo menos quatro elementos queimadores estão ativos para dirigir simultaneamente duas chamas a ângulos diferentes a ambos os lados do forno.

[0043] As Figuras 15A a 15C são gráficos que mostram os resul- tados de simulações dinâmicas de fluidos computacionais de um forno com uma modalidade de um queimador seletivo tal como na Figura 11 que tem um elemento queimador que queima a um lado do forno quando uma porção grande da carga se encontra no forno; estas figuras podem ser comparadas diretamente com os resultados da simulação das Figuras 9A a 9C para um forno com um queimador convencional. A Figura 15A é o perfil da temperatura da combustão que, para o caso do queimador seletivo, mostra que as mais altas temperaturas da combustão ficam ao longo do lado da porção e se estendem de volta para o forno, em comparação ao caso do queimador convencional da Figura 9A. A Figura 15B é um perfil da temperatura da carga que, para o caso do queimador seletivo, mostra a ausência de um ponto quente na face dianteira da porção (uma vez que não há nenhum choque da chama) e temperaturas mais altas na carga derretida na parte traseira do forno tal como comparado com o caso do queimador convencional da Figura 9B. A Figura15C é um perfil da temperatura das paredes do forno que, para o caso queimador seletivo, mostra temperaturas mais uniformes da parede da parte dianteira à parte traseira do forno em comparação ao caso do queimador convencional da Figura 9C.

[0044] A Figura 16 é uma vista de extremidade destacada de um forno de passe duplo com uma modalidade de um queimador seletivo que tem quatro elementos queimadores, um elemento queimador arranjado para dirigir uma chama de modo a colidir em um porção da carga no forno, dois elementos queimadores arranjados para dirigir as chamas em torno de um ou outro lado de um porção da carga no forno, e um elemento queimador arranjado para dirigir uma chama acima de um porção da carga no forno.

[0045] A Figura 17 é uma vista lateral destacada de um forno rota tório de passe duplo com uma modalidade de um queimador seletivo montado na porta de carga, em que o queimador tem pelo menos dois elementos queimadores, incluindo um elemento queimador arranjado para dirigir uma chama para baixo na carga na parte dianteira do forno e um outro elemento queimador arranjado para dirigir uma chama ao espaço principal acima da carga. O queimador seletivo pode ser operado em três modos diferentes: no modo A queima somente o elemento queimador que dirige uma chama ao espaço superior, no modo B queima somente o elemento queimador que dirige a chama para baixo para a carga para suprir calor extra à carga da massa em fusão que permanece sólida na parte dianteira do forno, e no modo C queima ambos os elementos queimadores.

[0046] A Figura 18 é uma vista lateral destacada de um forno rota tório de passe duplo com uma modalidade de um queimador seletivo montado na porta de carga, e mostrando vários sensores que podem ser usados, separadamente ou em combinação, para controlar a operação do queimador.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0047] A Figura 1A ilustra uma modalidade de um queimador sele tivo 10 que tem alternância de um reagente (isto é, "um queimador com alternância"), ao passo que a Figura 1B ilustra uma modalidade de um queimador de reforço seletivo 11 sem alternância de um ou outro reagente (isto é, um "queimador sem alternância"). Cada um dos queimadores 10 e 11 inclui um corpo 12 que tem uma face 14, em que quando o queimador 10 ou 11 é montado em um forno (por exemplo, tal como na Figura 7 ou nas Figuras 10 a 15C ou nas Figuras 17 a 18), a face 14 é exposta à zona de combustão no forno.

[0048] O queimador sem alternância 11 inclui uma pluralidade de elementos queimadores 20 orientados para definir um círculo circunscrito (vide a Figura 4), com os elementos queimadores 20 espaçados de preferência igualmente em torno do círculo circunscrito. O queimador com alternância 10 também inclui pelo menos um bocal alternante 30 posicionado dentro do círculo circunscrito. Para finalidades de referência, um jato ativo (A) e um jato passivo (P) são descritos, para mostrar que o jato ativo tem uma chama maior do que o jato passivo.

[0049] Cada um dos queimadores 10 e 11 ilustrados nas Figuras 1A e 1B, respectivamente, tem quatro elementos queimadores 20 espaçados entre si a intervalos de cerca de 90 graus. No entanto, deve ser compreendido que o queimador 10 ou 11 pode incluir qualquer número n de elementos queimadores igual ou maior do que dois. Por exemplo, um queimador 10 ou 11 pode ter dois elementos queimadores 20 espaçados de modo a serem diametralmente opostos (tal como mostrado nas Figuras 5A(d) e 5B(d)) ou, alternativamente, três elementos 20 espaçados entre si a intervalos de cerca de 120 graus, ou cinco ou mais elementos queimadores 20 espaçados entre si a intervalos mais ou menos uniformes. Também deve ser compreendido que, para algumas geometrias, configurações ou condições de operação do forno, pode ser desejável ter um queimador 10 ou 11 com uma pluralidade de elementos queimadores 20 que sejam espaçados desigualmente entre si em torno do círculo circunscrito. Em uma alternativa adicional, o queimador 10 ou 11 pode ter uma pluralidade de elementos queimadores 20 que são posicionados para definir um formato geométrico que não um círculo, por exemplo, um formato oval ou poligonal, dependendo da geometria do forno e da configuração.

[0050] Além disso, o queimador sem alternância 11 pode incluir dois ou mais elementos queimadores 20 que são posicionados em múltiplos invólucros em locais diferentes em um forno, em vez de todos os elementos queimadores 20 estarem no mesmo invólucro, mas são operados de uma maneira seletiva coordenada tal como é descrito no presente documento.

[0051] O queimador com alternância 10 da Figura 1A tem um bo cal alternante centralmente posicionado 30. No entanto, deve ser compreendido que pode ser provida uma pluralidade de bocais alter- nantes 30, em que os bocais alternantes podem ser todos do mesmo tamanho ou de tamanhos diferentes. Além disso, dependendo da geometria do forno, das características desejadas da chama, da orientação dos elementos individuais de queimador 20, e de outros fatores, o(s) bocal(is) alternantes 30 podem ser posicionados fora do centro dentro do círculo circunscrito definido pelos elementos queimadores 20. O bocal alternante 30 pode ser de qualquer formato.

[0052] No queimador com alternância 10 e no queimador sem al ternância 11, cada elemento queimador 20 inclui um bocal de distribuição seletiva 22 circundado por um bocal de distribuição proporcional anular 24. Um reagente seletivamente distribuído é fluído através do bocal de distribuição seletiva 22 enquanto um reagente proporcionalmente distribuído é fluído através do bocal de distribuição proporcional anular 24, em que um reagente é um combustível e o outro reagente é um oxidante. No queimador com alternância 10, uma parte do reagente proporcional distribuído também é fluída através do bocal alter- nante 30. Em uma modalidade do queimador 10 ou 11, o combustível é fluído através do bocal de distribuição seletiva 22 como reagente seletivamente distribuído, ao passo que o oxidante é fluído através do bocal de distribuição proporcional anular 24 como o reagente proporci-onalmente distribuído. Em uma outra modalidade do queimador 10 ou 11, o oxidante é o reagente seletivamente distribuído fluído através do bocal de distribuição seletiva 22 e o combustível é o reagente proporcional distribuído fluído através do bocal de distribuição proporcional anular 24. Além disso, em modalidade alternativa do elemento queimador 20 o bocal de distribuição proporcional 24 não precisa ser anular, mas pode incluir, ao invés disto, um ou mais bocais posicionado bastante próximo do bocal de distribuição seletiva 22. Por exemplo, um bocal de distribuição proporcional 24 pode ficar adjacente ao bocal de distribuição seletiva 22, ou uma pluralidade de bocais de distribuição proporcional 24 pode ser posicionada adjacente a e circunferenci- almente em torno do bocal de distribuição seletiva 22. Em qualquer configuração, o bocal de distribuição proporcional 24 (ou os bocais 24) deve ficar suficiente perto do bocal de distribuição seletiva 22 para que o combustível e o oxidante interajam e queimem para formar uma chama estável.

[0053] No queimador com alternância 10, a proporção do reagente proporcionalmente distribuído introduzido através dos bocais de distribuição proporcional anulares 24 em comparação ao bocal alternante 30 pode ser ajustada a fim de manter a operação estável do queimador e/ou controlar propriedades da chama tais como o perfil de liberação de calor. O termo "razão de alternância" denota a quantidade de fluxo do reagente proporcionalmente distribuído através do bocal alter- nante 30 dividida pela quantidade total do fluxo do reagente proporcionalmente distribuído através do bocal alternante 30 e dos bocais de distribuição proporcional anulares 24 combinados.

[0054] Tal como usado no presente documento, o termo "combus tível" denota qualquer substância contendo hidrocarboneto que pode ser usada como combustível em uma reação de combustão. De preferência, o combustível é um combustível gasoso, tal como o gás natural, mas o combustível também pode ser um combustível líquido ato- mizado ou um combustível sólido pulverizado em um gás carreador. Tal como usado no presente documento, o termo "oxidante" denota qualquer substância contendo oxigênio que pode oxidar o combustível em uma reação de combustão. Um oxidante pode ser o ar, ar viciado (isto é, gás com menos de cerca de 20,9% de oxigênio), ar enriquecido com oxigênio (isto é, gás com mais de cerca de 20,9% de oxigênio), ou essencialmente oxigênio puro (isto é, gás com cerca de 100% de oxigênio). Em várias modalidade, o oxidante é um ar enriquecido com oxigênio que tem uma concentração de oxigênio de pelo menos cerca de 23%, pelo menos cerca de 26%, pelo menos cerca de 40%, pelo menos cerca de 70%, ou pelo menos cerca de 98%.

