BR112019000268B1

BR112019000268B1 - Queimador metálico para um forno de craqueamento operando com paredes em temperaturas de 700°c a 1.350°c

Info

Publication number: BR112019000268B1
Application number: BR112019000268-5A
Authority: BR
Inventors: Jeffrey Crowe; Eric Clavelle; Leslie Benum; Vasily Simanzhenkov; Lucas Harding
Original assignee: Nova Chemicals (International) S.A
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2023-03-21
Also published as: RU2019103376A; US20190234612A1; RU2019103397A3; US20190309943A1; RU2731378C2; SG11201811596VA; EP3482127A1; SG11201811594TA; MX2018016022A; WO2018007882A1; CA3030576A1; BR112019000272A2; JP2019526026A; US20220154927A1; JP2019527332A; US11885489B2; RU2019103397A; EP3482126C0; CN109477634A; MX2018015558A

Abstract

A presente revelação visa fornecer um bloco de queimador metálico para uso em processos industriais tais como craqueamento. O bloco é substancialmente metálico (por exemplo, mais que 80%) com o restante sendo revestimento cerâmico sobre superfícies expostas à temperatura alta. O bloco é mais leve e mais durável do que os queimadores cerâmicos correntes.

Description

CAMPO

[001] A presente revelação diz respeito ao campo de queimadores para aplicações industriais, particularmente aplicações em temperaturas mais altas que 800 °C tais como processamento de petroquímicos incluindo craqueamento de parafinas. Em algumas modalidades a presente revelação diz respeito a queimadores de fundo ou de parede metálicos usados em tais aplicações.

ANTECEDENTES

[002] O craqueamento de parafinas tais como etano para olefinas tais como etileno é intensivo em energia. A parafina atravessa tubos ou serpentinas em um forno com gases de combustão aquecidos até cerca de 1.200 °C. As paredes internas do forno são de material refratário que irradia calor para as serpentinas de processo. As paredes são aquecidas por uma série de queimadores no fundo ou em paredes ou em ambos. A temperatura das paredes pode alcançar temperatura na faixa de 700 °C a 1.350 °C, ou de 800 °C a 1.200 °C.

[003] Correntemente, partes do queimador no interior do forno são fabricadas com um material refratário. Isto torna os queimadores pesados. Adicionalmente, o refratário ou a cerâmica tende a ser frágil e pode quebrar durante transporte e operação.

[004] A patente britânica 1.480.150 revela um melhoramento se relacionando com queimadores de alta temperatura em que um bloco metálico tendo superfícies interna e externa e fornecendo uma câmara fechada que circunda o queimador. Um meio de resfriamento atravessa o bloco para manter o queimador em uma temperatura inferior. A patente mostra que o meio de resfriamento pode ser ar sendo fornecido para o queimador ou gases de descarga da combustão. A referência é diferente da presente revelação já que um bloco de paredes duplas não é usado.

[005] O trabalho Development of Ultra Compact Low NOx Burner for Heating Furnace da International Gas Research Conference 1998 de A. Omori da Osaka Gas Co., Ltd. páginas 269 - 276 revela um queimador de metal. O queimador não tem canais nas paredes internas de queimador de metal para passar ar sobre a parede e resfriar o queimador. Adicionalmente, o queimador é projetado para fornecer um fluxo de vórtice de ar para a chama para aumentar a área de superfície e reduzir a temperatura de chama. Uma redução como esta na temperatura de chama pode não ser desejável.

[006] O pedido de patente Estados Unidos 20100021853 publicado em 28 de janeiro de 2010 no nome de Bussman e designado para John Zink Company LLC mostra um queimador para produzir baixas emissões de NOx. Nas figuras os queimadores são blocos (por exemplo, cerâmicos ou refratários) em que uma quantidade significativa do queimador é feita de tais materiais. Em contraste, os queimadores revelados neste documento compreendem menos que 20% em peso de material cerâmico ou refratário, ou, por exemplo, sem material cerâmico ou refratário. Adicionalmente, se material cerâmico ou refratário for usado é como revestimento sobre no lado de fora do metal.

[007] A presente revelação visa fornecer um queimador metálico ou substancialmente metálico para uso em aplicações industriais tais como fornos craqueadores.

