BR112016008410B1

BR112016008410B1 - Aparelho de dispersão e método para a modificação do curso de deslocamento do material em partículas que flui através de uma passagem de um aparelho de dispersão

Info

Publication number: BR112016008410B1
Application number: BR112016008410-1A
Authority: BR
Inventors: Wesley Adam Taylor; Matthew George White
Original assignee: Hatch Pty Ltd
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2021-11-16
Also published as: US10473400B2; CL2016000910A1; WO2015054739A1; US20160258685A1; ES2781117T3; PL3058276T3; CN105849465A; EP3058276B1; EP3058276A4; AU2014336968B2; BR112016008410A2; EP3058276A1

Abstract

aparelho de dispersão e método para a modificação do curso de deslocamento do material em partículas que flui através de uma passagem de um aparelho de dispersão. é proporcionado um aparelho de dispersão (2) para uso com um queimador de combustível sólido. o aparelho de dispersão (2) compreende uma passagem (8) através da qual o material em partículas pode fluir em direção a uma região de saída (16) para uma dispersão do mesmo, o fluxo sendo, pelo menos em parte, rotacional em torno do eixo longitudinal (a) da passagem (8). o aparelho de dispersão (2) também compreende um meio de guia a jusante (36), disposto dentro da passagem (8) na ou perto da região de saída (16), o meio de guia a jusante (36) configurado para pelo menos reduzir o movimento rotacional de modo que o fluxo progride em direção à região de saída (16) em uma maneira substancialmente uniforme, em uma direção alinhada com um eixo longitudinal (a) da passagem (8).

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um aparelho de dispersão para uso com a tecnologia da fundição e processos relacionados. Em um aspecto, a presente invenção refere-se a um aparelho de dispersão para o uso com um queimador de concentrado ou um queimador de combustível sólido. Em outro aspecto, uma lança de dispersão, para uso com a tecnologia da fundição e processos relacionados, é divulgada.

[002] O presente pedido reivindica prioridade para o pedido provisório de patente australiana N° 2013904005, cujo conteúdo é aqui incorporado.

ANTECEDENTES

[003] A fundição flash efetiva de concentrados de minério requer que reações de combustão de fundição sejam realizadas o mais eficientemente possível. Um forno de fusão rápida, tipicamente, inclui um eixo de reação elevada, na parte superior do qual está posicionado um queimador de onde o material em partículas de alimentação e gás de reação são reunidos. No caso da fundição de cobre, o material de alimentação é tipicamente um concentrado de minério contendo cobre e minerais de sulfureto de ferro. O concentrado é normalmente misturado com um fluxo de sílica e submetido à combustão com o ar preaquecido ou ar enriquecido com oxigênio. Gotículas fundidas são formadas no eixo de reação e caem no decantador, formando um mate rico em cobre e uma fase de escória rica em ferro.

[004] Um queimador convencional inclui um plenum de caixa de vento exterior, uma luva refrigerada à água, um cone de ajuste da velocidade e uma lança de injeção de combustível, sólida, interna. O queimador, tipicamente, contém um bloco de arrefecimento, que é preso à câmara de pressão de caixa de vento e integra-se com o telhado do eixo de reação do forno.

[005] A parte inferior do cone de ajuste e a borda interior do bloco de arrefecimento criam um canal anular. Ar de combustão enriquecido com oxigênio entra na caixa de vento e é descarregado para o eixo de reação através do canal anular. A manga arrefecida com água e a lança de injeção interna criam um canal anular dentro do anel de fluxo de ar de combustão.

[006] O material de alimentação é introduzido a partir de cima e passa através da luva do injetor para o eixo de reação dentro de um anel interno. A deflexão do material de alimentação para o gás de reação é promovida por uma ponta em forma de sino na extremidade inferior da lança central. Além disso, a ponta inclui múltiplos jatos de perfuração que dirigem ar comprimido direto para o exterior, a fim de dispersar o material de alimentação em uma zona de reação em forma de guarda-chuva.

[007] O equipamento de fornecimento de alimentação de material é tipicamente composto de silos e tremonhas, alimentadores, (por exemplo, correntes de arrasto, transportadores de parafuso, deslizado- res de ar, alimentadores vibratórios, transportadores pneumáticos, etc.), caixas de distribuição, conectores de tubulação e tubos de alimentação localizados acima do injetor. Alguns sistemas de alimentação combinam correntes de alimentação de diferente densidade da partícula, forma e tamanho a montante do queimador.

[008] Sistemas de alimentação conhecidos deste tipo estão asso ciados com desvantagens que podem afetar negativamente o desempenho do queimador e causam ineficiências, como por exemplo, a metalur.gia de forno variável e grau fosco, má utilização de oxigênio e aumento elutriação de poeira aumentada para o equipamento de manipulação off-gás, etc.

[009] Um exemplo de um problema típico de alimentação enfrentado pelos queimadores de concentrados é a pobre distribuição de alimentação em torno de toda a circunferência da saída de alimentação do queimador. Sistemas de alimentação geralmente contêm uma ou mais calhas de alimentação que fazem interface com o injetor e tentam utilizar caixas de distribuição e calhas de desvio para distribuir alimentos uniformemente em torno da circunferência. Esses sistemas tendem a fazer com que a alimentação se reúna em cantos/bordas das paredes da calha e aletas, formando "cordas" densas de alimentação dentro da pluma, resultando em má combustão e redução da eficiência de oxigênio.

[0010] Sistemas de transporte pneumático têm sido propostos na tentativa de resolver os problemas de pulsação, mas requerem um grande investimento de capital para novos equipamentos, bem como modificações substanciais para layouts de construção existentes para acomodar tais sistemas. Esses sistemas, no entanto, não parecem ter melhorado a eficiência de combustão de ordem suficiente porque se alimentam através de calhas de alimentação intermediárias, divisores ou outros equipamentos que parecem interromper a distribuição das partículas, e se alimentam através de pontos de entrada de ar distintos em torno da circunferência do queimador.

[0011] Na queima de outros combustíveis em partículas, tais como aplicações em queima de carvão, têm sido feitas tentativas para atingir a distribuição de partículas com o uso de máquinas mecânicas e rotativas. Arranjos complexos que expulsam carvão pulverizado em câmaras de combustão foram investigados em uma tentativa de eliminar as pulsações de alimentação. A patente US N° 4.803.836 descreveu um exemplo típico de tal dispositivo. Os mesmos problemas operacionais afetam inerentemente a estabilidade de combustão e a operação de fundidores flash e reatores de combustão de concentrados.

[0012] Neste relatório descritivo, onde uma obra literária, ato ou item de conhecimento (ou suas combinações), é discutida, tal referência não é um reconhecimento ou uma admissão de que qualquer uma das informações referidas fazia parte do conhecimento geral comum como pela data de prioridade do pedido. Tais informações são incluídas apenas para fins de fornecimento de contexto para facilitar a compreensão do conceito inventivo e as várias formas que ele toma.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0013] De acordo com um primeiro aspecto principal da presente invenção, é proporcionado um aparelho de dispersão para o uso com um queimador de combustível sólido, o aparelho compreendendo: uma passagem através da qual o material em partículas pode fluir para uma zona de saída para a dispersão do mesmo, o fluxo sendo, pelo menos em parte, rotacional em torno de um eixo longitudinal da passagem; e um meio de guia a jusante, disposto no interior da passagem na ou perto da região de saída, o meio de guia a jusante configurado para, pelo menos, reduzir o movimento de rotação de modo que o fluxo avança para a região de saída de um modo substancialmente uniforme em uma direção alinhada com o eixo longitudinal da passagem.

[0014] O curso geral de deslocamento ou o fluxo das partículas através da passagem é em uma direção alinhada com a direção longitudinal da passagem. Por isso, o leitor habilitado compreenderá que o curso de deslocamento ou o fluxo das partículas através da passagem é em direção à região de saída. O movimento das partículas através da passagem é, na maioria das modalidades, devido à influência da gravidade.

[0015] O material em partículas (daqui em diante, as partículas) é geralmente fornecido sob a forma de pequenas partículas sólidas introduzidas na passagem através de um meio de alimentação tal como, por exemplo, uma calha de alimentação disposta a montante do meio de guia a jusante e a região de saída. Portanto, a passagem serve como um conduto através do qual as partículas se deslocam ou fluem para a região de saída para a dispersão das mesmas.

[0016] Modalidades do meio de guia a jusante servem para modificar e/ou arrumar a direção das partículas antes da dispersão da região de saída. Isto é, o meio de guia a jusante procura, pelo menos em parte, reduzir ou remover qualquer componente não linear de movimento (tais como o movimento rotacional ou angular) que possa estar presente no fluxo das partículas. Com essa finalidade, o meio de guia a jusante serve para, pelo menos em parte, condicionar o fluxo das partículas de modo que elas progridem em um modo substancialmente linear em direção à região de saída.

[0017] O eixo longitudinal da passagem pode ser alinhado substancialmente com o eixo vertical, com a região de saída posicionada substancialmente mais baixa, e a região de entrada posicionada substancialmente mais acima (ou a montante e distal da região de saída) da passagem. Assim, como notado, as partículas que se deslocam através do aparelho de dispersão são motivadas por meio da gravidade. Deverá ser entendido que modalidades poderiam ser realizadas pelo que o movimento das partículas é conseguido por outros meios, tais como, por exemplo, o fluxo de gás.

[0018] A passagem pode ser linear ou curvilínea em natureza.

[0019] Em uma modalidade, o meio de guia a jusante é disposto de modo a ser substancialmente estático ou estacionário em relação à passagem.

[0020] Em uma modalidade, o aparelho de dispersão compreende ainda um meio de guia a montante previsto a montante do meio de guia a jusante e configurado para introdução no fluxo de um componente de movimento angular ou de rotação para movimentar o material em partículas em torno do eixo longitudinal da passagem.

[0021] As modalidades do meio de guia a jusante podem servir para proporcionar uma formação que se encaixa com o fluxo de passagem e sobre a qual as partículas podem ter impacto para provocar que as partículas se dispersem. Este comportamento de dispersão foi encontrado no teste para aumentar a probabilidade de colisões entre partículas que reduzem ou removem o componente de movimento angular ou de rotação que é estabelecido pelo meio de guia a montante ou de outra forma presente. Como tal, o meio de guia a jusante pode ser configurado ou moldado para reduzir o movimento angular ou de rotação das partículas em torno do eixo longitudinal da passagem, de modo a estimular as partículas a se deslocarem de um modo que é substancialmente mais alinhado com o eixo longitudinal da passagem. Considera-se que o condicionamento do fluxo para uma forma substancialmente linear auxilia ainda a melhoria da uniformidade da distribuição espacial das partículas em ou perto da região de saída.