[0055] O bocal de distribuição seletiva 22 pode ser de qualquer formato. Um subconjunto de formatos exemplificadores possíveis é mostrado na Figura 6, incluindo um bocal entalhado (Figura 6a), um bocal de um só entalhe (Figura 6b), um bocal circular (Figura 6c), e um bocal de múltiplos furos (Figura 6d). Uma discussão mais detalhada sobre os formatos possíveis do bocal pode ser encontrada no documento de patente U.S. 6.866.503, incorporado a título de referência no presente documento em sua totalidade. Por exemplo, para criar uma chama luminosa com elevadas propriedades de transferência radiativa, um bocal de distribuição seletiva 22 que tem um fator de forma de menos de 10 pode ser usado, ao passo que, para criar uma chama não luminosa que possa ter um NOx mais baixo, um bocal de distribui-ção seletiva que tem um fator de forma de 10 ou maior pode ser usado. O modo luminoso pode ser o preferido para operações de fusão, ao passo que o modo não luminoso pode ser o preferido para operações de reaquecimento. Deve ser observado que um bocal de elevado fator de forma pode incluir um bocal de múltiplos furos. Tal como descrito em detalhes no documento de patente U.S. 6.866.503, o fator de forma, α, é definido como o quadrado do perímetro, P, dividido pelo dobro da área em seção transversal, A, ou em termos da equação: σ = P2/2A.

[0056] A Figura 2A mostra um diagrama esquemático de controle simplificado para um queimador com alternância 10, e a Figura 2B mostra um diagrama esquemático de controle simplificado para um queimador sem alternância 11, tal como descrito acima. Um primeiro fluido F1 é suprido aos bocais de distribuição seletiva 22 a uma vazão total controlada por uma válvula de controle 23. O fluxo do primeiro fluido F1 para cada bocal de distribuição seletiva 22 é controlado sepa-radamente. Em uma modalidade, a válvula de controle 26 a montante de cada bocal de distribuição seletiva 22 é modulada entre uma posição de fluxo elevado e uma posição de fluxo baixo que correspondem, respectivamente, a um estado ativo e a um estado passivo para o elemento queimador 20 que contém esse bocal de distribuição seletiva 22. Em uma modalidade alternativa, a válvula de controle 26 é posicionada em paralelo com uma passagem de desvio 27. Nessa modalidade, a válvula de controle 26 é modulada entre uma posição aberta e uma posição fechada que outra vez correspondem, respectivamente, aos estados ativo e passivo do elemento queimador 20, ao passo que a passagem de desvio 27 permite que uma quantidade relativamente pequena de fluxo contorne a válvula de controle 26 de modo que um pouco do primeiro fluido F1 esteja sempre fluindo para o bocal de dis-tribuição seletiva 22, até mesmo no estado passivo. As vazões para cada um dos bocais de distribuição seletiva 22 podem ser ajustadas de modo que as vazões de fluxo do estado ativo do primeiro fluido F1 para cada bocal de distribuição seletiva 22 possam ser diferentes ou as mesmas, e as vazões do estado passivo do primeiro fluido F1 para cada bocal de distribuição seletiva 22 podem ser diferentes ou as mesmas, dependendo dos requisitos de um forno ou de uma aplicação particular.

[0057] O efeito de qualquer arranjo consiste em modular o fluxo através do bocal de distribuição seletiva 22 entre uma vazão ativa rela-tivamente mais elevada e uma vazão passiva relativamente mais baixa. Por exemplo, uma vazão ativa pode ser definida como uma vazão maior do que uma vazão média para os bocais de distribuição seletiva 22, ao passo que uma vazão passiva pode ser definida como uma vazão menor do que a vazão média para os bocais de distribuição seletiva 22. A vazão média é determinada ao dividir a vazão total do primei- ro fluido F1 pelo número total n de bocais de distribuição seletiva 2 / elementos queimadores 20. Outras relações entre a vazão ativa e a vazão passiva podem ser usadas, com a vazão ativa sempre que maior do que a vazão passiva.

[0058] Independentemente da maneira na qual as vazões ativa e passiva são determinadas, a vazão passiva deve ser maior do que o fluxo zero. A vazão passiva é suficiente para manter a combustão em cada elemento queimador 20, para prover um mecanismo para a ignição imediata quando um elemento queimador 20 é comutado do estado passivo ao estado ativo. A vazão passiva diferente de zero também protege o bocal de distribuição seletiva 22 contra a entrada de materiais estranhos. Em uma modalidade, a vazão passiva é menor do que ou igual à metade da vazão ativa. Em uma outra modalidade, a razão entre a vazão ativa e a vazão passiva é pelo menos igual a cerca de 5 e não maior do que cerca de 40. Em ainda uma outra modalidade, a razão entre a vazão ativa e a vazão passiva é pelo menos igual a cerca de 15 e não maior do que cerca de 25.

[0059] Um segundo fluido F2 é suprido aos bocais de distribuição proporcional anulares 24. Uma válvula de controle 28 controla a vazão total do segundo fluido F2 para os bocais de distribuição proporcional anulares 24, e um distribuidor 29 distribui o fluxo mais ou menos igualmente através dos n bocais de distribuição proporcional anulares 24.

[0060] No queimador com alternância 10 (Figura 2A) mas não no queimador sem alternância 11 (Figura 2b), um terceiro fluido F3 é suprido ao bocal alternante 30, e a vazão do terceiro fluido F3 é controlada por uma válvula de controle 32. O bocal alternante 30 pode incluir uma aleta de redemoinho ou um outro mecanismo (não mostrado) para criar um redemoinho para o terceiro fluido F3 que sai do bocal alter- nante 30. O redemoinho formado no terceiro fluido F3 vai resultar no rompimento desse jato de fluido, o que pode ajudar no arrasto do ter- ceiro de jato F3 fluido pelo(s) jato(s) ativo(s). No entanto, um redemoinho intenso não é desejável, uma vez que pode dominar a estrutura do fluxo e alterar os formatos da chama.

[0061] O segundo fluido F2 e o terceiro fluido F3 contêm o mesmo tipo de reagente, combustível ou oxidante. Por exemplo, quando o primeiro fluido F1 é o combustível, cada um dentre o segundo fluido F2 e o terceiro fluido F3 é o oxidante, e quando o primeiro fluido F1 é oxidante, cada um dentre o segundo fluido F2 e o terceiro fluido F3 é um combustível. Em uma modalidade, o segundo fluido F2 e o terceiro fluido F3 são fluidos diferentes, isto é, cada um tem o mesmo reagente (combustível ou oxidante), mas a concentrações diferentes. Neste caso, a válvula de controle 28 e a válvula de controle 32 devem ser válvulas separadas para controlar os dois fluidos F2 e F3. Em uma modalidade alternativa (não mostrada), quando o segundo fluido F2 e o terceiro fluido F3 são o mesmo fluido que tem a mesma concentração do mesmo reagente, uma válvula de alternância pode ser usada no lugar da válvula de controle 28 e da válvula de controle 32 para distribuir uma porção do fluxo mais ou menos igualmente aos n bocais de distribuição proporcional anulares 24 e o restante do fluxo ao bocal alter- nante 30.

[0062] Nas modalidades ilustradas das Figuras 2A e 2B, a vazão do segundo fluido F2 para cada um dos bocais de distribuição proporcional anulares 24 não é controlada independentemente. Em consequência disto, cada bocal de distribuição proporcional anular 24 flui sempre a uma vazão média do segundo fluido F2 quando a válvula de controle 28 está aberta. A vazão média é determinada ao dividir a vazão total do segundo fluido F2 pelo número total n de bocais de distribuição proporcional anulares 24/ elementos queimadores 20. Alternativamente, a vazão do segundo fluido F2 para cada bocal de distribuição proporcional anular 24 pode ser controlada independentemente.

[0063] Nas modalidades ilustradas das Figuras 2A e 2B, devido ao fato que a vazão do segundo fluido F2 para cada bocal de distribuição proporcional anular 24 é mais ou menos idêntica, cada elemento queimador 20 opera em um ou outro lado da estequiometria dependendo se esse elemento queimador 20 está ativo ou passivo nesse momento. Quando um elemento queimador 20 está no estado ativo, esse elemento queimador 20 opera fora da estequiometria, e às vezes bem fora da estequiometria, em uma direção e quando o elemento queimador 20 está no estado passivo, o elemento queimador 20 opera fora da estequiometria, e às vezes bem fora da estequiometria, na direção oposta. Por exemplo, quando o primeiro fluido F1 é o combustível e o segundo fluido F2 é o oxidante, um elemento queimador 20 no estado ativo operar rico em combustível e um elemento queimador 20 no estado passivo vai operar pobre em combustível. Alternativamente, quando o primeiro fluido F1 é o oxidante e o segundo fluido F2 é o combustível, um elemento queimador 20 no estado ativo vai operar pobre em combustível e um elemento queimador 20 no estado passivo vai operar rico em combustível. No entanto, devido ao fato que o fluxo total de combustível e de oxidante é controlado pelas válvulas de controle 23 e 28 (e também por uma válvula de controle da alternância 32), a estequiometria total do queimador 10 permanece a mesma independente de quais, e de quantos, elementos queimadores 20 estão no estado ativo versus o estado passivo.