SUMÁRIO

[008] A presente revelação fornece um queimador substancialmente metálico tendo uma temperatura de serviço de não menos que cerca de 1.200 °C para um forno de craqueamento operando com paredes em temperaturas de 700 °C a 1.350 °C compreendendo: i) uma passagem de fluxo substancialmente metálica definida por pelo menos uma superfície tendo uma saída a jusante e pelo menos uma entrada a montante para pelo menos um oxidante gasoso; ii) a dita passagem de fluxo substancialmente metálica tendo pelo menos um defletor direcionando o fluxo de oxidante e combustível contra a superfície interna do queimador voltada para o forno; e iii) opcionalmente um ou mais arranjos de superfícies convectivas de calor selecionadas de defletores, nervuras, aletas e protuberâncias para direcionar o fluxo do dito pelo menos um oxidante gasoso sobre o dito um ou mais arranjos na superfície interna da dita passagem de fluxo substancialmente metálica.

[009] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador tendo arranjos de superfícies convectivas de calor que são nervuras que definem pelo menos uma série contínua de canais paralelos pelo menos na superfície interna das partes do queimador expostas ao forno de craqueamento.

[010] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador no qual os canais têm uma razão de altura para largura de 0,1 a 2, ou de 0,25 a 2, em algumas modalidades de 0,5 a 2, em modalidades adicionais de 0,5 a 1.

[011] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador, em que uma ou mais linhas de combustível metálicas terminam próximas à superfície dianteira externa para a dita passagem de fluxo em 25% a 75% da altura da frente da passagem de fluxo.

[012] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador em que a dita pelo menos uma superfície metálica tem uma espessura de 4 a 25 mm.

[013] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador compreendendo em arranjo de cooperação: i) uma passagem de fluxo de metal inferior para um ou mais oxidantes gasosos tendo uma extremidade traseira aberta, paredes laterais fechadas e uma parede de fundo fechada, uma parede dianteira e uma parede superior que não se estende no comprimento total das paredes laterais para definir uma saída aberta voltada para cima na extremidade dianteira superior da passagem de fluxo; e uma parede dianteira de metal contínua com a parede de fundo da passagem de fluxo; ii) uma seção superior de metal tendo a mesma largura da passagem de fluxo de metal compreendendo uma parede dianteira, duas paredes laterais paralelas e uma parede traseira definindo uma câmara, um fundo aberto que coopera com a saída aberta na passagem de fluxo e uma parede dianteira e um topo aberto, as ditas parede dianteira e parede traseira tendo nas mesmas aberturas substancialmente na mesma altura e deslocamento lateral para permitir que uma ou mais linhas de fornecimento de combustível passem da traseira para a frente da dita seção superior; iii) uma ou outra: a) uma ou mais placas superiores de metal ou de metal revestido com cerâmica cooperando com o topo aberto da seção de metal superior, a dita uma ou mais placas superiores tendo uma superfície plana tendo opcionalmente uma borda dianteira curvada e uma ou mais passagens substancialmente circulares através disso, a dita seção traseira tendo através dela uma ou mais saídas que podem ser circulares, ovais ou poligonais (por exemplo, triangulares, retangulares ou quadradas) para o dito um ou mais oxidantes gasosos; ou b) uma continuação da parede dianteira superior se estendendo para a parede traseira da seção superior, a dita continuação tendo uma borda dianteira curvada opcionalmente e tendo opcionalmente uma ou mais passagens substancialmente circulares através da mesma, e uma seção traseira plana tendo através dela uma ou mais saídas que podem ser circulares, ovais ou poligonais (por exemplo, triangulares, retangulares ou quadradas) para o dito um ou mais oxidantes gasosos, a dita seção traseira opcionalmente sendo revestida com uma cerâmica; e iv) um ou mais defletores descendentes se estendendo dentro da dita seção superior de metal.

[014] Tal como usado neste documento, plano se refere ao grau de curvatura de um elemento. Entretanto, a presente revelação não está limitada pela forma ou geometria dos lados do envoltório (por exemplo, caixa). Embora superfícies planas estejam exemplificadas, modalidades onde os lados do envoltório são curvados ou ondulados também são previstas.