[0022] Em uma modalidade, o comportamento de espalhamento provocado ou facilitado pela inclusão do meio de guia a jusante também serve para, pelo menos em parte, aumentar a distribuição radial das partículas no interior da passagem à medida que se movem para a região de saída.

[0023] Em outra modalidade, o meio de guia a jusante é configurado para, pelo menos, reduzir o movimento de rotação através do aumento da distribuição radial das partículas de modo que o fluxo avança para a região de saída de uma maneira substancialmente uniforme em uma direção alinhada com o eixo longitudinal da passagem.

[0024] Em uma outra modalidade, o meio de guia a jusante procura, pelo menos em parte, reduzir o movimento angular ou de rotação das partículas no interior da passagem e, onde possível, introduzir um componente de movimento radial no fluxo das partículas.

[0025] Para a maioria das modalidades consideradas ou aqui descritas, o meio de guia a montante é configurado de forma a introduzir um componente de movimento angular ou de rotação (que tem uma velocidade angular) para o fluxo de partículas (ou movimento em uma direção circunferencial em relação ao eixo longitudinal da passagem) enquanto se movem ou circulam ao longo da passagem em direção à região de saída.

[0026] O componente de movimento angular ou de rotação (que será entendido como incluindo circular, como o movimento em torno do eixo longitudinal da passagem) transmitido pelo meio de guia a montante serve para, pelo menos em parte, mover as partículas circunferencialmente em torno da direção geral de deslocamento (ou em torno do eixo longitudinal da passagem) enquanto se movem para a região de saída. A ação combinada do guia a montante e a inércia das partículas facilitam o seu deslocamento de modo que elas se deslocam ao longo de um caminho que satisfaz, substancialmente, a periferia da passagem - as partículas sendo contidas pela parede interior de, por exemplo, um membro mortalha ou um canal anular no interior do qual o aparelho de dispersão está instalado.

[0027] A pessoa habilitada irá apreciar que alguns arranjos de alimentação não irão introduzir o material em partículas na passagem de maneira simétrica (em orientação e velocidade), fazendo assim com que as partículas sigam trajetórias diferentes no interior da passagem (embora na direção geral a jusante) e fazendo com que seja difícil condicionar confiavelmente as partículas em uma corrente substancialmente uniforme. Assim, o movimento centrípeto transmitido pelo meio de guia a montante encoraja as partículas em uma disposição mais previsível para o condicionamento subsequente. Uma vez que as partículas estão dispostas em uma disposição mais previsível, condicionamento adicional pode ser empregado para auxiliar ainda mais a aumentar o grau de uniformidade espacial entre as partículas à medida que saem da região de saída.

[0028] Sem estar ligado por análises preliminares, os inventores identificaram que a introdução do fluxo de partículas, de um elemento angular ou de rotação de movimento seguida por condicionamento subsequente do fluxo, tal como aqui descrito, pelo menos em parte, melhora a uniformidade da distribuição espacial das partículas na, perto ou em torno da região de saída. No contexto da fundição flash no qual as partículas de combustível sólidas em partículas são dispersas dentro de uma câmara de combustão através da zona de saída, uma distribuição uniforme espacial das partículas foi mostrada para melhorar a eficiência de reações de combustão subsequentes.

[0029] Segue-se que modalidades da presente invenção podem servir para proporcionar uma distribuição espacial substancialmente uniforme espacial das partículas (tais como partículas de combustível sólido) para injeção em câmaras de combustão em taxas de alimentação variáveis. Em algumas disposições, modalidades do aparelho de dispersão aqui descritas podem encontrar aplicação favorável nos campos de fundição flash de concentrados de cobre, chumbo ou níquel, a conversão flash de mates de sulfureto ou outros campos semelhantes onde a uniformidade espacial do fluxo de alimentação é considerada vantajosa. Será apreciado que modalidades do aparelho de dispersão ou meio de guia a montante/jusante aqui descritas podem ser adaptadas para utilização em outros campos, usando ou dependendo de sistemas de alimentação de partículas, tais como, por exemplo, nas indústrias farmacêutica, química e de produção de alimentos e de processamento.

[0030] Em uma modalidade, o meio de guia a montante compreen de uma entrada configurada de modo a introduzir o material em partículas na passagem em uma direção tangencial à mesma. Desta maneira, deve ser entendido que a injeção das partículas, de modo a estabelecer um fluxo de corrente de partículas, para dentro da passagem segundo um ângulo que é tangente à passagem, contribui para o desenvolvimento de um fluxo em torno do eixo longitudinal da passagem. Em algumas disposições, a injeção das partículas deste modo pode ser auxiliada por meio de transmissão de gases e semelhantes. Em outras modalidades, uma calha de alimentação de entrada pode ser configurada de modo a introduzir as partículas tangencialmente em um ângulo em relação à passagem que seja suficiente para se beneficiar da influência da gravidade.

[0031] Será apreciado que o meio de guia a montante pode compre ender qualquer dispositivo, arranjo, mecanismo ou processo capaz de introduzir um componente angular ou de rotação de movimento para as partículas o que permite que as partículas se movam ou circulem em torno de seu curso normal de deslocamento à medida que elas se movem ou circulem através da passagem para a região de saída. A pessoa habilitada perceberá que outras disposições poderiam ser desenvolvidas, as quais contam com meios alternativos para transmitir o movimento angular ou de rotação para as partículas, tais como, por exemplo, o uso de gases de transporte ou de fundo injetado tangencialmente dentro da passagem.

[0032] Em uma modalidade, o meio de guia a montante pode compre ender uma entrada em ângulo em relação à passagem, de modo a introduzir as partículas na passagem de maneira substancialmente tangencial. Em uma disposição, a entrada estende-se na passagem.

[0033] Em uma modalidade, o meio de guia a montante compre ende um elemento de guia tem um eixo longitudinal que está alinhado substancialmente concêntrico com a passagem. Em tais modalidades, o elemento de guia é disposto para ser fixo ou estático em relação à passagem.

[0034] O elemento de guia pode compreender uma ou mais características moldadas compreendendo cada uma delas uma superfície definida entre uma curva tridimensional enrolada de modo substancialmente uniforme em torno e ao longo (dimensão de comprimento) de uma porção do eixo longitudinal do elemento de guia a uma distância radialmente para o exterior do mesmo ( dimensão da largura), e um ponto no ou perto do referido eixo. Será apreciado que a dimensão de largura define a borda mais exterior ou borda periférica de cada característica moldada do eixo, e que pode ser uniforme ao longo do seu comprimento. Em alternativa, a largura do ou de cada característica moldada poderia ser não-uniforme em natureza.

[0035] Em uma modalidade, a superfície da ou de cada caracte rística moldada é configurada de modo a ser alinhada substancialmente ortogonal ou perpendicular ao eixo longitudinal do elemento de guia. Deste modo, a pessoa habilitada compreenderá que o ângulo que a superfície faz (na direção radial em relação ao eixo longitudinal do elemento de guia) com o eixo longitudinal do elemento de guia é de cerca de 90 graus. Será apreciado, no entanto, que a superfície da ou de cada característica moldada pode ser orientada em ângulos diferentes em relação ao eixo longitudinal da passagem ou do elemento de guia, dependendo da situação e da aplicação.

[0036] Em uma modalidade, a ou cada característica em moldada compreende uma espiral (tal como, por exemplo, a palheta em espiral) enrolada de modo substancial e uniformemente em torno de uma porção do eixo longitudinal do elemento de guia. Nesta disposição, cada uma das pás em espiral proporciona, com efeito, uma palheta em espiral de largura uniforme ou variável, conforme necessário.

[0037] Em algumas disposições, uma superfície em espiral que se estende na direção radial em relação à direção do eixo longitudinal do elemento de guia é configurada de modo a ser alinhada substancialmente ortogonal ou perpendicular ao eixo longitudinal do elemento de guia. Desta maneira, deve ser compreendido que a superfície da espiral é substancialmente quadrada (ou aproximadamente 90 graus) em relação ao eixo longitudinal da passagem ou do elemento de guia. Será apreciado, no entanto, que a superfície da espiral pode ser orientada com ângulos diferentes em relação ao eixo longitudinal da passagem ou do elemento de guia, dependendo da situação e da aplicação.

[0038] Em outra modalidade, a ou cada característica moldada compreende um helicoide (ou rampa espiral "preenchida") configurado de modo a se prolongar sobre e ao longo de uma porção do eixo longitudinal do elemento de guia. O ou cada helicoide pode ser de raio uniforme ou não uniforme. Em algumas modalidades, uma superfície do helicoide está disposta substancialmente do mesmo modo que a superfície da espiral.

[0039] Será compreendido que a superfície inclinada ou "rampa" do ou de cada característica moldada é medida pelo seu passo, que é o comprimento da característica quando medida paralelamente ao seu eixo. Deve ser entendido que o passo da ou de cada característica moldada é compatível com o grau de movimento angular ou de rotação transmitido para as partículas à medida que encontram ou circulam ao longo da dita característica.

[0040] Como se observa, as partículas que se deslocam através do aparelho de dispersão são motivadas por meio da gravidade. Deve ser entendido que modalidades poderiam ser realizadas pelo que o movimento das partículas é conseguido por outros meios, como, por exemplo, fluxo de gás. Por exemplo, uma pequena quantidade de gás residual poderia ser usada para auxiliar as partículas que se deslocam ao longo de uma ou mais das características moldadas. Em uma modalidade, o gás residual poderia compreender ar que é acionado por um diferencial de pressão entre o interior de um forno associado e a atmosfera exterior ou ambiente.

[0041] Em algumas modalidades, o passo de cada característica moldada é uniforme através/ao longo do seu comprimento. No entanto, o passo de cada característica moldada pode ser não uniforme através/ao longo do seu comprimento de modo a permitir que o componente da velocidade angular ou de rotação transmitida para as partículas seja variado ao longo de determinadas regiões do elemento de guia.