[0064] A estequiometria à qual opera cada elemento queimador 20 pode ser caracterizada por uma razão de equivalência. Para uma determinada vazão do combustível, a razão de equivalência é determinada como a relação entre o fluxo estequiométrico teórico do oxigênio e o fluxo real do oxigênio. Para um oxidante que consiste em 100% de oxigênio, o fluxo do oxigênio iguala ao fluxo do oxidante. Para um oxidante que tem uma porcentagem X de menos de 100% de oxigênio, o fluxo do oxigênio em uma corrente do oxidante é determinado ao dividir a vazão do oxidante pela porcentagem X do oxigênio; por exemplo, para preencher um requisito de oxigênio de 100 SCFH ao usar um oxidante que contém 40% de oxigênio, são requeridos 250 SCFH do oxidante.

[0065] A discussão a seguir pertence às modalidades em que o primeiro fluido F1 é um combustível e o segundo fluido F2 é um oxidante (queimador sem alternância) e em que o primeiro fluido F1 é um combustível e o segundo fluido F2 e o terceiro fluido F3 são oxidantes (queimador com alternância). Quando um elemento queimador 20 está no estado passivo, a razão de equivalência é menor do que cerca de 1, e é de preferência de pelo menos cerca de 0,2. Isto significa que um elemento queimador passivo 20 está operando pobre de combustível, com tanto quanto cinco vezes o oxigênio requerido para a combustão completa. Por outro lado, quando um elemento queimador 20 está no estado ativo, a razão de equivalência não é maior do que cerca de 1, e é de preferência não maior do que cerca de 10. Isto significa que um elemento queimador ativo 20 está operando rico em combustível, com tão pouco quanto 10% do oxigênio requerido para a combustão completa.

[0066] Uma razão da alternância, no caso de um queimador com alternância, é definida como a razão entre a quantidade de um reagente que flui através do bocal alternante 30 e a quantidade total desse reagente que flui através dos bocais de distribuição proporcional anulares 24 e o bocal alternante 30. Por exemplo, quando o segundo fluido F2 e o terceiro fluido F3 são oxidantes, a razão de alternância é a quantidade de oxigênio fornecida pelo bocal alternante 30 dividida pela quantidade total de oxigênio fornecida pelo bocal 30 e pelos bocais de distribuição de proporcional anulares 24 combinados. Se o segundo fluido F2 e o terceiro fluido F3 forem o mesmo fluido (isto é, com a mesma concentração de oxigênio), então a razão de alternância é simplesmente a vazão do terceiro fluido F3 dividida pela soma da vazão do segundo fluido F2 e a vazão terceiro fluido F3. Mas se o segundo fluido F2 e o terceiro fluido F3 forem fluidos diferentes (ou seja, com concentrações de oxigênio diferentes X2 e X3, respectivamente), a razão de alternância é calculada então para levar em consideração as diferenças da concentração, como X3F3/(X2F2 + X3F3), tal como deve ser compreendido por um elemento versado na técnica.

[0067] O queimador com alternância 10 é operado de preferência com uma razão de alternância igual a ou menor do que cerca de 75%. Por exemplo, quando o oxidante é alternado, ou seja, quando o segundo fluido F2 e o terceiro fluido F3 são oxidantes, pelo menos cerca de 25% do oxigênio para o queimador 10 são fluído através dos bocais de distribuição proporcional anulares 24 e mais do que cerca de 75% do oxigênio são fluídos através do bocal alternante 30. Com mais preferência, o queimador com alternância 10 é operado com uma razão de alternância igual a ou menor do que cerca de 40%. Além disso, tal como discutido acima, por causa da operação ativa ou passiva de cada um dos elementos queimadores 20, um ou mais elementos quei-madores 20 ativo em um momento operam com um excesso do primeiro fluido F1 em comparação à estequiometria, e um ou mais elementos queimadores 20 que são passivos ao mesmo tempo operam com um excesso do segundo fluido F2 em comparação à estequiome- tria, desse modo provendo alguma quantidade de alternância mesmo sem levar em consideração o terceiro fluido F3 provido pelo bocal al- ternante 30.

[0068] Além disso, até mesmo o queimador sem alternância 11 opera com alguma quantidade de "alternância" que os elementos ativos de queimador 20 operam ricos no primeiro fluido F1 e os elementos passivos do queimador operam pobres no primeiro fluido F1, de maneira tal que uma parte do primeiro fluido F1 dos elementos queimadores 20 ativos queima de uma maneira mais retardada e difusa com uma parte do segundo fluido F2 dos elementos queimadores 20 passivos. Por exemplo, quando o primeiro fluido F1 é o combustível e o segundo fluido F2 é o oxidante, os elementos queimadores 20 ativos são ricos em combustível e uma parte do combustível em excesso queima com o oxidante em excesso dos elementos queimadores 20 passivos, que são pobres em combustível.

[0069] O primeiro fluido F1 que sai de um bocal de distribuição se letivo 22 ativo tem uma velocidade de jato ativo determinada pela vazão do primeiro fluido F1 e pela área em seção transversal do bocal de distribuição seletiva 22. O segundo fluido F2 que sai de um bocal de distribuição proporcional anular 24 tem uma velocidade de jato anular determinada pela vazão do segundo fluido F2 e pela área em seção transversal do bocal de distribuição proporcional anular 24. No queimador com alternância 10, o terceiro fluido F3 que sai do bocal alter- nante 30 tem uma velocidade de jato alternante determinada pela vazão do terceiro fluido F3 e pela área em seção transversal do bocal alternante 30. A velocidade de jato ativo é de preferência maior do que a velocidade de jato anular para o queimador com alternância 10 e o queimador sem alternância 11.

[0070] Além disso, para o desempenho ideal do queimador com alternância 10, a velocidade de jato alternante deve ser menor do que ou igual à velocidade de jato ativo, e maior do que ou ao igual a cerca de 0,05 vez a velocidade de jato ativo. Em uma modalidade, a razão dentre a velocidade de jato alternante e a velocidade de jato ativo é menor do que ou igual a cerca de 0,4. Em uma outra modalidade, a razão entre a velocidade de jato alternante e a velocidade de jato ativo é maior do que ou igual a cerca de 0,1.

[0071] Em uma modalidade exemplificadora testada em um arran- jo de queima vertical (teto montado), a velocidade do jato do primeiro fluido F1 através de um bocal de distribuição seletiva ativo 22 era de pelo menos cerca de 250 pés/segundo e era de preferência de pelo menos cerca de 300 pés/segundo, e a velocidade através de um bocal de distribuição seletiva passivo 22 era cerca de 20% da velocidade de jato ativo. Para um arranjo de queima horizontal, a velocidade de jato ativo pode ser consideravelmente mais baixa, uma vez que há menos necessidade de combater os efeitos de flutuação para evitar o superaquecimento do bloco do queimador.

[0072] Todas as válvulas de controle 23, 26, 28, e 32 são conecta das a e controladas por um controlador 105 que é especificamente programado ou configurado para operar o queimador 10. O controlador 105 pode incluir componentes eletrônicos convencionais, tais como uma CPU, RAM, ROM, dispositivos de entrada/saída, e a programação ou a configuração do controlador 105 pode ser realizada por uma combinação de um ou mais de hardware, firmware, software, e qualquer outro mecanismo agora conhecido ou mais tarde desenvolvido para programar as instruções de operação em um controlador.

[0073] Tal como descrito acima, um dos fluidos F1 e o F2 deve ser ou conter um combustível, e os outros dos fluidos F1 e F2 devem ser um oxidante ou conter o oxigênio. Em um queimador com alternância 10, o terceiro fluido F3 deve ser o mesmo tipo de fluido (combustível ou oxidante) que o segundo fluido F2. O combustível pode ser um combustível gasoso, um combustível líquido, ou um combustível sólido pulverizado em um carreador gasoso. Em uma modalidade de um queimador sem alternância 11, F1 é um combustível e F2 é um oxidante. Em uma modalidade do queimador com alternância 10, F1 é um combustível e F2 e F3 são oxidantes. Neste caso, F2 e F3 podem ser o mesmo oxidante, ou F2 e F3 podem ser oxidantes diferentes. Por exemplo, em uma modalidade preferida, F1 é um combustível gasoso tal como o gás natural, F2 é um oxidante que tem uma concentração de oxigênio igual a ou maior do que de cerca de 70%, para um queimador com alternância 10 ou um queimador sem alternância 11. Para um queimador com alternância 10 nesta modalidade, F3 é um oxidante que tem uma concentração de oxigênio igual a ou maior do que de cerca de 20,9%. Em uma outra modalidade similar, F1 é um combustível gasoso tal como o gás natural, F2 é um oxidante que tem uma concentração de oxigênio maior do que aquela do ar, e na versão com alternância do queimador, F3 é o ar.

[0074] Em uma modalidade alternativa, F1 é um oxidante e F2 (e F3 no caso de alternância) são combustíveis. Neste caso, F1 tem uma concentração de oxigênio igual a ou maior do que cerca de 26%, de preferência igual ou maior do que cerca de 40%, e com mais preferência igual a ou maior do que cerca de 70%.

[0075] A Figura 3 mostra uma sequência possível da operação pa ra a modalidade dos queimadores 10 e 11 ilustrados nas Figuras 1A e 1B. Para finalidades de discussão, os quatro elementos queimadores 20 são etiquetados como a, b, c e d. Tal como mostrado, apenas um elemento queimador 20 está ativo em um momento, ao passo que os elementos queimadores 20 restantes estão passivos, e cada elemento queimador 20 é comutado sucessivamente para o estado ativo quando o elemento queimador 20 previamente ativo é retornado ao estado passivo.