[015] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador em que existe um defletor descendente pendendo de uma região de não mais que 10% para frente da beira dianteira da dita uma ou mais saídas para pelo menos um oxidante gasoso, para a beira dianteira da dita uma ou mais saídas para o dito um ou mais oxidantes gasosos, o dito defletor descendo dentro da seção de metal superior do queimador em 50% a 90% da altura da face dianteira do dito queimador; e se estendendo lateralmente através da superfície interna do queimador em 75% a 100% da largura da face do dito queimador, o dito defletor descendente sendo posicionado de tal maneira que existem aberturas substancialmente iguais em cada lado do defletor descendente em relação às paredes laterais da seção superior de metal e onde necessário o dito defletor descendente tendo um ou mais canais circulares através dele para permitir a passagem de uma ou mais linhas de fornecimento de combustível.

[016] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador tendo uma série de nervuras internas longitudinais paralelas para direcionar o fluxo do dito pelo menos um oxidante gasoso sobre a superfície voltada para frente do dito defletor descendente.

[017] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador compreendendo adicionalmente um defletor ascendente se estendendo para frente a partir da parede superior da dita passagem de fluxo de metal inferior para dentro de 45% a 85% da área aberta na câmara de uma seção superior de metal.

[018] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador no qual o dito defletor ascendente se estendendo para frente a partir da parede superior da dita passagem de fluxo de metal inferior é curvado na sua seção dianteira para cima na direção do topo aberto para fornecer um defletor ascendente voltado para cima paralelo à parede dianteira interna da seção superior e, onde exigido, a seção se estendendo para cima do dito defletor ascendente tem através dela um ou mais canais circulares para permitir a passagem de uma ou mais linhas de fornecimento de combustível.

[019] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador no qual o dito defletor ascendente se estendendo para frente a partir da parede superior da dita passagem de fluxo de metal inferior compreende adicionalmente, na superfície confrontando a parede dianteira interna da seção superior, uma série de nervuras internas longitudinais paralelas para direcionar o fluxo do dito pelo menos um oxidante gasoso sobre a superfície interna da dita passagem de fluxo substancialmente metálica.

[020] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador no qual os canais têm uma razão de altura para largura de 0,1 a 2. Em algumas modalidades as nervuras podem ter uma altura de 4 a 25 mm, ou de 8 a 22 mm, em algumas instâncias de 10 a 20 mm.

[021] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador no qual existe um defletor ascendente se estendendo para frente a partir da parede superior da dita passagem de fluxo de metal inferior para dentro de 45% a 85% da área aberta na câmara de uma seção superior de metal.

[022] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador no qual o dito defletor ascendente se estendendo para frente a partir da parede superior da dita passagem de fluxo de metal inferior é curvado na sua seção dianteira para cima na direção da dita uma ou mais saídas para fornecer um defletor ascendente voltado para cima paralelo à parede dianteira interna da seção superior e, onde exigido, a seção se estendendo para cima do dito defletor ascendente tem através dela um ou mais canais circulares para permitir a passagem de uma ou mais linhas de fornecimento de combustível.

[023] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador no qual o dito defletor ascendente se estendendo para frente a partir da parede superior da dita passagem de fluxo de metal inferior compreende adicionalmente, na superfície confrontando a parede dianteira interna da seção superior, uma série de nervuras internas longitudinais paralelas para direcionar o fluxo do dito pelo menos um oxidante gasoso sobre a superfície interna da dita passagem de fluxo substancialmente metálica.

[024] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador no qual os canais têm uma razão de altura para largura de 0,1 a 2.

[025] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador no qual a dita uma ou mais placas superiores está presente e é de metal.

[026] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador no qual a dita uma ou mais placas superiores está presente e é de metal revestido com cerâmica.

[027] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador no qual a parede dianteira superior continua para a parede traseira superior e a seção traseira não é revestida com cerâmica.

[028] Em uma modalidade adicional é fornecido um queimador no qual a parede dianteira superior continua para a parede traseira superior e a seção traseira é revestida com cerâmica.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[029] A figura 1 é uma vista isométrica recortada de uma modalidade de um queimador de acordo com a presente revelação tendo um defletor descendente.