[0042] Não existe um número finito de vezes que uma característica moldada precisa para enrolamento em torno do seu eixo (ou do elemento de guia) - apenas o comprimento suficiente é necessário para que as partículas sejam encorajadas em direção à periferia da passagem (ou então elas atinjam a superfície interior de um elemento de capa, por exemplo). Será apreciado que o comprimento de cada característica moldada e o seu passo geralmente vão depender de quão facilmente o material em partículas flui. Um equilíbrio é, portanto, procurado entre a velocidade das partículas e o tipo de material em causa, isto é, se as partículas estão se deslocando muito lentamente, em seguida, as partículas podem ser (a), menos susceptível de atingir a periferia da passagem, e (b), podem ocorrer bloqueios. A velocidade das partículas é, portanto, pelo menos em parte, controlada pelo número de características moldadas, e o seu passo. Por exemplo, para o caso de partículas que fluem mais facilmente, um passo mais plano com menos espirais pode ser mais preferível. Se a matéria em partículas não flui tão prontamente, um passo mais inclinado (de modo a aumentar a velocidade das partículas, quando em movimento sob a influência da gravidade) e um número maior de características moldadas pode ser mais desejável, de modo a encorajar o material para a periferia da passagem.

[0043] Em uma outra modalidade, o meio de guia a montante compreende uma espiral disposta no interior da passagem e configurada de modo a se estender ao longo de pelo menos uma porção da passagem.

[0044] Em uma disposição, o meio de guia a montante é disposto de modo a ser substancialmente estático ou estacionário em relação à passagem.

[0045] Em uma outra modalidade, a espiral compreende uma porção de parede lateral fornecida em ou perto de uma região de borda periférica da espiral e disposta para evitar que o material em partículas se desloque para além da periferia da passagem no ou na proximidade da referida região de margem periférica, a porção de parede lateral dispostas de modo a se estender ao longo de pelo menos uma porção da região da borda periférica. Desta maneira, a porção de parede lateral serve como uma barreira de borda para restringir ainda mais o movimento radial das partículas à medida que se movem em torno do eixo longitudinal da passagem. Assim, será entendido que a parte da parede lateral, onde sempre fornecida, procura evitar que as partículas se movam para além das extremidades da passagem (em que a parede lateral é fornecida) e também auxilia no estabelecimento do fluxo de partícula geralmente angular ou de rotação através da passagem.

[0046] Será apreciado que essa porção de parede lateral pode ser proporcionada em uma ou mais das características moldadas descritas acima.

[0047] Em uma outra modalidade, o aparelho de dispersão compreende um elemento de coluna configurado de modo a se estender para a região de saída e sobre o qual o elemento de guia está disposta. O elemento de coluna pode ser configurado de modo a proporcionar suporte para o elemento de guia.

[0048] Em uma modalidade, o eixo longitudinal do elemento de guia é concêntrico com o eixo longitudinal do elemento de coluna.

[0049] A configuração do elemento de guia em relação ao elemento de coluna pode ser disposta de modo que o passo da ou de cada uma das características moldadas pode ser alterado durante a utilização, permitindo, assim, que o componente de rotação de movimento das partículas (tal como, por exemplo, velocidade angular) seja variado, se necessário, devido a requisitos operacionais. Deve ser entendido que o campo pode ser alterado antes da utilização, ou disposições poderiam ser realizados, que incorporam a tecnologia que permite que o passo seja variado durante o uso.

[0050] As características moldadas podem ser configuradas de modo a serem s ou descontínuas ao longo do seu comprimento.

[0051] O aparelho de dispersão pode ainda compreender uma região de entrada a montante dos meios a montante ou elemento de guia e disposta de modo a estar em comunicação de fluido com uma ou mais calhas de alimentação configuradas para a introdução de material em partículas dentro da passagem.

[0052] Em uma modalidade, a região de entrada pode compreender uma disposição de tubulação que serve para partículas diretas recebidas do ou de cada canal de alimentação para o elemento de guia. Em uma modalidade, a disposição de tubulação é configurada de modo a dividir as partículas de entrada em um número de correntes separadas de fluxo, a configuração é tal que cada corrente de fluxo é dirigida para uma respectiva característica moldada.

[0053] Em uma modalidade, para o caso de uma disposição de calha de alimentação única ou dupla, a disposição de tubulação é disposta para dividir o fluxo de partículas de entrada em quatro correntes, cada corrente sendo dirigida para uma respectiva característica moldada, como, por exemplo, uma espiral ou helicoide (isto é, uma modalidade do elemento de guia tendo quatro características fornecidas sob a forma de uma espiral ou de uma configuração helicoidal). Em tais disposições, uma ou mais das estruturas em espiral ou helicoide podem estender-se suficientemente em direção à disposição de tubulação de modo a ser capaz de receber as partículas assim dirigidas.

[0054] Em várias modalidades, a disposição de tubulação ou calha de alimentação pode ser configurada de modo que o material em partículas seja introduzido ou injetado para dentro da passagem segundo um ângulo substancialmente tangencial à passagem.

[0055] Em uma modalidade, a extensão de uma estrutura em espiral ou helicoidal é tal que uma transição substancialmente suave é fornecida à respectiva espiral ou helicoide. Alternativamente, a extensão pode ser configurada de tal modo que a transição é substancialmente abrupta.

[0056] Será apreciado que numerosas disposições para alimenta ção de sólidos em partículas para dentro do aparelho de dispersão dos principais aspectos aqui descritos por meio de uma ou mais regiões de entrada serão conhecidas para o leitor habilitado, qualquer uma das quais pode ser facilmente adaptável para uso com a maioria das modalidades da presente invenção aqui descrita.

[0057] O elemento de coluna pode se estender desde ou perto da região de entrada e terminar no ou perto da região de saída da passagem.

[0058] A ou cada característica moldada do elemento de guia pode se estender ao longo de toda ou de uma porção do elemento de coluna.

[0059] Em algumas disposições, a ou cada característica moldada do elemento de guia pode se estender desde ou perto da região de entrada do aparelho e terminar na ou perto da região de saída.

[0060] O elemento de coluna pode ser fornecido sob a forma de um elemento tubular alongado de seção transversal substancialmente uniforme. Em uma tal modalidade, o elemento de coluna pode ser configurado para permitir que um gás circule através de uma região oca da região tubular. Em uma disposição, o gás é disposto de modo a fluir em uma direção para a região de saída do aparelho.

[0061] O elemento de coluna pode compreender regiões tendo a seção transversal variável.

[0062] Em alternativa, o elemento de coluna pode ser um membro alongado sólido de seção transversal substancialmente uniforme.

[0063] O elemento de coluna pode ser configurado para permane cer substancialmente estacionário em relação às partículas que se deslocam.

[0064] Em uma outra modalidade, o elemento de guia e o elemento de coluna são dispostos de modo a ser substancialmente estáticos ou estacionários em relação ao outro. Nessas disposições, o elemento de guia pode ser disposto de modo a ser preso fixamente ao elemento de coluna.

[0065] Em alternativa, o elemento de guia pode ser configurado de modo a ser preso de forma liberável ao elemento de coluna de modo que ambos podem ser separáveis para, por exemplo, fins de manutenção. Além disso, o elemento de guia pode ser removível de modo que possa ser reconfigurado de modo a permitir que o passo da caracteres- tica moldada seja alterado. Tal alteração pode ser obtida através da compressão ou extensão do comprimento do elemento de guia mudando, assim, o passo como desejado.

[0066] O elemento de guia pode ser formado de modo a ser integral com o membro de coluna. Por isso, tanto o elemento de coluna quanto o elemento de guia podem ser fabricados ou formados a partir do mesmo material em conjunto, de modo a explorar as eficiências das técnicas de fabricação conhecidas de moldagem/formação. Além disso, embora ambos possam ser formados de materiais separados, eles podem ser fornecidos em conjunto, de modo a agir como uma única parte componente.

[0067] Em alternativa, o elemento de guia pode ser um componente separado, que pode ser montado com o elemento de coluna. Em tal disposição, o elemento de guia pode compreender uma parte tubular que está configurada para ser encaixável com o elemento de coluna modo que ambos podem ser alinhados adequadamente em relação um ao outro. A porção tubular do elemento de guia pode ser configurada de modo a nela receber o elemento de coluna e manipulada de tal modo que o elemento de guia pode ser posicionado no local adequado ao longo do comprimento do elemento de coluna.

[0068] A pessoa habilitada estará ciente de materiais e técnicas de fabricação que podem ser usados para construir e montar a maioria dos componentes aqui descritos.

[0069] Em uma outra modalidade, o aparelho de dispersão compre ende ainda um elemento de capa, que está configurado para definir pelo menos uma porção da passagem.

[0070] Em uma disposição, o elemento de capa serve para propor cionar uma barreira para impedir o material em partículas de se mover para além da periferia da passagem.

[0071] O elemento de capa pode ser fornecido sob a forma de, por exemplo, um tubo circular alongado. Em uma disposição, o eixo longitudinal da passagem e o tubo alongado são dispostos concêntricos um ao outro.

[0072] O elemento de capa pode ter uma seção transversal unifor me ou não uniforme.

[0073] O elemento de capa pode ser afunilado ao longo do seu eixo longitudinal.

[0074] Em uma modalidade, o elemento de capa ou tubo circular circunda uma porção do meio de guia a montante ou a jusante. Em tais disposições, será entendido que a capa serve para assegurar que as partículas permaneçam no interior da passagem quando se deslocam através da porção da passagem que acomoda o meio de guia a montante ou a jusante circundado pelo elemento de capa. Assim, será entendido que o elemento de capa serve para proporcionar uma barreira para impedir, substancialmente, que as partículas se movam para além da periferia da passagem.

[0075] Em uma modalidade, a passagem é definida, pelo menos em parte, por uma superfície interior de um canal anular no qual modalidades do aparelho de dispersão estão instaladas.

[0076] Em algumas modalidades, o canal anular pode fazer parte de um queimador de concentrado associado ou queimador de combustível sólido em que modalidades do aparelho de dispersão ou lança de dispersão aqui descritas estão instaladas.

[0077] O elemento de capa pode ser fornecido sob a forma de um tubo cilíndrico. Em uma modalidade, o elemento de capa, quando montado com o elemento de coluna, serve para definir uma porção da passagem através da qual as partículas se deslocam. Além disso, o elemento de capa e o elemento de coluna podem definir, pelo menos em parte, um orifício anular na ou perto da região de saída através da qual as partículas são dispersas.