[0076] Em particular, na modalidade descrita, o elemento queima dor 20a está ativo, ao passo que os elementos queimadores 20b, 20c e 20d estão passivos. Em outras palavras, cada um dos bocais anulares 24 em cada elemento queimador 20 está recebendo um fluxo mais ou menos igual do segundo fluido F2, e somente o bocal de distribuição seletiva 22 no elemento queimador 20a está recebendo um fluxo ativo mais elevado do primeiro fluido F1, ao passo que os bocais de distribuição seletiva 22 nos outros elementos queimadores 20b, 20c e 20d estão recebendo um fluxo passivo menor do primeiro fluido F1. Isto resulta em uma chama penetrante relativamente longa que emana do elemento queimador ativo 20a e em chamas (piloto) relativamente curtas que emanam dos elementos queimadores passivos 20b, 20c e 20d. Tal como também é mostrado na modalidade descrita, quando o elemento queimador 20b se torna ativo, o elemento queimador 20a retorna ao estado passivo e os elementos queimadores 20c e 20d permanecem passivos. Em seguida, quando o elemento queimador 20c se torna ativo, o elemento queimador 20b retorna ao estado passivo e os elementos queimadores 20c e 20a permanecem passivos. Finalmente, quando o elemento queimador 20d se torna ativo, os elementos queimadores 20d retornam ao estado passivo e os elementos queimadores 20a e 20b permanecem passivos.

[0077] A sequência mostrada na Figura 3 e descrita acima é so mente uma de variações essencialmente ilimitadas. Em um exemplo não limitador, um elemento queimador 20 é ativo em um momento em uma sequência de repetição tal como o a-b-e-d ou o a-o-d-e ou o a-c- o-o ou o a-c-e-b. Em um outro exemplo não limitador, um elemento queimador 20 é ativo em um momento em uma sequência aleatória. Em ainda um outro exemplo não limitador, um elemento queimador 20 é ativo em um momento mas cada um para a mesma extensão de tempo ou extensões de tempo diferentes.

[0078] Além disso, em outros exemplos, mais de um elemento queimador 20 fica ativo em um momento. Por exemplo, para um queimador 10 que tem três ou mais elementos queimadores 20, dois elementos queimadores 20 podem ser ativos e os restantes passivos. De modo geral, para um queimador 10 que tem n elementos queimadores, qualquer número de elementos queimadores de 1 a n-1 pode ser ativo, e os restantes passivos.

[0079] Cada elemento queimador 20 pode ser comutado do estado passivo ao estado ativo com base em uma sequência de tempo previamente programada, de acordo com um algoritmo predeterminado, de acordo com uma sequência aleatória, dependendo das condições do forno, ou sincronizado com outros eventos cíclicos ou periódicos no forno. Um ou mais sensores 195 podem ser posicionados no forno para detectar qualquer parâmetro que puder ser relevante para determinar os locais em que mais ou menos calor de combustão se faz necessário. Por exemplo, o sensor pode ser um sensor de temperatura, de maneira tal que quando o sensor de temperatura fica abaixo de um ajuste limite, o elemento queimador 20 orientado para aquecer o forno na região desse sensor de temperaturas pode se tornar ativo mais fre-quentemente ou por períodos de tempo mais longos. Ou, se um sensor de temperatura detectar que uma parte do forno ou da carga está recebendo calor insuficiente, um ou mais elementos queimadores 20 posicionados perto dessa parte do forno ou angulados para essa parte da carga podem ser comutados para o estado ativo, ao passo que os elementos queimadores 20 nas partes do forno que recebem calor em excesso podem ser comutados para o estado passivo. Com consideração específica a um forno regenerativo, os sensores de temperatura, tais como sensores ópticos, podem detectar a temperatura da carga nas várias partes do forno e detectar regiões com necessidade de calor adicional, tais como todos ou partes dos pontos frios 122, e os elementos queimadores 20 focados nessas regiões podem ser tornar ativos por períodos de tempo mais longos ou mais frequentemente aumentar a temperatura dessas regiões.

[0080] Os sensores de temperatura podem incluir sensores de contato tais como termopares ou RTDs localizados nas paredes do forno, ou sensores que não de contato tais como sensores infravermelhos, sensores de radiação, sensores ópticos, câmeras, sensores de cores, ou outros sensores disponíveis àqueles na indústria. Outros tipos de sensores também podem ser usados para indicar o nível de fusão ou de aquecimento no forno, incluindo, mas sem ficar a eles limitados, sensores de proximidade (por exemplo, para detectar a proximidade da carga sólida que ainda tem que derreter) ou sensores de condutividade (por exemplo, para detectar a condutividade mais elevada de um líquido em comparação aos porções de sólidos mal inter- conectados).

[0081] Vários benefícios podem ser obtidos pela operação do queimador 10 ou do queimador 11 tal como descrito no presente documento. Devido ao fato que o calor pode ser de preferência dirigido a determinados locais e por períodos de tempo mais longos ou mais curtos, os pontos frios no forno podem ser identificados e eliminados, resultando em um aquecimento e uma fusão mais uniformes. Em particular para arranjos de queima vertical (isto é, queimadores montados no teto que apontam para baixo) tal como na Figura 7 ou na Figura 15, a operação do queimador com menos do que todos os elementos queimadores 20 no modo ativo reduz ou elimina os perigos de chamas flutuantes, evitando desse modo o superaquecimento do bloco do queimador e do teto do forno. A combustão rica em combustível resultante de um elemento queimador ativo 20, onde o oxigênio suprido através do bocal de distribuição proporcional anular 24 é significativamente menor do que o oxigênio estequiométrico requerido pelo combustível suprido através do bocal de distribuição seletiva 22, cria uma atmosfera não oxidante perto do banho de massa em fusão para ajudar a proteger a carga contra a oxidação indesejável. Além disso, a ativação dos elementos queimadores 20 em um padrão cíclico repetido pode ser usada para gerar um padrão de aquecimento de vórtice que aumenta o tempo de residência de gases de combustão, aumenta as taxas de transferência de calor, e melhora a uniformidade do aque- cimento, tal como mostrado, por exemplo, no documento de patente U.S. 2013/00954437. Além disso, a ativação seletiva dos elementos queimadores 20 e a variação da razão de alternância podem ser usadas para ajustar a localização do fluxo máximo do calor que emana das reações de combustão e ajustar a cobertura da chama para acomodar várias geometrias do forno, condições, e níveis da carga.

[0082] As várias configurações possíveis do queimador com alter nância 10 e do queimador sem alternância 11 incluem aquelas mostradas nas Figuras 5A e 5B. Em uma modalidade do tipo mostrado nas Figuras 5A(a) e 5B(a), um ou mais dos elementos queimadores 20 podem ser angulados radialmente para fora a um ângulo α do círculo circunscrito pelos elementos queimadores 20, ou de um eixo perpendicular ao bloco 12 do queimador ou um eixo definido pelo bocal alternante 30. Embora a modalidade ilustrada mostre todos os quatro elementos queimadores 20 angulados radialmente para fora ao mesmo ângulo α, deve ser compreendido que cada elemento queimador 20 pode ser angulado a um ângulo diferente αn dependendo da geometria do forno e das características de operação desejadas do queimador 10. O ângulo α pode ser igual a ou maior do que cerca de 0 grau e é de preferência diferente de zero e igual a ou menor do que cerca de 75 graus (ou, indicado de um outro modo, o ângulo complementar medido a partir do plano da face do queimador 14 é de cerca de 15° a cerca de ou ligeiramente menos de 90°). De preferência, o ângulo α é igual a ou menor do que cerca de 60°. Com mais preferência, o ângulo α é pelo igual a cerca de 10° e não maior do que cerca de 40°.

[0083] Em uma modalidade do tipo mostrado nas Figuras 5A(b) e 5B(b), um ou mais elementos queimadores 20 podem ser angulados tangencialmente ao círculo circunscrito a um ângulo β para criar um redemoinho. Embora a modalidade descrita mostre todos os quatro elementos queimadores 20 angulados tangencialmente ao mesmo ân- gulo β, deve ser compreendido que cada elemento queimador 20 pode ser angulado a um ângulo diferente βn dependendo da geometria do forno e das características de operação desejadas do queimador 10. O ângulo β pode ser igual a ou maior do que cerca de 0° e é de preferência igual a ou menor do que cerca de 60/. Com mais preferência, o ângulo β é pelo menos igual a cerca de 10° e não maior do que cerca de 40°.

