BR112014002021A2 - processo para a fusão do vidro e instalação híbrida - Google Patents

Abstract

reivindicações 1. processo para a fusão do vidro num forno de fusão que compreende uma câmara de fusão (100) equipada com queimadores n (110), com n = 1 e um sistema de pré-aquecimento, processo em que: • a matéria-prima a ser fundida é introduzida na câmara de fusão (100), • combustível é queimado pelos queimadores n (110), de modo a gerar energia térmica para a fusão de matérias-primas e obter vidro fundido e um fluxo quente de fumos com uma temperatura à saída da câmara de fusão (100) entre 1000°c e 1600°c, • o fluxo quente de fumos da câmara (110) é introduzido no sistema de pré-aquecimento, • num primeiro trocador de calor (210) do sistema de pré-aquecimento, um fluxo de um primeiro oxidante, chamado oxidante intermediário, com um teor de oxigênio de 21% em volume ou mais e contendo ar, é aquecido por troca de calor com o fluxo quente de fumos de modo a gerar um fluxo resfriado dos fumos e um fluxo aquecido de oxidante intermediário com uma temperatura entre 600°c e 900°c, • num segundo trocador de calor (220) do sistema de pré-aquecimento, um fluxo de um segundo oxidante, chamado oxidante rico, com um teor de oxigênio entre 80% em volume e 100% em volume, e maior do que o teor de oxigênio do oxidante intermédio é aquecido por troca de calor com o fluxo aquecido de oxidante intermédio, de modo a gerar um fluxo pré-aquecido de oxidante rico a uma temperatura entre 400°c e 650°c e um fluxo moderado de oxidante intermediário com uma temperatura entre 350°c e 650°c, e • o fluxo pré-aquecido de oxidante rico é fornecido como um oxidante para a combustão para n1 de queimadores n (110), denominado primeiros queimadores, com um 1 = n1 = n, o processo sendo caracterizado pelo fato de que: • pelo menos parte do fluxo moderado do oxidante intermediário é fornecido como um oxidante para a combustão para n2 dos queimadores n (110), denominados segundo queimadores, com 1 = n2 = n. 2. processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o oxidante intermediário tem um teor de oxigênio maior do que 21% em volume. 3. processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o teor de oxigênio do fluxo moderado de oxidante intermediário na entrada dos segundos queimadores n2 é entre 21% em volume e 40% em volume, de preferência superior a 21% em volume e menos do que ou igual a 40%. 4. processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o teor de oxigênio do fluxo moderado de oxidante intermediário na entrada dos segundos queimadores n2 é entre 40% em volume e 90% em volume. 5. processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que n1 = n. 6. processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que n2 = n. 7. processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos queimadores n (110) é um queimador de injeção oxidante de combustão em estágios. 8. instalação de fusão do vidro, compreendendo: • uma fonte de ar (20), • uma fonte de oxidante rico (30) com um teor de oxigênio entre 80% em volume e 100% em volume, de preferência entre 90% em volume e 100% em volume, • uma câmara de fusão (100) equipada com queimadores n (110) para a combustão de um combustível gerando energia térmica e um fluxo quente de fumos dentro da câmara, com n = 1, a câmara de fusão compreendendo também uma saída de fumos (120) para evacuar o fluxo quente de fumos a partir da câmara, • um sistema de pré-aquecimento que compreende: i. um primeiro trocador de calor (210) para aquecer um fluxo de oxidante intermediário por troca de calor com o fluxo quente de fumos, compreendendo o referido oxidante intermediário ar fornecido pela fonte de ar (20), o referido primeiro trocador de calor (210) que tem uma entrada de fluxo quente de fumos numa ligação de fluido com a saída de fumos (120) da câmara de fusão (100), uma entrada de um fluxo de oxidante intermediário em ligação de fluido com a fonte de ar e uma saída de um fluxo aquecido do oxidante intermediário, e ii. um segundo trocador de calor (220) para pré-aquecer um fluxo de oxidante rico por troca de calor com o fluxo aquecido de oxidante intermédio, o segundo trocador de calor compreendendo uma entrada para o fluxo aquecido de oxidante intermédio em uma ligação de fluido com o fluxo aquecido do trocador intermediário (210), uma entrada para o fluxo de oxidante rico a ser aquecido em ligação de fluido com a fonte de oxidante rico (30), uma saída para o fluxo moderado de oxidante intermédio e uma saída para o fluxo pré-aquecido de oxidante rico a saída para o fluxo pré-aquecido de oxidante rico estando em uma ligação de fluido com uma entrada de oxidante de combustão para n1 dos queimadores n (110), denominados primeiro queimadores, com 1 = n1 = n, a instalação sendo caracterizada pelo fato de que: a saída para o fluxo moderado de oxidante intermédio está em ligação de fluido com uma entrada de oxidante de combustão para n2 dos queimadores n (110), denominados segundo queimadores, com um 1 = n2 = n. 9. instalação, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a fonte de oxidante rico compreende uma tubagem de oxidante rico, uma unidade de separação de gases do ar, ou um tanque de oxidante rico. 10. instalação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que a entrada de um fluxo de oxidante intermédio do primeiro trocador de calor está ligado à fonte de ar com um duto de oxidante intermediário a ser aquecido, sendo o referido duto também em ligação de fluido com uma fonte de oxigênio para o enriquecimento em oxigênio do ar fornecido pela fonte de ar a montante da entrada de um fluxo de oxidante intermédio do primeiro trocador de calor, a referida fonte de oxigênio, de preferência sendo a fonte de oxidante rico. 11. instalação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizada pelo fato de que a saída para o fluxo aquecido de oxidante intermédio do primeiro trocador de calor está ligado à entrada para o fluxo aquecido de oxidante intermédio do segundo trocador de calor com um duto de oxidante intermediário aquecido, sendo o referido duto também em ligação de fluido com uma fonte de oxigênio para o enriquecimento em oxigênio do fluxo aquecido de oxidante intermédio entre os primeiro e segundo trocadores de calor, a referida fonte de oxigênio, de preferência sendo a fonte de oxidante rico. 12. instalação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizada pelo fato de que a saída para o fluxo moderado de oxidante intermédio do segundo trocador de calor (220) está ligado a uma entrada de oxidante de combustão dos segundos queimadores n2 por um duto de oxidante intermediário moderado, o referido duto de oxidante intermediário moderado estando também em uma ligação de fluido com uma fonte de oxigênio para o enriquecimento em oxigênio do fluxo moderado de oxidante intermediário a montante dos segundos queimadores n2. 13. instalação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizada pelo fato de que cada queimador (110) é um dos primeiros queimadores n1 e/ou um dos segundos queimadores n2. 14. instalação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dos queimadores n é um queimador de injeção oxidante de combustão em estágios. 15. uso de uma instalação, de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 14, caracterizado pelo fato de ser para a execução de um processo de fusão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7.