[0078] Em uma outra modalidade, o elemento de guia é unido ou montado em uma superfície interior ou parede do elemento de capa. Nesta disposição, quando montado, o elemento de capa é colocado sobre ou substancialmente concêntrico com o elemento de coluna de modo a que o elemento de guia resida proximal com o elemento de coluna. Nessas disposições, o elemento de guia pode ser formado como parte integral do elemento de capa de um modo semelhante ao que foi notado acima.

[0079] Em uma outra modalidade, o meio de guia a jusante compreende uma ou mais protuberâncias dispostas em torno do eixo longitudinal da passagem, a ou cada protuberância configurada de modo a encaixar com o fluxo de passagem do material em partículas.

[0080] Em uma outra modalidade, o meio de guia a jusante compreende um ou mais anéis anulares dispostos concêntricos com a passagem e configurados de modo a se encaixarem com o fluxo de passagem do material em partículas.

[0081] Em uma outra modalidade, o meio de guia a jusante compre ende uma pluralidade de elementos alongados e espaçados sobre a passagem na ou perto da sua periferia e configurados de modo a encaixar com o fluxo de passagem do material em partículas, cada elemento alongado tendo uma direção alongada, que está alinhada com o eixo longitudinal da passagem.

[0082] Em uma modalidade, o meio de guia a jusante é fornecido sob a forma de uma ou mais protuberâncias dispostas sobre, e alinhadas com, o eixo longitudinal da passagem e configuradas para encaixar o fluxo de passagem. As protuberâncias podem incluir uma ou mais nervuras ou pás alongadas axialmente alinhadas substancialmente com o eixo longitudinal da passagem e espaçadas regularmente ou em torno da circunferência da passagem. As nervuras alongadas podem ter uma seção transversal retangular que se estende de maneira uniforme ao longo do seu comprimento. A ou cada nervura alongada compreende uma nervura de eixo alongado que se alinha com o seu eixo longitudinal. Será apreciado que a secção transversal das nervuras alongadas poderia ser de qualquer forma adequada para encaixarem com o fluxo de passagem de partículas.

[0083] Em uma outra modalidade, as protuberâncias compreendem uma pluralidade de membros alongados espaçados sobre a ou perto da periferia da passagem de modo a encaixar o fluxo de passagem para reduzir o movimento das partículas em torno da direção de deslocamento e/ou provocar o movimento radial dentro da passagem antes da dispersão da região de saída. Nesta disposição, a direção alongada dos membros está alinhada substancialmente com a direção longitudinal da passagem.

[0084] Será apreciado que qualquer formação fornecida entre o meio de guia a montante e a região de saída que serve para endireitar o caminho de deslocamento das partículas (isto é, para reduzir ou remover o componente angular ou de rotação de movimento das partículas), ou promover a dispersão das partículas, pode ter utilidade com modalidades do aspecto presentemente descrito da invenção.

[0085] Por exemplo, em modalidades alternativas, os inventores consideram que o meio de guia a jusante pode ser fornecido sob a forma de, pelo menos, uma ou mais saliências cilíndricas, saliências hemisfé- riocas, ou cunhas, anéis de bocais ou nervuras espaçadas circunferen- cialmente, fornecidas dentro do caminho de deslocamento das partículas. Considera-se que tais formações servem para provocar a dispersão de partículas de modo a promover colisões interpartículas (isto é, a redução ou remoção do componente rotacional ou angular do movimento e/ou aumentando o movimento radial dentro da passagem). Em algumas modalidades, tais formações fazem com que as partículas venham a convergir e a divergir umas das outras o que serve para, pelo menos em parte, provocar colisões interpartículas que podem melhorar a distribuição espacial/radial entre as partículas a jusante.

[0086] Em outra modalidade, o meio de guia a jusante pode ser fornecido sob a forma de um anel anular orientado substancialmente concêntrico com o eixo longitudinal da passagem (ou um elemento de capa). O anel anular pode ser moldado de modo a proporcionar uma superfície sobre a qual as partículas possam ter impacto, assim, provocando dispersão das partículas. O anel anular pode ser preso à parede interior da capa, na ou perto da sua extremidade livre a jusante. O anel anular pode ser de seção transversal substancialmente uniforme.

[0087] Um ou mais anéis anulares pode ser proporcionado em vários locais dentro de um elemento de capa a jusante do meio de guia a montante.

[0088] O ou cada anel anular pode ser disposto de modo a se projetar de uma sua porção suficientemente para o interior da passagem de modo a invadir, interferir ou encaixar com o fluxo de passagem de partículas.

[0089] Será apreciado que o meio de guia a jusante pode compre ender uma combinação de qualquer uma das características acima de modo a condicionar o fluxo das partículas suficientemente a jusante do meio de guia a montante.

[0090] Formações do meio de guia a jusante podem ser construídas ou formadas a partir de várias técnicas de fabricação conhecidas, e materiais conhecidos para a pessoa habilitada.

[0091] O meio de guia a jusante (e qualquer de suas formas possí veis aqui descritas) pode ser montado em uma superfície interior ou na parede do elemento de capa. Alternativamente, o meio de guia a jusante poderia ser montado no meio de guia a montante ou no elemento da coluna. Será apreciado que, em qualquer dessas disposições, a montagem será liberável em natureza tal como, por exemplo, para fins de manutenção e semelhantes.

[0092] Será apreciado que qualquer uma das modalidades do apare lho de dispersão descritas acima pode ser preparada para utilização com um queimador de concentrado ou queimador de combustível sólido.

[0093] Qualquer uma das características descritas acima em rela ção com o primeiro aspecto principal pode ser incorporada com qualquer das modalidades dos aspectos principais descritos abaixo. Da mesma forma, qualquer uma das características descritas em relação aos outros aspectos principais descritos a seguir pode ser incorporada e/ou adaptada para uso com qualquer uma das modalidades descritas em relação ao primeiro aspecto principal descrito acima.

[0094] De acordo com um segundo aspecto principal da invenção, proporciona-se um aparelho de dispersão para utilização no condicionamento do fluxo de um material em partículas que circula através dele, o aparelho compreendendo: uma passagem através da qual o material em partículas pode fluir para uma zona de saída para a dispersão do mesmo, sendo o fluxo, pelo menos em parte, de rotação em torno de um eixo longitudinal da passagem; e um meio de guia a jusante, disposto no interior da passagem, na ou perto da região de saída, o meio de guia a jusante configurado para, pelo menos, reduzir o movimento de rotação de modo que o fluxo avança para a região de saída de uma maneira substancialmente uniforme, em uma direção alinhada com o eixo longitudinal da passagem.

[0095] Em uma modalidade, o meio de guia a jusante é configurado de acordo com qualquer uma das modalidades do meio de guia a jusante como descrito acima.

[0096] Em uma outra modalidade, o aparelho de dispersão compre ende ainda um meio de guia a montante proporcionado a montante do meio de guia a jusante e configurado para introduzir no fluxo um componente de movimento angular ou de rotação para movimentar o material em partículas em torno do eixo longitudinal da passagem.

[0097] Em uma outra modalidade, o meio de guia a montante é configurado de acordo com qualquer uma das modalidades do meio de guia a montante como descrito acima.

[0098] Em uma outra modalidade, o aparelho de dispersão compre ende ainda um elemento de capa, que está configurado para definir pelo menos uma porção da passagem. Em uma disposição, o elemento de capa envolve uma parte do meio de guia a montante ou a jusante.

[0099] Em uma outra modalidade, a passagem é definida, pelo menos em parte, por uma superfície interior de um canal anular no qual o aparelho de dispersão está instalado.

[00100] Será apreciado que qualquer uma das modalidades do aparelho de dispersão descritas acima em relação com o segundo aspecto principal pode ser preparada para utilização com um queimador de concentrado ou queimador de combustível sólido.

[00101] De acordo com um terceiro aspecto principal da presente invenção, proporciona-se um aparelho de dispersão para utilização no condicionamento do fluxo através do mesmo de um material em partículas de fluxo, o aparelho compreendendo: uma passagem através da qual o material em partículas pode fluir em direção a uma região de saída para a dispersão do mesmo; um meio de guia a montante, configurado para introdução no fluxo de um componente de movimento angular ou de rotação para movimentar o material em partículas em torno de um eixo longitudinal da passagem, e um meio de guia a jusante disposto no interior da passagem na ou perto da região de saída e a jusante do meio de guia a montante, o meio de guia a jusante configurado para, pelo menos, reduzir o movimento angular ou de rotação de modo que o fluxo avança para a região de saída em um modo substancialmente uniforme em uma direção alinhada com o eixo longitudinal da passagem.

[00102] Em uma modalidade, o meio de guia a montante compreende uma entrada configurada de modo a introduzir o material em partículas na passagem em uma mesma direção tangencial.

[00103] Em uma modalidade, o meio de guia a montante pode compreender uma entrada em ângulo em relação à passagem de modo a introduzir as partículas na passagem de um modo tangencial. Em uma disposição, a entrada estende-se para a passagem.

[00104] Em uma outra modalidade, o meio de guia a montante compreende uma espiral disposta no interior da passagem e configurada de modo a se estender ao longo de pelo menos uma porção da passagem.

[00105] Em uma modalidade, a espiral compreende uma porção de parede lateral fornecida na ou perto de uma região de borda periférica da espiral e disposta para evitar que o material em partículas se desloque para além da periferia da passagem na ou perto da região de borda periférica, a porção de parede lateral disposta de modo a se estender ao longo de pelo menos uma porção da região da borda periférica.

[00106] Em uma outra modalidade, o meio de guia a jusante compreende uma pluralidade de elementos alongados e espaçados em torno da passagem na ou perto da sua periferia e configurados de modo a se encaixar com o fluxo de passagem do material em partículas, cada elemento alongado tendo uma direção de alongamento que é alinhada com o eixo longitudinal da passagem.

[00107] Em uma outra modalidade, o meio de guia a montante é configurado de acordo com qualquer uma das modalidades do meio de guia a montante como descrito acima.

[00108] Em uma outra modalidade, o meio de guia a jusante é configurado de acordo com qualquer uma das modalidades do meio de guia a jusante como descrito acima.

[00109] Em uma outra modalidade, o aparelho de dispersão compreende ainda um elemento de capa, que está configurado para definir pelo menos uma porção da passagem. Em uma disposição, o elemento de capa envolve uma parte dos meios de guia a montante ou a jusante.

[00110] Em uma outra modalidade, a passagem é definida, pelo menos em parte, por uma superfície interior de um canal anular no qual o aparelho de dispersão está instalado.