[0084] Em uma modalidade do tipo mostrado nas Figuras 5A(c) e 5B(d), os elementos de uma pluralidade de elementos queimadores 20 são de modo geral posicionados colinearmente entre si para definir uma linha que tem um ponto médio e extremidades. Embora quatro elementos queimadores 20 sejam mostrados, esta modalidade é aplicável a uma configuração com pelo menos dois elementos queimadores 20 (por exemplo, tal como mostrado na Figura 5B(c) para um queimador sem alternância) e até tantos elementos queimadores 20 quantos podem ser requeridos em um forno particular. Em um queimador com alternância, um bocal alternante 30 é posicionado entre cada par adjacente de elementos queimadores 20, de modo que os elementos queimadores 20 e os bocais alternantes 30 se alternam. Por exemplo, um arranjo com dois elementos queimadores 20 tem um bocal alternante 30 posicionado entre os dois elementos queimadores 20, e um arranjo com três elementos queimadores 20 tem dois bocais alternante 30 posicionados cada qual entre um par de elementos adjacentes de queimador 20. Todos os elementos queimadores 20 podem ser orientados perpendiculares à face 14 do queimador, ou alguns ou todos os elementos queimadores 20 podem ser angulados para fora a um ângulo y menor do que ou igual a cerca de 45 graus do ponto médio da linha para uma das extremidades da linha. Similarmente, os bocais alternantes 30 podem ser orientados perpendiculares à face 14 do queimador, ou alguns ou todos os bocais alternantes 30 podem ser angulados em uma direção ou na outra direção ao longo da linha. Na modalidade descrita, um bocal central alternante 30 é orientado perpendicular à face 14 do queimador, e uma série de três elementos co- lineares - um elemento queimador 20, um bocal alternante 30 e um outro elemento queimador 20 - é posicionada diametralmente a um ou outro lado e angulada se afastando do bocal central alternante 30 e para as suas respectivas extremidades da linha.

[0085] Em uma modalidade do tipo mostrado nas Figuras 5A(d) e 5B(d), os elementos de uma pluralidade de elementos queimadores 20 são posicionados colinearmente entre si para definir uma linha que tem um ponto médio e extremidades. Embora quatro elementos queimadores 20 sejam mostrados, esta configuração é a aplicação a uma configuração com pelo menos dois elementos queimadores 20 e até tantos elementos queimadores 20 quanto podem ser requeridos em um forno particular. Em um queimador com alternância, um bocal alongado ou geralmente retangular alternante 30 que tem um eixo principal pelo menos 1,5 vez tão longo quanto um eixo central menor é posicionado adjacente a e espaçado por uma distância fixa dos elementos queimadores 20, com o eixo principal substancialmente parale-lo à linha definida pelos elementos queimadores 20. Todos os elementos queimadores 20 podem ser orientados perpendiculares à face 14 do queimador, ou alguns ou todos os elementos queimadores 20 podem ser angulados para fora a um ângulo y menor do que ou igual a cerca de 45° do ponto médio da linha para uma das extremidades da linha.

[0086] Em uma modalidade do tipo mostrado nas Figuras 5A(e) e 5B(e), cada elemento queimador 20 tem uma configuração de chama plana, em que o bocal de distribuição seletiva 22 e o bocal anular 24 têm uma configuração alongada ou geralmente retangular que tem um eixo principal pelo menos 1,5 vez mais longo do que um eixo menor. Este tipo de queimador de chama plana é descrito em detalhes, por exemplo, no documento de patente U.S. 5.611.682. No queimador com alternância, pelo menos dois bocais alternantes 30 são posicionados adjacentes a e espaçados do elemento queimador 20, e são orientados em geral colinearmente de modo a definir uma linha que fica substancialmente paralela ao eixo principal do elemento queimador 20. Pelo menos dois elementos queimadores 20 são utilizados nesta configuração.

[0087] Em algumas das configurações descritas acima nas Figuras 5A e 5B, um esquema de operação seletiva pode ser implementado de modo similar àquele descrito acima para a configuração das Figuras 1A e 1B. Especificamente, a qualquer momento, pelo menos um elemento queimador 20 é operado em um estado ativo, em que o fluxo de fluido através de um bocal de distribuição seletiva ativo 22 é maior do que o fluxo fluido médio através de todos os bocais de distribuição seletiva 22, ao passo que pelo menos um queimador 20 é operado no estágio passivo, em que o fluxo fluido através de um bocal de distribuição seletiva passivo 22 é menor do que o fluxo fluido médio através de todos os bocais de distribuição seletiva 22.

[0088] As Figuras 10, 11A, 118, 12, 13 e 14 mostram vários modos de operação que podem ser obtidos ao usar um queimador 11, por exemplo, tal como mostrado na Figura 5C(a), na Figura 5C(b) ou na Figura 5C(c), com um elemento queimador central 20 orientado de modo geral ao longo da direção axial do queimador 11 (ou seja, geralmente perpendicular à face 14 do queimador), e pelo menos um par de elementos queimadores laterais simétricos 20 que têm um elemento queimador 20 posicionado lateralmente em um ou outro lado do elemento queimador central 20 e angulado para fora. Em uma modalidade tal como na Figura 5C(c), o par interno de elementos queimadores angulados 20 mais perto do elemento queimador central 20 pode ser angulado para fora a um ângulo mais raso do que o par externo de elementos queimadores angulados 20 mais distantes do elemento queimador central 20. Similarmente, os modos de operação tal como mostrado nas Figuras 11 e 12 podem ser obtidos ao usar um queimador 11 tal como mostrado nas Figuras 5B(c), (d), 5B(e), 5B(f), 5C(b) ou 5C(c), ao passo que os modos de operação tal como mostrado nas Figuras 11, 12, 13 e 14 podem ser obtidos ao usar um queimador 11 tal como mostrado nas Figuras 5B(d), 5B(f) ou 5C(c). Por exemplo, o par interno pode ser angulado para fora a um primeiro ângulo α de cerca de 10° a cerca de 45°, e de preferência de cerca de 15° a cerca de 30°, ao passo que o par externo pode ser angulado para fora a um segundo ângulo α de cerca de 15° a cerca de 75°, e de preferência de cerca de 30° a cerca de 60°, tal como medido a partir da direção axial do queimador.

[0089] Além disso, os vários elementos queimadores podem ser angulados para baixo para a carga a ângulos diferentes. O elemento queimador central 20 pode ficar em geral paralelo ao eixo do queimador (ou em geral perpendicular à face 14 do queimador), ao passo que o par interno dos elementos queimadores angulados 20 pode ser angulado para baixo a um primeiro ângulo θ de cerca de 0° a cerca de 60° e o par externo dos elementos queimadores angulados 20 pode ser angulado para baixo a um segundo ângulo θ de cerca de 0° a cerca de 60°. Em uma modalidade, o par interno dos elementos queimadores angulados 20 é angulado para baixo de cerca de 30° a cerca de 60° para poder aquecer a carga sólido restante no forno perto da porta de carga, ao passo que o par externo dos elementos queimadores 20 é angulado para baixo de cerca de 10° a cerca de 45° para colidir na superfície da carga ao longo da parede lateral do forno.

[0090] Em um primeiro modo de operação (Modo 1) tal como na Figura 10, somente o elemento queimador central 20 está ativo en- quanto os múltiplos elementos queimadores angulados 20 estão passivos. Este modo é o mesmo que o modo da técnica anterior da Figura 7, e produz uma única chama 112. Se houver uma porção grande da carga 105 (ou múltiplas partes dimensionáveis da carga sólida) no centro do forno 100, tal como mostrado, a chama 112 do elemento queimador central ativo 20 colide com a porção 105 e então segue a passagem de menor resistência, com o combustível e o oxidante (produtos da combustão incompleta) 113 em curto-circuito do duto de gás de conduto 110. Isto conduz a uma distribuição desigual de calor no forno 100, em que a parte dianteira 114 do forno 100 é superaquecida, as temperaturas do gás de conduto são aumentadas, e a parte traseira 118 do forno 100 fica fria. Embora a transferência de calor da chama 112 ao lingote 105 seja elevada por causa do choque direto, isso pode conduzir a problemas tais como o superaquecimento e a oxidação. O superaquecimento potencial e problemas devidos à carga no centro do forno 100 quando da operação no Modo 1 podem ser detectados ao medir a temperatura da porta de carga 102, a temperatura do duto de gás de conduto 110, a temperatura na parte traseira 118 do forno 100, e/ou uma ou mais propriedades de exaustão, tais como a composição da exaustão do gás de conduto. Portanto, embora este modo de operação possa ser vantajoso por um período de tempo curto com a chama colidindo na carga sólida, será desejável comutar o elemento queimador central 20 para passivo e comutar um ou mais outros elementos queimadores 20 para ativo quando a porta de carga 102 e/ou o duto de gás de conduto 110 mostrarem sinais de superaquecimento e/ou a temperatura na parte traseira 118 do forno 100 mostrar sinais de aquecimento insuficiente.

[0091] Em um segundo modo de operação (Modo 2A ou Modo 2BA) tal como nas Figuras 11A e 11B, o elemento queimador central 20 é passivos, ao passo que um dos elementos queimadores angula- dos 20 é ativo para criar uma chama angulada 112a. Em um exemplo, em um queimador 11 tal como na Figura 5C(b), tal como ilustrado, um elemento queimador 20 é ativo e dois elementos queimadores 20 são passivos. Alternativamente, em um outro exemplo, em um queimador 11 tal como na Figura 5C(c), um elemento queimador 20 é ativo e quatro elementos queimadores 20 são passivos. Outros queimadores exemplificadores 11 podem ser usados para criar os mesmos padrões de chama. Deve ser observado que, neste modo, o elemento queimador central 20 também pode ser alternado entre ativo e passivo enquanto os outros elementos queimadores 20 são mantidos em seu mesmo estado. Este modo de operação permite que as chamas ativas 112a, 112b desviem da carga sólida 105 no centro do forno 110 de modo que o calor possa alcançar a parte traseira 118 do forno 110. Tal como mostrado nas Figuras 11A e 11B, uma circulação dos produtos de combustão 113a, 113b pode ser criada em uma ou outra direção ao longo das paredes 108 do forno e em torno da carga sólida 105, para prover uma boa transferência de calor de convecção de transferência de calor por todo o forno 100 a ambas a carga 104, 105 e às paredes 108 do forno. A penetração das chamas adicionais 112a, 112b no forno 100 é bastante melhorada em comparação ao Modo 1 com a chama 112 apenas, e a respiração global do forno 100 (o fluxo do queimador 11 através do espaço superior 106 do forno ao duto de gás de conduto 110) é melhorada. Além disso, com a alternação para a frente e para trás entre o Modo 2A e o Modo 2B, níveis elevados de unifor-midade da temperatura do forno podem ser obtidos.

[0092] As Figuras 9A a 9C e 15A a 15C mostram uma comparação dos mapas da temperatura para um sistema da técnica anterior tal como na Figura 7 que operam continuamente no Modo 1 (Figuras 9A a 9C), versus os mapas da temperatura de uma operação de sistema no Modo 2A (Figuras 15A a 15C). A comparação da Figura 9A com a Figura 15A mostra que, no Modo 2A, uma temperatura muito mais alta da chama do que no Modo 1 é atingida, uma vez que a chama no Modo 2A tem espaço para se desenvolve inteiramente entre a carga sólida 105 e a parede 108 do forno, em vez de ser curto circuitada tal como no Modo 1.

[0093] Em consequência disto, a comparação da Figura 9B com a Figura 15B mostra que, no Modo 2A, a parte dianteira da carga sólida 105 não é superaquecida quando significativamente mais calor alcança a parte traseira da carga sólida assim como a carga derretida 104 na parte traseira 118 do forno, em comparação ao Modo 1 em que a parte dianteira da carga sólida 105 é superaquecida e o restante da carga 104, 105 fica relativamente fria.

[0094] Similarmente, a comparação da Figura 9C com a Figura 15C mostra que, no Modo 2A, a temperatura da parede do forno é re-lativamente uniforme através de todo o forno 100, com um ligeiro ponto morno onde a chama colide na parede 108, em comparação ao Modo 1 em que somente a parte dianteira 112 da parede 108 do forno estava morna quando a parte traseira 118 da parede 108 do forno estava fria.

[0095] Desse modo, uma ampla melhora no aquecimento e na fu são da carga sólida, na uniformidade da temperatura da carga (e reduzindo desse modo a perda da carga do superaquecimento), e na uniformidade da temperatura da parede do forno (e desse modo um aquecimento mais uniforme e mais rápido da carga) podem ser obtidas com a operação no Modo 2A ou no Modo 2B. Além disso, com a alternação entre os Modos 1 e os Modos 2A/2B, os benefícios de ambos os modos podem ser obtidos, com base em vários parâmetros do processo detectados, para otimizar a taxa de fusão e de aquecimento de carga no forno enquanto são reduzidos a perda do produto e os danos refratários devidos ao superaquecimento.

[0096] Em um terceiro modo de operação (Modo 3A) tal como na Figura 12, ambos os elementos do par dos elementos queimadores laterais angulados 20 são ativos simultaneamente, ao passo que o elemento queimador central 20 é passivo, criando desse modo duas chamas angulares simétricas 112a e 112b em um ou outro lado do forno 100. Este modo permite ainda a cada chama 112a, 112b um espaço suficiente para se desenvolver completamente, e pode resultar em tempos mais rápidos de aquecimento que ao usar o Modo 2a ou o Modo 2b sozinhos ou sequencialmente.

[0097] Em uma variação do segundo modo de operação (Modos 2C e 2D) tal como nas Figuras 13A e 13B, ao usar um queimador tal como nas Figuras 5B(d), 5B(f) ou 5C(c), o elemento queimador central 20 é passivo, ao passo que um dos elementos queimadores angulados 20 de ambos os pares simétricos dos elementos queimadores laterais 20 são ativos. Tal como mostrado, dois elementos queimadores angulados 20 no mesmo lado do forno são ativos ao passo que o elemento queimador central 20 e dois elementos queimadores angulados 20 no outro lado do forno são passivos. No Modo 2C, isso cria duas chamas diferentemente anguladas 112a e 112c em um lado do forno 100, ao passo que no Modo 20 isso cria duas chamas diferentemente anguladas 112b e 112d em um lado oposto do forno 100. Deve ser observado que, nesses modos, o elemento queimador central 20 também pode ser alternado entre ativo e passivo enquanto os outros elementos queimadores 20 são mantidos em seu mesmo estado. Tal como nos Modos 2A/2B, os Modos 2C/2D de operação permitem que a chama ativa contorne a carga sólida 105 no centro do forno 100 de modo que o calor possa alcançar a parte traseira 118 do forno 100. Tal como mostrado nas Figuras 13A e 13B, uma circulação dos produtos de combustão 113 pode ser criada em uma ou outra direção ao longo das paredes do forno e em torno da carga sólido, para prover uma boa transferência de calor de convecção de transferência de calor por todo o forno à carga e às paredes do forno. A penetração da chama no forno é bastante melhorada em comparação ao Modo 1, e a respiração global do forno (fluxo do queimador através do forno para o duto do gás de conduto) é melhorada. Além disso, com a alternação para a frente e para trás entre o Modo 2C e o Modo 2D, níveis elevados de uniformidade da temperatura do forno podem ser obtidos. Além disso, os elementos queimadores angulados interno e externo 20 são angulados para baixo a ângulos diferentes, áreas diferentes de carga potencialmente não derretida podem ser focadas pelas chamas 112a e 112b em comparação às chamas 112c e 112d, com um conjunto de queimadores sendo angulados para atingir a carga mais perto da extremidade dianteira 102 do forno 100 do que a outra.

[0098] Em uma variação do terceiro modo de operação (Modo 3B) tal como na Figura 14, dois pares de elementos queimadores laterais angulados 20 são ativos simultaneamente, ao passo que o elemento queimador central 20 é passivo. Este modo permite ainda a cada chama um espaço suficiente para que se desenvolva totalmente, e pode resultar em tempos mais rápidos de aquecimento que ao usar o Modo 2C ou o Modo 2D sozinhos ou sequencialmente. Tal como mostrado, as chamas 112a, 112b, 112c e 112d são ativas simultaneamente.

[0099] A Figura 16 mostra uma vista de extremidade de um quei mador 11 tal como na Figura 5C(a) ou na Figura 5C(e) tal como visto da extremidade traseira 103 do forno 100 olhando para a porta 102 da carga, e mostrando seções transversais projetadas das chamas 120, 122a, 122b, 124 de cada um dos elementos queimadores 20. O queimador 11 tem um elemento queimador central 20 orientado para produzir uma chama 120 que colide na carga sólida 105 no centro do forno 100, um par de elementos queimadores angulados simétricos 20 em um ou outro lado do elemento queimador central 20 para produzir as chamas 122a e 122b dirigidas a uma área entre a carga sólida 105 no centro do forno 100 e as paredes 108 do forno, e um elemento queimador superior 20 posicionado acima do elemento queimador central 20 e angulado para dirigir uma chama 134 sobre o topo da carga sólida 105 no forno 100. Esse queimador 11 pode ser operado em qualquer um dos modos discutidos acima, com qualquer combinação de um, dois ou três elementos queimadores 20 ativos a qualquer momento, e os outros elementos queimadores 20 passivos.

[0100] A Figura 17 mostra três modos de operação de um quei mador 11 que tem os elementos queimadores 20 a ângulos diferentes com respeito à carga. Tal queimador exemplificador é mostrado na Figura 5C(d), em que um elemento queimador superior 20 é orientado para produzir uma chama 212a que permanece no espaço principal acima da carga 104 ao passo que um elemento queimador inferior 20 é orientado para produzir uma chama 212b que é angulada para baixo para colidir na carga 104, e para colidir especificamente em toda a carga sólido restante 115 que pode ser coletada perto da porta de carga 102. Outras configurações do queimador, incluindo aquelas das Figuras 5B(a) a 5B(f) e 5C(a) a 5C(c), podem ser configuradas para operar também nesses modos. Tal queimador 11 pode ser operado em três modos: o Modo 4A no qual o elemento queimador superior 20 é ativo para produzir a chama 212a, o Modo 48 em que o elemento queimador inferior 20 é ativo para produzir a chama 212b, e o Modo 4C em que os elementos queimadores superior e inferior 20 são ativos (e em que o queimador 11 tem pelo menos um outro elemento queimador 20 que é passivo) para produzir ambas as chamas 212a e 212b. O Modo A pode ser usado para aplicar de modo geral a energia ao forno, e em particular ao banho derretido, e o Modo B pode ser usado para aplicar a energia extra a toda sucata sólida posicionada perto da porta de carga, ao passo que o Modo C combina as caracte- rísticas dos Modos A e B.

[0101] O queimador com alternância 10 seletivo ou o queimador sem alternância 11 podem incluir uma combinação de dois ou mais elementos queimadores 20 colocalizados (em um ou mais invólucros) ou posicionados em locais diferentes (em dois ou mais invólucros separados) no forno 100 e operados de uma maneira seletiva tal como descrito no presente documento.