[00111] Será apreciado que qualquer uma das modalidades do aparelho de dispersão descrito acima em relação com o terceiro aspecto principal pode ser disposta para uso com um queimador de concentrado ou um queimador de combustível sólido.

[00112] De acordo com um quarto aspecto principal, proporciona-se uma lança de dispersão para utilização na dispersão de material em partículas, a lança de dispersão sendo disposta de acordo com qualquer uma das modalidades do aparelho de dispersão aqui descrito.

[00113] Será apreciado que qualquer uma das modalidades da lança de dispersão do quarto aspecto principal pode ser preparada para utilização com um queimador de concentrado ou queimador de combustível sólido.

[00114] De acordo com um quinto aspecto principal, é proporcionado um método para a modificação do curso de deslocamento do material em partículas que flui através de uma passagem de um aparelho de dispersão ou lança de dispersão a partir da qual o material em partículas deve ser disperso, o método compreendendo: modificação do percurso de fluxo do material em partículas na ou perto de uma zona de saída do aparelho de dispersão ou lança de dispersão para, pelo menos, reduzir qualquer movimento de rotação do fluxo de cerca de um eixo longitudinal da passagem de modo a que o fluxo avança para a região de saída em um modo substancialmente uniforme em uma direção alinhada com o eixo longitudinal da passagem.

[00115] Em uma modalidade, o método compreende ainda: introdução no fluxo de material em partículas em uma região a montante da passagem e distai da região de saída, um componente do movimento angular ou de rotação para movimentar o material em partículas em torno do eixo longitudinal da passagem.

[00116] Em outra modalidade, introdução do componente de movimento angular ou de rotação no fluxo compreende a introdução do material em partículas na passagem em uma direção tangencial.

[00117] Em uma modalidade, a introdução do material em partículas na passagem em uma direção tangencial é conseguida por meio de uma entrada em ângulo em relação à passagem, de modo a introduzir as partículas na passagem de um modo tangencial. Em uma disposição, a entrada estende-se na passagem.

[00118] Em uma modalidade, introdução do componente de movimento angular ou de rotação no fluxo compreende o fornecimento de um meio de guia a montante configurado de modo a se estender ao longo de pelo menos uma porção da passagem.

[00119] Modalidades do meio de guia a montante podem ser organizadas de acordo com qualquer uma das modalidades do meio de guia a montante descritas acima.

[00120] Em uma outra modalidade, introdução do componente de movimento angular ou de rotação no fluxo compreende o fornecimento de uma espiral no interior da passagem e que é configurada de modo a se estender ao longo de pelo menos uma porção da passagem.

[00121] Em uma outra modalidade, a modificação do caminho de fluxo do material em partículas na ou perto da região de saída compreende o fornecimento de um meio de guia a jusante dentro de uma passagem na ou perto da região de saída, o meio de guia a jusante configurado de modo a encaixar com o fluxo de passagem de material em partículas.

[00122] Modalidades do meio de guia a jusante podem ser configuradas em conformidade com qualquer uma das modalidades do meio de guia a jusante descritas acima.

[00123] Em outra modalidade, a modificação do caminho de fluxo do material em partículas na ou perto da região de saída compreende o fornecimento de uma ou mais protuberâncias dispostas em torno do eixo longitudinal da passagem, a ou cada protuberância configurada de modo a encaixar com o fluxo de passagem de material em partículas.

[00124] Em uma outra modalidade, a modificação do caminho de fluxo do material em partículas na ou perto da região de saída compreende o fornecimento de uma pluralidade de elementos alongados e espaçados em torno da passagem na ou perto da sua periferia e configurados de modo a encaixar com o fluxo de passagem de material em partículas, cada elemento alongado tendo uma direção de alongamento, o qual está alinhado com o eixo longitudinal da passagem.

[00125] Em uma outra modalidade, o aparelho de dispersão é configurado de acordo com qualquer uma das modalidades do aparelho de dispersão aqui descrito.

[00126] Em uma outra modalidade, a lança de dispersão é configurada de acordo com qualquer uma das modalidades da lança de dispersão aqui descrita.

[00127] Para fins de resumo dos principais aspectos da presente invenção, certos aspectos, vantagens e novas características foram descritos aqui acima. É para ser entendido, no entanto, que não necessariamente, todas essas vantagens podem ser alcançadas de acordo com qualquer modalidade particular ou realizada de uma maneira que alcança ou otimiza uma vantagem ou grupo de vantagens tal como aqui ensinado, sem necessariamente alcançar outras vantagens conforme possa ser ensinado ou sugerido aqui.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00128] A fim de facilitar uma melhor compreensão do conceito inventivo subjacente, várias modalidades da invenção serão agora adicionalmente explicadas e ilustradas, a título de exemplo apenas, com referência a qualquer um ou mais dos desenhos que acompanham, nos quais:

[00129] A Figura 1A mostra uma vista isométrica de uma modalidade de um aparelho de dispersão disposto de acordo com a presente invenção;

[00130] a Figura 1B mostra uma vista isométrica da porção inferior da modalidade do aparelho de dispersão mostrado na Figura 1A;

[00131] a Figura 1C mostra uma vista isométrica da porção superior da modalidade do aparelho de dispersão mostrado na Figura 1A:

[00132] a Figura 2A mostra uma vista isométrica de outra modalidade de um aparelho de dispersão disposto de acordo com a presente invenção;

[00133] a Figura 2B mostra uma vista isométrica de modalidade do aparelho de dispersão mostrado na Figura 2A, mas mostra o detalhe de outro modo oculto na Figura 2A;

[00134] a Figura 2C mostra uma secção transversal esquemática da modalidade mostrada nas Figuras 2A e 2B tomada ao longo da passagem no local geralmente indicado pela seta (que mostra as porções de parede lateral fornecidas na borda periférica das características da espiral);

[00135] a Figura 3A mostra uma vista em alçado da modalidade do aparelho de dispersão ilustrado nas Figuras 1A a 1C, quando disposto com uma única calha de alimentação (que mostra o fluxo de partículas);

[00136] a Figura 3B mostra uma vista em alçado da modalidade do aparelho de dispersão ilustrado nas Figuras 1A a 1C, quando disposto com uma calha dupla de alimentação (que mostra o fluxo de partículas);

[00137] a Figura 3C mostra uma vista em alçado da modalidade alternativa do aparelho de dispersão mostrado na Figura 3A (que mostra o fluxo de partículas);

[00138] a Figura 4A mostra uma vista isométrica da zona de entrada para a modalidade do aparelho de dispersão ilustrado nas Figuras 1A a 1C (que mostra o fluxo de partículas);

[00139] a Figura 4B mostra uma vista isométrica alternativa (girada ligeiramente) da modalidade do aparelho de dispersão mostrado na Figura 4A (que mostra o fluxo de partículas);

[00140] a Figura 4C mostra uma vista isométrica em alçado da porção inferior da modalidade do aparelho de dispersão mostrado na Figura 4A e na Figura 4B (que mostra o fluxo de partículas):

[00141] a Figura 5A mostra uma vista isométrica do padrão de fluxo de partículas estimado em torno da secção média da modalidade do aparelho de dispersão ilustrado nas Figuras 1A a 1C;

[00142] a Figura 5B mostra uma vista isométrica do padrão de fluxo de partícula estimado na seção inferior para a modalidade do aparelho de dispersão ilustrado nas Figuras 1A a 1C;

[00143] a Figura 6 mostra uma vista isométrica da modalidade do aparelho de dispersão ilustrada nas Figuras 1A a 1C;

[00144] a Figura 7 mostra-se uma vista isométrica em close up da seção média da modalidade do aparelho de dispersão mostrado na Figura 6;

[00145] a Figura 8 mostra uma modalidade do aparelho de dispersão instalado dentro de um único queimador de entrada de combustível sólido convencional;

[00146] a Figura 9 mostra uma vista em corte de uma modalidade do aparelho de dispersão tal como é montado, por exemplo, em um queimador de fusão rápida, incorporando uma disposição de entrada dupla de alimentação;

[00147] a Figura 10 mostra uma vista isométrica de outra modalidade de um aparelho de dispersão disposto de acordo com a presente invenção;

[00148] a Figura 11 mostra uma vista isométrica de uma outra modalidade de um aparelho de dispersão disposto de acordo com a presente invenção;

[00149] a Figura 12 mostra, para uma modalidade de ensaio de um aparelho de dispersão disposto de acordo com os princípios aqui descritos, uma representação gráfica de percentagem de fluxo de massa ideal versus localização angular em torno do cone de dispersão, em comparação com uma configuração convencional de dispersão; e

[00150] a Figura 13 mostra, para uma modalidade de ensaio de um aparelho de dispersão disposto de acordo com os princípios aqui descritos, a melhoria real na eficiência de combustão observada em uma instalação industrial de fundição flash, em comparação com uma configuração convencional de dispersão.

[00151] Nas Figuras, os elementos semelhantes são designados por números idênticos ao longo das vistas fornecidos. O leitor habilitado apreciará que os elementos nas Figuras são ilustrados para simplicidade e clareza e não foram necessariamente desenhados em escala. Por exemplo, as dimensões e/ou o posicionamento relativo de alguns dos elementos nas Figuras podem ser exagerados em relação a outros elementos para facilitar uma compreensão das várias modalidades da invenção aqui descrita. Além disso, os elementos comuns, mas bem entendidos que são úteis ou necessárias em uma modalidade comercialmente viável muitas vezes não estão representados, a fim de proporcionar uma visão menos obstruída dessas várias modalidades da presente invenção. Será também entendido que os termos e expressões aqui utilizados adotam o significado comum, que é concedido a tais termos e expressões em relação as suas respectivas áreas correspondentes de investigação e estudo, exceto onde significados específicos, de outra forma, foram aqui estabelecidos.

[00152] Especificamente, a referência às descrições de posição, tais como "inferior" e "superior", e formas associadas, tais como "mais acima" e "mais abaixo", deve ser considerada no contexto das modalidades mostradas nas Figuras, e não ser tomada como limitativa da invenção com a interpretação literal do termo, mas sim, como seria compreendida pelo leitor habilitado. Além disso, a referência às formas «a montante» e «a jusante", e associadas, deve ser tomada no contexto das modalidades mostradas nas Figura s, e não deve ser considerada como limitativa da invenção com a interpretação literal do termo, mas sim como seria entendido pelo leitor habilitado.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00153] As Figuras 1 a 11 mostram um aparelho de dispersão para um queimador de combustível sólido concebido para proporcionar uma corrente de partículas a um ambiente de combustão de uma maneira que proporciona condições favoráveis para a combustão das partículas sólidas. Um queimador de combustível sólido pode incluir qualquer queimador conhecido na técnica, por exemplo, um queimador de concentrados.