[0102] O controlador 190, 105 é configurado e programado para sincronizar a queima ativa/passiva seletiva dos respectivos elementos queimadores 20 no queimador 11 com base na entrada de um ou mais sensores configurados para detectar um ou mais parâmetros do processo no forno. Esses parâmetros do processo podem incluir, sem limitação e em qualquer combinação, a temperatura da porta de carga, a temperatura do gás de conduto, a composição do gás de conduto, ou outras propriedades do gás de conduto tais como propriedades ópticas, a temperatura da parte traseira do forno (na parte traseira do forno), a temperatura da parede do forno tanto interna, quanto embutida quanto externa, o tempo decorrido forno desde o início do processo de fusão descontínuo, a pressão de alimentação de oxidante e/ou de combustível, e a mudança em relação ao tempo de qualquer um dos parâmetros acima.

[0103] Dependendo dos parâmetros do processo, o controlador 105 ajusta ou mantém em um modo ativo um ou mais elementos queimadores 20, e ajusta ou mantém em um modo passivo um ou mais elementos queimadores 20. Mais especificamente, tal como discutido acima, a vazão do reagente proporcionalmente distribuído, o segundo fluido F2, permanece constante no bocal anular 24 de cada elemento queimador 20, ao passo que a vazão do reagente seletivamente distribuído, o primeiro fluido F1, é modulada a uma vazão ativa mais elevada através do bocal de distribuição 22 de pelo menos um elemento queimador 20 designado como ativo e modulado a uma vazão passiva mais baixa através do bocal de distribuição 22 de pelo menos um elemento queimador 20 designado como passivo. O controlador conduz essa rotina iterativa, de modo que, à medida que o processo muda, os elementos queimadores 20 podem ser comutados em resposta, de modo que em alguns casos os elementos queimadores previamente passivos 20 se tornam ativos e os elementos queimadores previamente ativos 20 se tornam passivos. Deve ser observado, no entanto que, em algumas condições do processo, um ou o mais elementos queimadores 20 podem permanecer ativos continuamente e/ou um ou mais elementos queimadores 20 podem permanecer passivos continuamente.

[0104] Em uma modalidade do queimador 10 ou 11, o primeiro flu ido F1 é o combustível e o segundo fluido F2 é o oxidante. De preferência, o oxidante é pelo menos 26% de oxigênio molecular, pelo menos 40% de oxigênio molecular, pelo menos 70% de oxigênio molecular, pelo menos 98% de oxigênio molecular, ou é oxigênio puro comercial. Portanto, cada um dos elementos queimadores 20 que estão no modo ativo opera rico em combustível (ou seja, uma razão de equivalência de mais de 1 e até cerca de 10), ao passo que cada um dos elementos queimadores 20 que estão no modo passivo opera pobre em combustível (ou seja, uma razão de equivalência de menos de 1 e menos até cerca de 0,2).

[0105] Tal como discutido acima, uma estratégia de operação de queimador seletiva que inclui a alternação através de vários modos diferentes do queimador que podem ser baseados em uma frequência predeterminada, ou então em uma rotação temporalmente ponderada com base nas necessidades do forno determinadas tanto manualmente (por exemplo, por um operador do forno) quanto de uma maneira automatizada através de sensores estrategicamente localizados que detectam as necessidades de distribuição da energia do forno.

[0106] A detecção e o controle são um aspecto chave da imple mentação e da realização bem-sucedidas dos benefícios do queimador seletivo em um processo de fusão em um forno rotatório.

[0107] Vários métodos e os sensores de detecção podem ser em pregados, tal como mostrado, por exemplo, na Figura 18. Embora vários sensores diferentes sejam mostrados, qualquer um deles pode ser usado pelo controlador 105 separadamente ou em combinação com outros sensores para decidir como ponderar temporal e espacialmente a operação dos vários elementos queimadores. Os sensores podem incluir um ou mais dos seguintes: (a) um ou mais sensores de temperatura 150, tais como termopares ou sensores que não de contato ou ópticos (por exemplo, sensores de radiação UV e/ou IR) instalados na porta de carga 102, que podem ser usados para detectar altas temperaturas na parte dianteira 114 do forno como uma indicação dos sólidos no forno que impede o desenvolvimento da chama; (b) um ou mais sensores de temperatura 154, tais como termopares ou sensores que não de contato ou ópticos (por exemplo, sensores de radiação UV e/ou IR) instalados no duto de gás de conduto 110, os quais podem ser usados para detectar altas temperaturas do gás de conduto como uma indicação dos sólidos no forno que impede o desenvolvimento da chama; (c) um ou mais sensores de temperatura 160, e em particular sensores que não de contato ou ópticos, posicionado fora do forno para detectar altas temperaturas da porta de carga 102 e/ou do duto de gás de conduto 110; (d) um ou mais sensores de temperatura 152, 153, tais como termopares ou sensores que não de contato ou ópticos localizados sobre, embutidos dentro, ou se estendendo através das paredes 108 do forno ou da porta de carga 102 ou da parede de extremidade traseira 103, para detectar temperaturas nas várias partes do forno, permitindo a detecção de gradientes e de não uniformidades da temperatura; (e) um ou mais sensores de propriedades da exaustão 115 no duto de gás de conduto 110 para medir as propriedades do gás de exaustão, tal como a composição, como uma indicação da combustão incompleta; (f) um ou mais sensores óptico 156 no duto do gás de conduto para detectar as propriedades ópticas do gás de conduto; (g) um ou mais sensores óticos 157 em uma parede 108 do forno para detectar as propriedades óticas do gás do forno; (h) um ou mais sensores de proximidade 158 na porta de carga 102 para detectar a sucata sólida 105 no forno 100; (i) um sensor da corrente do cilindro (não mostrado) para detectar a corrente do motor requerida para girar o forno 100 em torno do seu eixo, em que as correntes mais elevadas do cilindro indicam a presença de sólidos e as correntes mais baixas do cilindro indicam que a carga está completamente derretida; e U) um ou mais transdutores de pressão 161 na porta de carga 102 ou no duto do gás de conduto 110, em que as flutuações da pressão indicam maior instabilidade da combustão.

[0108] Em uma modalidade, um ou mais termopares podem ser instalados na porta do forno, separadamente ou em combinação com um ou mais sensores de emissão (IR/UV) para detectar uma temperatura de uma ou mais dentre a porta e uma parede externa ou uma parte do forno ou do duto do gás de conduto (com uma vista completa da porta do forno). Esses sensores de temperatura irão permitir a detecção da deflexão da chama e, consequentemente, a combustão incompleta, o que pode ser causado pela sucata sólida ou pela carga no forno que bloqueia o desenvolvimento total da chama. Quando a temperatura da porta se eleva acima de um limite predeterminado e/ou quando as chamas são detectadas pelos sensores de emissões, pode ser interpretado que as chamas são curto circuitadas no forno e a ação preventiva pode ser iniciada. Essas ações incluem a comutação de um ou mais elementos queimadores que dirigem uma chama para a sucata sólida de passi- vos para ativo, enquanto um ou mais elementos queimadores que dirigem uma chama em torno da sucata sólida são comutados de passivos para ativos (ou mantendo tal elemento queimador como ativo).

[0109] Além disso, ou alternativamente, um pirômetro óptico (IR) e/ou um dispositivo de vídeo ou de captura de imagem podem ser instalados na porta do forno para detectar sólidos dentro do forno e de preferência a energia direta (temporalmente ponderada) rumo aos sólidos para realçar a transferência de calor e para permitir uma fusão mais rápida. Em resposta, um ou mais elementos queimadores que dirigem uma chama para a sucata sólida podem ser comutados de passivos para ativos (ou ser mantidos como passivos), ao passo que um ou mais elementos queimadores que dirigem uma chama em torno da sucata sólida podem ser comutados de passivos para ativos (ou ser mantidos como ativos).

[0110] O controle também pode ser baseado no estado do ciclo de fusão. Na extremidade superior ou na parte inicial do ciclo de fusão, quando as chamas saem do redor da porta de carga ou a combustão ocorre no gás de conduto (primeira hora ou duas dependendo da carga e do comprimento total do ciclo), isso é tipicamente indicativo de um de dois fenômenos. Primeiramente, a presença de óleos ou de um outro material orgânico inflamável ou volátil na carga sólida (sucata) resulta na combustão (rica em combustível) sub-estequiométrica, uma vez que esses materiais orgânicos queimam e consomem o oxidante suprido através do queimador. Em segundo lugar, a combustão incompleta causada pela penetração limitada das chamas no forno resulta em curto- circuito do oxidante e do combustível e dos produtos da combustão uma vez que esses gases são uma sucata de tamanho maior defletida no forno que ainda tem que ser derretida. A extremidade superior do ciclo de fusão ocorre tipicamente durante as primeiras 1 a 2 horas do ciclo de fusão, dependendo da carga e do comprimento total do ciclo.

[0111] As condições associadas com a extremidade superior do ciclo de fusão podem ser detectadas com base no tempo do ciclo, ou baseadas manualmente em observações do operador, ou com a ajuda de vários sensores. Quando há uma presença de componentes ou materiais inflamáveis orgânicos, a metodologia indicada no Pedido de Patente U.S. no. 13/888.719, publicado como Publicação de Patente U.S. no. 2013/0307202, pode ser usada para a pós-combustão desses materiais inflamáveis dentro dos confins do forno. Quando a sucata carregada não é oleosa nem inclui outros materiais orgânicos ou inflamáveis, as chamas detectadas e a temperatura resultante aumentada podem ser atribuídas à combustão incompleta e ao curto-circuito da colisão das chamas na sucata grande localizada no forno. Nesse cenário, uma combinação de chamas (uma ou mais) pode ser operada simultânea e/ou sequencialmente, tal como discutido acima, para minimizar o curto-circuito dos fluxos e a intensidade das chamas (média) em torno da porta/duto do gás de conduto.