[00154] As Figuras 1A a 1C mostram uma modalidade de um aparelho de dispersão (daqui em diante, dispersor 2) - muitas vezes referido como uma lança de dispersão ou de injeção (consulte a Figura 6 e a Figura 7 para desenhos de linhas isométricas correspondentes da modalidade mostrados nas Figuras 1A até 1C). O dispersor 2 compreende uma passagem 8 que tem um eixo longitudinal A e por meio do qual o material em partículas (daqui em diante, as partículas) podem se deslocar ou circular em uma direção 12 para uma região de saída 16 a partir da qual as partículas são dispersas.

[00155] O curso geral de deslocamento 12 das partículas através da passagem 8 é em uma direção substancialmente alinhada com o eixo longitudinal A. Em todas as modalidades mostradas nas Figura s e aqui descritas, a passagem 8 é geralmente cilíndrica, de natureza linear e seu eixo longitudinal A é alinhado verticalmente. Assim, o movimento das partículas através da passagem 8 é devido à influência da gravidade. Será apreciado, no entanto, que um alinhamento vertical não é necessário exclusivamente como disposições que podem ser realizadas em que o movimento das partículas é conseguido por outros meios, tais como, por exemplo, o fluxo de gás.

[00156] Com referência às Figuras 1A-1C, o dispersor 2 inclui um conjunto de guia a jusante (daqui em diante, seção de condicionamento 36) fornecido perto da região de saída 16, o qual está configurado para o condicionamento do fluxo das partículas de modo a, pelo menos, reduzir qualquer movimento angular ou de rotação presente no fluxo (que é dirigido em torno do eixo longitudinal A), de modo que o fluxo avança de uma forma mais substancialmente uniforme em uma direção alinhada com o eixo longitudinal A da passagem 8 para a região de saída 16. A montagem do guia a jusante é fornecida sob a forma de uma montagem de uma pluralidade (32, no total) de nervuras alongadas 40 (de seção transversal quadrada, e cerca de 10 milímetros x 10 milímetros na modalidade mostrada) espaçadas em torno e perto da periferia da passagem 8 (ou na parede interior de uma cobertura cilíndrica fornecida sob a forma de uma secção de tubo cilíndrica 28).

[00157] Conforme mostrado nas Figura s 1A-1C, as nervuras alongadas 40 são dispostas substancialmente paralelas uma em relação às outras de tal modo que uma direção alongada de cada nervura alongada 40 está alinhada com o eixo longitudinal A da passagem 8. Desta maneira, o conjunto de nervuras alongadas 40 forma uma estrutura semelhante à gaiola. O comprimento das nervuras alongadas 40 pode ser dimensionado conforme apropriado para a circunstância à mão.

[00158] Conforme observado, o conjunto de nervuras alongadas 40 serve para condicionar o fluxo das partículas, antes da dispersão da região de saída 16. Deste modo, as nervuras alongadas 40 estão configuradas ou moldadas de modo a envolver o fluxo de passagem de partículas de modo a, pelo menos, reduzir qualquer não uniformidade do fluxo de modo que ele progride para a região de saída 16 de uma maneira mais alinhada com o eixo longitudinal A. Foi verificado que essa disposição tem o efeito de melhorar a distribuição espacial das partículas na ou perto da região de saída 16 para fins de dispersão. Em algumas modalidades, a configuração da seção de condicionamento 36 serve para provocar ou facilitar um aumento no movimento radial ou de dispersão das partículas à medida que avançam para a região da zona de saída 16, o que, pelo menos em parte, reduz qualquer componente do movimento angular ou de rotação no fluxo.

[00159] O dispersor 2 compreende ainda um conjunto de guia a montante (daqui em diante, guia 20), disposto dentro da passagem 8, e configurado de modo a modificar o caminho geral de deslocamento das partículas através da passagem 8 de modo a causar o movimento das partículas sobre o eixo longitudinal à medida que se movem para a região da saída 16.

[00160] A modificação para o fluxo de partículas por meio da guia 20 serve para introduzir um componente de movimento angular ou de rotação (isto é, o movimento em uma direção circunferencial em relação ao eixo longitudinal A) para dentro do fluxo de modo a fazer com que as partículas se movam radialmente para fora a partir do eixo A e para a periferia da passagem 8. Quando condicionamento subsequente do fluxo é conduzido por meio da seção de condicionamento 36, uma distribuição mais espacialmente uniforme das partículas na ou perto da região de saída 16, que é conseguida foi mostrada para melhorar as taxas de eficiência de combustão, quando utilizado para alimentar um queimador de concentrados. Quando as partículas condicionadas desta forma são liberadas do dispersor 2 em um processo de combustão subsequente, foi verificado que os níveis de eficiência de tais processos de combustão têm sido aperfeiçoados para melhorar (como mostrado na Figura 13). Assim, o dispersor 2, e certas variações, podem encontrar aplicação favorável nas áreas de fundição flash de cobre, chumbo ou concentrados de níquel, conversão flash dos mates de sulfureto ou outros como os campos onde a uniformidade espacial do fluxo de alimentação é considerada vantajosa.

[00161] As partículas são introduzidas dentro da passagem 8, através de um meio de alimentação (como, por exemplo, uma calha de alimentação) proporcionada em uma região de entrada 15 a montante do guia 20. Assim, a região de entrada 15 está ligada fluidicamente a uma calha de alimentação 24 (ver Figura 3A). A passagem 8, portanto, serve como um conduto de fornecimento de passagem para as partículas se deslocarem para a região de saída 16 para fins de dispersão.

[00162] A pessoa habilitada irá apreciar que alguns arranjos de alimentação não irão introduzir as partículas em uma maneira simétrica (na orientação e na velocidade) fazendo assim com que as partículas sigam trajetórias diferentes dentro da passagem 8 (embora na direção a jusante geral) e fazendo com que seja difícil condicionar com confiança as partículas em uma corrente substancialmente uniforme. Assim, foi verificado que o movimento comunicado pelo guia 20 para encorajar as partículas em uma disposição mais previsível de modo que elas podem ser condicionadas de forma confiável pela seção de condicionamento 36 e dispersas da região de saída 16 de maneira mais uniforme.

[00163] O dispersor 2 inclui ainda uma cobertura fornecida sob a forma de uma seção de tubo cilíndrico 28 que define uma parede exterior de uma porção da passagem 8. A seção de tubo cilíndrico 28 estende-se ao longo da passagem 8 até o ponto em que circunda substancialmente o guia 20 e/ou nervuras alongadas 40 da seção de condicionamento 36 (como será discutido mais abaixo). Um anel 29 é proporcionado sobre a extremidade superior do tubo cilíndrico 28 e disposto de modo a evitar que partículas entrem na região entre o tubo cilíndrico 28 e uma luva externa do dispersor (não mostrada).

[00164] Conforme observado, o guia 20 está configurado de forma a introduzir um componente de movimento angular ou de rotação nas partículas que se deslocam da calha de alimentação 24 (ver Figura 3A) para a região de saída 16. Este componente de movimento de rotação ou angular serve para movimentar as partículas em torno de sua direção geral de deslocamento à medida que avançam para a região da saída 16. O movimento de rotação auxilia no desenvolvimento de forças centrípetas que encorajam as partículas em uma disposição mais previsível para o condicionamento subsequente.

[00165] Para as modalidades mostradas ao longo das Figuras, o guia 20 compreende quatro espirais 32 que se estendem ao longo de uma porção do comprimento do guia 20. Cada espiral 32 compreende uma superfície definida por uma curva tridimensional enrolada uniformemente em torno de uma porção do eixo longitudinal (que está alinhada concentricamente com o eixo longitudinal A) do guia 20, em uma distância para fora dos mesmos (dimensão da largura). A dimensão da largura define a borda mais exterior ou periférica de cada espiral 32, e é geralmente uniforme ao longo do comprimento de cada espiral.

[00166] A inclinação de cada espiral 32 é uma função do passo e do diâmetro (mais especificamente, a circunferência) - que é o comprimento da espiral, quando medida paralelamente ao seu eixo (para as modalidades mostradas e descritas aqui, geralmente alinhado com o eixo longitudinal A). O passo de cada espiral 32 é compatível com o grau de velocidade angular transmitida para as partículas.

[00167] Para a maioria das modalidades mostradas nas Figura s, o passo de cada espiral 32 é uniforme ao longo do seu comprimento. No entanto, o passo pode ser não uniforme, de modo a permitir que o componente da velocidade de rotação conferida às partículas seja variado ao longo de determinadas regiões do guia 20 (ver a modalidade mostrada na Figura 11, em que o passo é variado ao longo do comprimento da seção de espiral 156).

[00168] Não existe um número finito de vezes que cada espiral 32 necessita para enrolar em torno do seu eixo - apenas o comprimento suficiente é necessário de modo que as partículas sejam estimuladas a se mover para a periferia da passagem 8 de modo que atinjam a superfície interior do tubo cilíndrico 28. O comprimento de cada espiral 32 depende da facilidade com que o material particulado flui. A pessoa habilitada irá apreciar que existe um equilíbrio entre a velocidade de fluxo do material e a natureza do material em partículas, isto é. Se a velocidade das partículas é muito lenta, então as partículas são (a), menos susceptíveis de atingir a periferia da passagem 8, e (b) podem ocorrer bloqueios. Assim, a velocidade de fluxo das partículas é controlada pelo número de espirais utilizadas, e o seu respectivo passo. Para o caso de um material em partículas mais facilmente fluível, um dispositivo de guia com um passo mais plano com menos espirais pode ser preferível. Para um material em partículas mais resistente ao fluxo, um dispositivo de guia com um passo mais inclinado (de modo a aumentar a velocidade das partículas), com um número maior de espirais pode ser mais desejável.

[00169] Com referência às Figuras 2A, 2B e 2C, as características podem ser dotadas de uma porção de parede lateral 22 disposta na ou perto da borda exterior ou periférica da espiral 32. Deste modo, a porção de parede lateral 22 é configurada como uma porção de borda de barreira para impedir o material em partículas de se deslocar para além da periferia da passagem 8. Tal como mostrado na Figura 2C, pelo menos, a porção de parede lateral 22 está disposta de modo a estender- se para fora da região da borda (e substancialmente a montante da mesma) da superfície da espiral 32 de modo a restringir o movimento radial das partículas que fluem ao longo do mesmo.