[0112] A presente invenção não deve ser limitada no âmbito pelos aspectos específicos ou as modalidades divulgadas nos exemplos que são pretendidos como ilustrações de alguns aspectos da invenção e todas as modalidades que são funcionalmente equivalentes estão dentro do âmbito da presente invenção. Várias modificações da invenção além daquelas mostradas e descritas no presente documento tornar- se-ão aparentes aos elementos versados na técnica e devem se enquadrar dentro do âmbito das reivindicações anexas.

Claims

1. Queimador de óxi-combustível (10, 11) seletivo para ser montado em uma porta de carga (102) de um forno rotatório (100), ca-racterizado pelo fato de que compreende: pelo menos dois elementos queimadores (20), cada um dos quais é orientado para queimar em partes diferentes do forno, em que cada elemento queimador (20) compreende: um bocal de distribuição seletiva (22) configurado para fluir um primeiro reagente; e um bocal de distribuição proporcional (24) configurado para fluir um segundo reagente; pelo menos um sensor para detectar um ou mais parâmetros do processo relacionado à operação do forno; e um controlador (190) programado para controlar indepen-dentemente o primeiro fluxo de reagente para cada bocal de distribuição seletiva (22) com base pelo menos em parte nos parâmetros do processo detectados de maneira tal que pelo menos um elemento queimador (20) é ativo e pelo menos um elemento queimador (20) é passivo, em que o primeiro fluxo de reagente no bocal de distribuição seletiva (22) de um elemento queimador ativo (20) é maior do que um primeiro fluxo de reagente médio para os bocais de distribuição seletiva (22) e o primeiro fluxo de reagente no bocal de distribuição seletiva (22) de um elemento queimador passivo (20) é menor do que o primeiro fluxo de reagente médio para os bocais de distribuição seletiva (22); em que o segundo reagente é distribuído de maneira substancialmente proporcional aos bocais de distribuição proporcional (24); e em que o primeiro reagente é um dentre um combustível e um oxidante e em que o segundo reagente é o outro dentre um combustível e um oxidante.

2. Queimador, de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato de que um de pelo menos dois elementos queimadores (20) apresenta um eixo da chama substancialmente perpendicular à porta de carga (102) e o outro de pelo menos dois elementos queimadores (20) apresenta um eixo da chama a um ângulo diferente de zero, α, da perpendicular com respeito à porta de carga (102); em que o ângulo α é igual a ou menor do que cerca de 75°.

3. Queimador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor inclui um sensor de superaquecimento para detectar o superaquecimento da porta de carga (102), em que, quando o superaquecimento é detectado, pelo menos um elemento queimador (20) atualmente ativo é comutado para passivo enquanto pelo menos um elemento queimador (20) permanece ou é comutado para ativo.

4. Queimador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor incluir um sensor da propriedade de exaustão para detectar mudanças em uma ou mais propriedades de exaustão, em que, quando a propriedade de exaustão indica a combustão incompleta, pelo menos um elemento queimador (20) atualmente ativo é comutado para passivo enquanto pelo menos um elemento queimador (20) permanece ou é comutado de passivo para ativo.

5. Queimador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor inclui um sensor de superaquecimento para detectar o superaquecimento da porta de carga (102) e um sensor da propriedade de exaustão para detectar as mudanças em uma ou mais propriedades de exaustão, em que o superaquecimento é detectado e a propriedade de exaustão indica a combustão incompleta, pelo menos um elemento queimador (20) atualmente ativo é comutado para passivo enquanto pelo menos um elemento queimador (20) permanece ou é comutado de passivo para ativo.

6. Queimador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor inclui um sensor de não contato para detectar a presença da carga sólida (105) para impedir o desenvolvimento da chama no forno (100), em que a carga sólida (105) está presente no forno (100), pelo menos um elemento queimador (20) atualmente ativo é comutado para passivo enquanto pelo menos um elemento queimador (20) permanece ou é comutado de passivo para ativo.

7. Queimador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que em cada elemento queimador (20) do bocal de distribuição proporcional (24) é anular e circunda o bocal de distribuição seletiva (22).

8. Queimador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: pelo menos um bocal de alternância (30) espaçado de cada um dos elementos queimadores (20) e configurado para fluir um segundo reagente secundário; em que o controlador (190) também é programado para controlar uma razão de alternância para que seja menor do que ou o igual a cerca de 75%, em que a razão de alternância é a razão entre o segundo reagente contido no segundo fluxo de reagente secundário e o fluxo total do segundo reagente.

9. Forno rotatório (100), caracterizado pelo fato de que compreende: uma porta de carga (102) e uma porta de exaustão localizadas em uma extremidade do forno (100); e um queimador de oxi- combustível (10, 11) montado na porta de carga (102), em que o queimador (10, 11) compreende: pelo menos dois elementos queimadores (20), cada um dos quais é para queimar em partes diferentes do forno (100), e cada ele- mento queimador (20) compreende: um bocal de distribuição seletiva (22) configurado para fluir um primeiro reagente; e um bocal de distribuição proporcional (24) configurado para fluir um oxidante; pelo menos um sensor para detectar um ou mais parâmetros do processo no forno (100); e um controlador (190) programado para controlar indepen-dentemente o primeiro fluxo de reagente para cada bocal de distribuição seletiva (22) com base pelo menos em parte nos parâmetros do processo detectados de maneira tal que pelo menos um elemento queimador (20) é ativo e pelo menos um elemento queimador (20) é passivo, em que o primeiro fluxo de reagente no bocal de distribuição seletiva (22) de um elemento queimador ativo (20) é maior do que um primeiro fluxo de reagente médio para os bocais de distribuição seletiva (22) e o primeiro fluxo de reagente no bocal de distribuição seletiva (22) de um elemento queimador passivo (20) é menor do que o primeiro fluxo de reagente médio para os bocais de distribuição seletiva (22); em que o segundo reagente é distribuído de maneira subs-tancialmente proporcional aos bocais de distribuição proporcional (24); e em que o primeiro reagente é um dentre um combustível e um oxidante e em que o segundo reagente é o outro dentre um combustível e um oxidante.

10. Método de operação de um forno rotatório (100) que apresenta uma porta de carga (102) e uma porta de exaustão localizadas em uma extremidade do forno (100), e um queimador de óxi- combustível (10, 11) montado na porta de carga (102), em que o queimador (10, 11) apresenta pelo menos dois elementos queimadores (20), cada um dos quais é orientado para queimar em partes dife- rentes do forno (100), e cada elemento queimador (20) compreende um bocal de distribuição seletiva (22) e um bocal de distribuição proporcional (24), e o queimador também apresenta um controlador (190) programado para controlar independentemente o fluxo de um primeiro reagente para o bocal de distribuição seletiva (22) de cada elemento queimador (20), em que o fluxo de um segundo reagente para os bocais de distribuição proporcional (24) é distribuído de maneira substancialmente proporcional, em que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: a detecção de um ou mais parâmetros do processo no forno (100); a seleção, com base pelo menos em parte nos parâmetros do processo detectados, para que pelo menos um dos elementos queimadores (20) seja ativo e para que pelo menos um dos elementos queimadores (20) seja passivo; o escoamento de um primeiro reagente a uma vazão de jato ativo através do bocal de distribuição seletiva (22) de pelo menos um elemento queimador ativo (20); o escoamento do primeiro reagente a uma vazão de jato passivo através do bocal de distribuição seletiva (22) de pelo menos um elemento queimador passivo (20); e o escoamento de um segundo reagente substancialmente proporcional através de cada um dos bocais de distribuição proporcional (24); em que a vazão de jato ativo é maior do que uma vazão média através dos bocais de distribuição seletiva (22) e a vazão de jato passivo é menor do que a vazão média através dos bocais de distribuição seletiva (22); e em que o primeiro reagente é um dentre um combustível e um oxidante e em que o segundo reagente é o outro dentre um com- bustível e um oxidante.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: a detecção do superaquecimento da porta de carga (102); e, quando o superaquecimento for detectado, a comutação de pelo menos um elemento queimador atualmente ativo (20) para passivo enquanto mantido como ativo ou a comutação para ativo de pelo menos um outro elemento queimador (20).

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: a detecção de pelo menos uma propriedade de exaustão quando a propriedade de exaustão indica uma combustão incompleta, a comutação de pelo menos um elemento queimador atualmente ativo (20) para passivo enquanto mantido como ativo ou a comutação para ativo de pelo menos um outro elemento queimador (20).

13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: a detecção, quando pelo menos um elemento queimador atualmente ativo (20) está descarregando uma chama (112) que colide na carga sólida (105) no forno (100); e a comutação de pelo menos um dito elemento queimador atualmente ativo (20) para passivo enquanto mantido como ativo ou a comutação para ativo de pelo menos um outro elemento queimador (20).

14. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a razão entre a vazão de jato ativo e a vazão de jato passivo é de cerca de 5 a cerca de 40.

15. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que um elemento queimador passivo (20) apresenta uma razão de equivalência de cerca de 0,2 a cerca de 1, e que um elemento queimador ativo (20) apresenta uma razão de equivalência de cerca de 1 a cerca de 10, em que a razão de equivalência é a razão entre o fluxo estequiométrico teórico do oxidante e o fluxo real do oxidante através de um dos bocais de distribuição para queimar o combustível que flui através do outro dos bocais de distribuição.