[00170] Conforme mostrado nas Figura s 2A e 2B, a parte da parede lateral 22 está configurada para se estender ao longo de pelo menos uma porção da borda periférica de cada espiral 32 em seções não cobertas por uma seção do tubo cilíndrico 28. Assim, será entendido que a porção de parede lateral 22, onde sempre fornecida, visa evitar que as partículas se movam para além das extremidades da passagem 8 e também auxilia no estabelecimento do fluxo de partículas geralmente angular ou de rotação através e em torno da passagem 8. Será ainda apreciado que a porção de parede lateral 22 pode ser configurada em qualquer forma que sirva a esta última finalidade. Será apreciado que, em modalidades do dispersor 2, em que o tubo 28 cobre completamente as espirais 32, a necessidade da porção de parede lateral 22 pode não existir.

[00171] O dispersor 2 compreende ainda uma coluna 18 que se estende desde a região de entrada 15 para a região de saída 16 e sobre a qual o guia 20 está disposto. A coluna 18 é configurada de modo a proporcionar suporte para o guia 20. A coluna 18 é fornecida sob a forma de um elemento tubular alongado de seção transversal substancialmente uniforme ao longo da maioria do seu comprimento, terminando em uma extremidade a jusante, sob a forma de uma parte de cone 17, muitas vezes referido como um cone de dispersão (mostrado na Figura 8 e na Figura 9). A coluna 18 está configurado para permitir que um gás se escoe através da cavidade da região tubular para introdução na parte de cone 17. A coluna 18 é disposta de modo que o gás que sai da parte de cone 17 é dirigido de maneira a ajudar a dispersão das partículas que saem da região de saída 16 do dispersor 2. A coluna 18 e o guia 20 são fixos em relação um ao outro.

[00172] [00150] Com referência às Figuras 3A a 3C, correntes de fluxo estimados são apresentadas para duas modalidades diferentes de alimentação de partículas que ilustram o padrão de fluxo previsto das partículas causado pelas espirais 32; as Figura s 3A e 3C ambas mostram um arranjo de alimentação única e a Figura 3B mostra uma disposição de alimentação dupla.

[00173] A seção de condicionamento 36 pode também incluir um anel anular 42 proporcionado a jusante das nervuras alongadas 40 e fornecido na ou perto da periferia da passagem 8 (em geral, na ou perto da parede interior do tubo cilíndrico 28).

[00174] A região de entrada 15 compreende uma disposição de coletor que serve para partículas diretas recebidas a partir da calha de alimentação 24 em uma região a montante da passagem 8. A disposição de coletor está configurada de modo a dividir as partículas de entrada em um número de correntes de fluxo (geralmente quatro correntes separadas, como mostrado), a configuração sendo tal que cada corrente de fluxo é dirigida para uma respectiva espiral 32.

[00175] As Figuras 4A e 4B mostram, cada uma, representações esquemáticas dos padrões de fluxo estimado de diferentes modalidades de uma região de entrada (15/15’), que são configuradas para fazer a transição das partículas de entrada da calha de alimentação para as respectivas espirais 32. Na Figura 4A, a região de entrada 15 está configurada com cada espiral 32 tendo uma porção estendida 35, que estende-se suficientemente em relação à passagem 8 de modo que a alimentação de entrada causa impacto sobre a porão 35, causando uma mudança brusca substancial no estado do fluxo (operacionais, tais como um deflector das partículas em algumas configurações). A Figura 4B mostra uma zona de entrada 15', que está disposta de tal modo que uma transição suave a partir da calha de alimentação para a espiral 32 está prevista. No arranjo mostrado na Figura 4B, a entrada é angulada em relação à passagem 8 de modo que as partículas são introduzidas na passagem de um modo substancialmente tangencial.

[00176] A Figura 4C mostra o efeito de que o conjunto de nervuras alongadas 40 está previsto para existir sobre as partículas que saem da espiral 32. Pode ser visto que as partículas são substancial e uniformemente distribuídas espacialmente em torno da circunferência da parede interior do tubo cilíndrico 28 visto que continuam a progredir para baixo em direção à região de saída 16.

[00177] Da mesma forma, a Figura 5A e a Figura 5B mostram representações esquemáticas dos padrões de fluxo observados pela modelagem distinta do elemento, mostrando o fluxo de partículas através das espirais 32 (Figura 5A) e da seção de condicionamento 36 (Figura 5B).

[00178] Um número de arranjos específicos de configurações de dispersores são descritos a seguir no contexto do uso operacional em um queimador flash convencional, de concentrado ou de combustível sólido.

[00179] A Figura 8 mostra a modalidade do dispersor 2 mostrada na Figura 1A à Figura 1C, tal como é montado no interior de um queimador de entrada única convencional 44. O dispersor 2 é alimentado por uma única calha de alimentação 24, que entra através da porção superior de uma luva resfriada à água 48. O material em partículas entra no dispersor 2 por meio da calha de alimentação 24, a qual é internamente dividida em quatro seções. Cada seção da calha de alimentação 24 alimenta uma entrada defletida 52. A entrada defletida 52 dirige as quatro correntes de partículas para as respectivas espirais 32 (geralmente, a seguir, a seção espiral 33) cada uma das quais, então, orienta as partículas em direção e contra a parede interior do tubo cilíndrico 28.

[00180] As partículas saem da seção espiral 33 com componentes de velocidade (circunferencial) vertical e angular. À medida que as partículas interagem com as nervuras alongadas 40, localizadas na seção de condicionamento 36, o seu componente de velocidade circun- ferencial se reduz. As partículas, em seguida, descem ao longo do comprimento da seção de condicionamento 36 e interagem com o anel anular 42 proporcionado na extremidade mais baixa ou a jusante das nervuras alongadas 40, e alinhado substancialmente transversal e concêntrico com o eixo longitudinal A, tal como mostrado. Essa interação serve para provocar colisões interpartículas e/ou dispersão o que leva a que as partículas tornem-se mais uniformemente dispersas (como mostrado na Figura 4C). A distribuição resultante da taxa de fluxo de massa (marcado, "Presente Invenção"), apresentada na forma de gráfico na Figura 12, é mostrada para ser vantajosa e espacialmente mais uniforme do que a produzida por uma disposição convencional de dispersor (marcado, 'Técnica Anterior').

[00181] A Figura 9 mostra uma modalidade na qual o dispersor 2 é montado no interior de um queimador convencional de dupla entrada 60. Neste arranjo, o dispersor 2 é alimentado por duas calhas de alimentação 62, que entram através de uma porção superior de uma luva arrefecida à água 64. As partículas de concentrado entram no dispersor 2 através das duas calhas de alimentação 62, cada uma das quais é dividida em duas seções, proporcionando, assim, quatro fluxos de partículas fluindo. Cada seção da calha de alimentação 62 alimenta uma entrada defletida 68 fornecida no dispersor 2. A entrada defletida 68 serve para dirigir os quatro fluxos de partículas para uma região de entrada 72 a montante das espirais 32. As espirais 32, em seguida, orientam as partículas em direção e contra a parede interior do tubo cilíndrico 28.

[00182] As partículas saem da seção espiral 33 com componentes de velocidade vertical (direção para baixo) e circunferencial e encontram a seção de condicionamento 36. Como as partículas interagem com nervuras alongadas 40 na seção de condicionamento 36, o seu componente de velocidade circunferencial é reduzido. As partículas continuam a descer ao longo do comprimento da seção de condicionamento 36 para, em seguida, interagirem com o anel anular 42 de uma maneira previamente descrita.

[00183] A Figura 10 mostra uma modalidade de um dispersor 90 destinado a ser montado no interior de um queimador de entrada única convencional. Nesta disposição, o tubo cilíndrico 28 se afunila ao longo do seu eixo longitudinal na direção do fluxo de partículas. Além disso, esta modalidade do dispersor 90 omite as nervuras alongadas 40, mas compreende um anel de bocal interno (daqui em diante, o anel anular 128) posicionado na ou perto da extremidade a jusante de uma seção de condicionamento 132 (análoga à seção de condicionamento 36). As partículas entram no dispersor 90 através de uma calha de alimentação (24, como mostrado na Figura 8) a qual é internamente dividida em quatro partes para a alimentação de uma região de entrada defletida 92, assim guiando cada um dos fluxos de partículas para respectivas espirais 32 na seção de espiral 33.

[00184] As partículas saem da seção de espiral 33 com componentes de velocidades vertical e circunferencial. As partículas, em seguida, interagem com o anel anular 128 localizado na parte mais inferior da borda do tubo cilíndrico 28 e são forçadas a convergir e a divergir alternadamente a partir do centro do dispersor 90. Esta disposição serve também para promover as colisões interpartículas, promovendo, assim, maior uniformidade espacial e condicionamento do fluxo, de modo a avançar em uma forma mais uniforme em uma direção alinhada com o eixo longitudinal A da passagem para a região de saída 16.

[00185] A Figura 11 mostra uma modalidade de um dispersor 140 para montagem dentro de uma luva de refrigerada à água (não representada), alimentada por um arranjo convencional de alimentação de entrada única. As partículas entram no dispersor 140 através de uma única calha de alimentação (não mostrada) a qual é internamente dividida em quatro partes para a alimentação de uma região de entrada defletida 148. A região de entrada defletida 148 dirige os quatro fluxos de concentrado em direção às (respectivas) espirais 152 (na seção de espiral 156) que servem para orientar as partículas em direção e contra a parede interior da luva resfriada à água 150 em que o dispersor 140 está montado. Neste arranjo, as espirais 152 têm um passo decrescente ao longo dos seus respectivos comprimentos. Este arranjo de passo variável serve para aumentar o componente da velocidade angular da corrente de partículas à medida que passam através da seção de comprimento de espiral 156. Quando as partículas saem da seção de espiral 156, elas continuam a se mover ao longo ou adjacente à parede interior da luva arrefecida à água 150 e perde a sua velocidade angular, devido, pelo menos em parte, à fricção provocada pelo contato com a parede interior da luva arrefecida à água. Nesse arranjo, as espirais 156 terminam, cada uma, com a cunha como porções 160 que servem para encaixe com o fluxo de passagem, de modo a provocar dispersão/movi- mento interpartículas para reduzir o movimento angular ou rotacional presente no fluxo.

[00186] A Figura 13 mostra a melhoria real na eficiência de combustão observada em uma instalação industrial de fundição flash, quando se utiliza modalidades da invenção reivindicadas em relação aos arranjos convencionais típicos de configurações da técnica anterior. Para um período de quatro dias, operando com características consistentes de alimentação, velocidade de alimentação e a qualidade do produto, foi verificado que o oxigênio remanescente na fundição de efluente gasoso era reduzido de forma significativa quando um dispersor disposto de acordo com os princípios da presente invenção estava em uso. Como será claro da Figura 13, o nível de oxigênio presente na fundição do efluente gasoso é visto cair de uma média em excesso de 5% a menos de 1%, devido à melhoria da combustão efetuando um consumo quase completo do oxigênio disponível.

[00187] O leitor habilitado apreciará que várias configurações procurando condicionar o fluxo na ou perto da região de saída do dispersor 2 são possíveis. Por exemplo, em outra modalidade (não mostrada), o tubo cilíndrico 28 pode ser disposto de modo a diminuir ao longo do seu eixo longitudinal na direção do fluxo de partículas, e a seção de condicionamento 36 fornecida em qualquer região dentro da seção de afunilamento do tubo cilíndrico 28. Como um exemplo de disposição deste tipo, a seção de condicionamento 36 pode ser disposta tendo dois anéis anelares: um anel anular posterior fornecido na ou perto da extremidade mais a jusante do tubo cilíndrico 28, e um anel anular dianteiro fornecido na ou perto da entrada para a seção de condicionamento 36 e, é claro, a montante do anel traseiro.

[00188] Em uma disposição desta natureza, as partículas entram no dispersor por meio de uma calha de alimentação (que pode ser de novo, por exemplo, internamente subdividida em quatro seções de entrada para a alimentação de uma entrada defletida fornecida no dispersor). A entrada defletida orienta as quatro correntes de partículas, para respectivas espirais 32 que, então, orientam as partículas em direção e contra a parede interior do tubo cilíndrico 28. Deve ser entendido que as partículas saem da seção de espiral 33 com componentes de velocidades vertical e circunferencial.

[00189] Conforme as partículas se envolvem ou interagem com o anel anular dianteiro localizado na ou perto da entrada da seção de condicionamento 132, elas são forçadas a convergir e a divergir alternadamente a partir do centro do dispersor. O anel anular posterior pode ser fornecido com uma ou mais virolas ou formações projetantes que servem para estimular ainda mais a dispersão das partículas no momento do impacto. Arranjos desta natureza podem ser, portanto, auxiliares na promoção de colisões e/ou de dispersão entre partículas, promovendo, assim, maior movimento radial e que foi verificado levar a uma distribuição de partículas circunferencial mais uniforme para melhorar a uniformidade espacial.

[00190] O leitor habilitado apreciará facilmente os materiais e técnicas de fabricação que podem ser relevantes para a construção dos componentes aqui descritos. Por exemplo, aço inoxidável 316 encontra ampla aplicação para muitas modalidades do aparelho, assim como vários aços ao carbono de grau inferior e outras especificações de aço inoxidável.

[00191] As palavras utilizadas no relatório descritivo são palavras de descrição em vez de limitação, e é para ser entendido que várias modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito e do âmbito da invenção. Aqueles habilitados na técnica apreciarão facilmente que uma grande variedade de modificações, alterações, e combinações podem ser feitas no que diz respeito às modalidades acima descritas sem se afastarem do espírito e do âmbito da invenção, e que tais modificações, alterações, e combinações devem ser consideradas como caindo dentro do âmbito do conceito inventivo.

[00170] Além disso, a palavra "compreendendo" e formas da palavra compreendendo como utilizadas nesta descrição, e nas reivindicações que se seguem, não se destinam a estar limitadas à invenção reivindicada, de modo a excluir quaisquer modificações, alterações e combinações. Além disso, a palavra "inclui" ou variações, tais como "inclui" ou "incluindo", será entendida como implicando a inclusão de um inteiro ou grupo de inteiros mas não a exclusão de qualquer outro inteiro ou grupo de inteiros.

Claims

1. Aparelho de dispersão (2, 90, 140) compreendido em um queimador de combustível sólido (44, 60) para o uso no condicionamento do fluxo de um material em partículas que circula através do mesmo, o aparelho que compreende: - uma passagem (8) através da qual o material em partículas pode fluir de uma região de entrada (15, 52, 72, 92, 148) em direção a uma região de saída (16) para a dispersão do mesmo, o fluxo sendo pelo menos em parte, de rotação em torno de um eixo longitudinal (A) da passagem (8), e - um meio de guia a jusante (36, 132) disposto no interior da passagem (8) na ou perto da região de saída (16), o meio de guia a jusante (36) configurado para, pelo menos, reduzir o movimento de rotação de modo que o fluxo avança para a região de saída (16) de uma maneira substancialmente uniforme em uma direção alinhada com o eixo longitudinal (A) da passagem (8); e - um meio guia a montante (20) provido a montante do meio guia a jusante e configurado para introduzir no fluxo um componente de um movimento angular ou rotacional para mover o material em partículas sobre o eixo longitudinal da passagem; caracterizado pelo fato de que o meio de guia a montante compreende mais do que uma espiral (32, 152) arranjada dentro da passagem e configurada de maneira que se estenda ao longo da passagem a partir da região de entrada para a região de saída; e em que a região de entrada (15) compreende um arranjo múltiplo (52, 92) que serve para direcionar o material em partículas em uma região a montante da passagem (8), em que o arranjo múltiplo é configurado para dividir o material em partículas entrante dentro de um número de fluxos de fluxo, de maneira que cada fluxo de fluxo é direcionado para uma respectiva espiral (32).

2. Aparelho de dispersão (2, 90, 140) de acordo com a reivin-dicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de guia a montante (20) proporciona uma entrada (15’, 52, 68) configurada de maneira que introduza o material em partículas na passagem (8) em uma direção tangencial à mesma.

3. Aparelho de dispersão (2, 90, 140) de acordo com a reivin-dicação 1, caracterizado pelo fato de a espiral (32, 152) compreende uma porção de parede lateral (22) fornecida na ou perto de uma região de borda periférica da espiral (32) e disposta para impedir que o material em partículas se desloque para além da periferia da passagem (8) na ou perto da região da borda periférica, a porção de parede lateral (22) disposta de modo a se estender ao longo de pelo menos uma porção da região da borda periférica.

4. Aparelho de dispersão (2, 90, 140) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de o meio de guia a jusante (36) compreende uma ou mais protuberâncias (40) dispostas em torno do eixo longitudinal (A) da passagem (8), a ou cada protuberância configurada de modo a encaixar com o fluxo de passagem (8) do material em partículas.

5. Aparelho de dispersão (2, 90, 140) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de o meio de guia a jusante (36, 132) compreende um ou mais anéis anulares (42, 128) dispostos concêntricos com a passagem (8) e configurados de modo a encaixar com o fluxo de passagem (8) do material em partículas.

6. Aparelho de dispersão (2, 90, 140) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de o meio de guia a jusante (36) compreende uma pluralidade de elementos alongados (40) e espaçados em torno da passagem (8) na ou perto da sua periferia e configurados de modo a encaixar com o fluxo de passagem (8) do material em partículas, cada elemento alongado tendo uma direção de alongamento que é alinhada com o eixo longitudinal (A) da passagem (8).

7. Aparelho de dispersão (2, 90, 140) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de compreende ainda um elemento de capa (28), que é configurado para definir pelo menos uma porção da passagem (8).

8. Aparelho de dispersão (2, 90, 140) de acordo com a reivin-dicação 7, caracterizado pelo fato de o elemento de capa (28) envolver uma parte do meio de guia a jusante (36) ou do meio de guia a montante (20, 36, 132).

9. Aparelho de dispersão (2, 90, 140) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de o aparelho de dispersão (2, 60) é instalado dentro de um canal, em que a passagem (8) é definida, pelo menos em parte, por uma superfície interior de um canal anular.

10. Método para a modificação do curso de deslocamento do material em partículas que flui através de uma passagem (8) de um aparelho de dispersão (2, 90, 140) em um queimador de combustível sólido (60), o método caracterizado pelo fato de compreender: - introdução no fluxo do material em partículas na ou perto de uma região de entrada (15, 52, 72, 92, 148) da passagem a montante e próxima de uma região de saída (16), um componente de movimento angular ou rotacional para mover o material em partículas sobre o eixo longitudinal (A) da passagem; proporcionando mais de uma espiral (32, 152) dentro da passagem e que são configuradas de maneira que se estendam ao longo da passagem a partir da região de entrada para a região de saída e direcionando o material em partículas em uma região a montante da passagem (8) com um arranjo múltiplo (52, 92), em que o arranjo múltiplo divide o material em partículas em um número de fluxos de fluxo, de maneira que cada fluxo de fluxo seja direcionado para uma respectiva espiral (32); modificar o caminho de fluxo do material em partículas usando um meio guia a jusante na região de saída do aparelho de dispersão ou a lança de dispersão para ao menos reduzir qualquer movimento rotacional do fluxo sobre um eixo longitudinal da passagem de maneira que o fluxo progrida em direção a região de saída de uma maneira substancialmente uniforme em uma direção alinhada com o eixo longitudinal da passagem.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a introdução do componente de movimento angular ou rotacional no fluxo compreende introduzir o material em partículas na passagem (8) em uma direção tangencial à mesma.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 10 ou 11, caracterizado pelo fato de a modificação do curso de fluxo do material em partículas na ou perto da região de saída (16) compreender o fornecimento de uma ou mais protuberâncias (40) dispostas em torno do eixo longitudinal (A) da passagem (8), a ou cada protuberância configurada de modo a encaixar com o fluxo de passagem (8) do material em partículas.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 10 a 12, caracterizado pelo fato de a modificação do curso do fluxo do material em partículas na ou perto da região de saída (16) compreender o fornecimento de uma pluralidade de elementos alongados (40) e espaçados em torno da passagem (8) na ou perto da sua periferia e configurados de modo a encaixar com o fluxo de passagem (8) do material em partículas, cada elemento alongado tendo uma direção de alongamento, que está alinhada com o eixo longitudinal (A) da passagem (8).

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 10 a 13, caracterizado pelo fato de o aparelho de dispersão (2, 90) ser configurado de acordo com um aparelho de dispersão (2) como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 9.