[030] A figura 2 é uma vista lateral recortada através do queimador da figura 1.

[031] A figura 3 é uma vista isométrica recortada de uma modalidade de um queimador de acordo com a presente revelação tendo um defletor ascendente.

[032] A figura 4 é uma vista lateral recortada através do queimador da figura 3.

[033] A figura 5 é uma vista lateral recortada de um queimador tendo tanto um defletor descendente a partir do topo da seção superior quanto um defletor se estendendo da parede superior da passagem de fluxo inferior.

[034] A figura 6 é uma vista isométrica recortada do queimador da figura 5.

[035] A figura 7 é uma vista isométrica recortada de um queimador de parede tipicamente usado em pirólise fornos.

[036] A figura 8 é uma vista isométrica recortada de um queimador de parede usado tipicamente em fornos de pirólise, mas com elementos de projeto de acordo com a presente revelação.

[037] A figura 9 é um desenho esquemático de um forno de etileno de exemplo no qual um queimador projetado de acordo com a presente revelação pode ser instalado.

[038] A figura 10 é uma vista isométrica de um queimador de fundo projetado de acordo com a presente revelação e exibindo sombreado representando a temperatura de superfície de operação do queimador construído de metal.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[039] A não ser nos exemplos de operação ou onde indicado de outro modo, todos os números ou expressões se referindo às quantidades de componentes, condições de reação, etc. usados no relatório descritivo e nas reivindicações devem ser entendidos como modificados nas instâncias totais pelo termo “cerca de”. Portanto, a não ser que indicado para o contrário, os parâmetros numéricos expostos no relatório descritivo a seguir e nas reivindicações anexas são aproximações que podem variar dependendo das propriedades que as modalidades reveladas neste documento desejam obter. No mínimo, e não como uma tentativa para limitar a aplicação da doutrina de equivalências ao escopo das reivindicações, cada parâmetro numérico deve ser interpretado considerando pelo menos o número de dígitos significativos reportados e ao aplicar técnicas de arredondamento usuais.

[040] Apesar disso as faixas e parâmetros numéricos expondo o amplo escopo da invenção são aproximações, e os valores numéricos expostos nos exemplos específicos são reportados tão precisamente quanto possível. Quaisquer valores numéricos, entretanto, contêm inerentemente certos erros resultando necessariamente do desvio padrão encontrado nas suas respectivas medições de teste.

[041] Também, deve ser entendido que qualquer faixa numérica relatada neste documento é pretendida para incluir todas as subfaixas incluídas na mesma. Por exemplo, uma faixa de “1 a 10” é pretendida para incluir todas as subfaixas entre e incluindo o valor mínimo relatado de 1 e o valor máximo relatado de 10; isto é, tendo um valor mínimo igual ou maior que 1 e um valor máximo igual ou menor que 10. Por causa de as faixas numéricas reveladas serem contínuas, elas incluem cada valor entre os valores mínimo e máximo. A não ser que indicado expressamente de outro modo, as várias faixas numéricas especificadas neste pedido são aproximações.

[042] Todas as faixas composicionais expressadas neste documento são limitadas no total e não excedem 100% (porcentagem em volume ou porcentagem em peso) na prática. Onde múltiplos componentes podem estar presentes em uma composição, a soma das quantidades máximas de cada componente pode exceder 100%, com o entendimento de que, e tal como os versados na técnica prontamente entendem, que as quantidades dos componentes realmente usados estarão de acordo com o máximo de 100%.

[043] Tal como usado neste relatório descritivo, todos de substancialmente de metal ou substancialmente metálico e metálico significam que, em relação à construção total do queimador, não menos que 80% do queimador é metálico e o restante é uma cerâmica opcional revestindo superfícies externas limitadas do queimador, tal como descrito a seguir. Em outras palavras, o queimador não tem mais que 20% em peso de material cerâmico ou refratário, ou não mais que 10% em peso, ou não mais que 5% em peso de material cerâmico ou refratário.

[044] Em algumas modalidades, o queimador substancialmente metálico revelado neste documento é caracterizado ao ter uma passagem ou caminho de fluxo substancialmente metálico para um ou mais oxidantes gasosos, por exemplo, ar, mas possivelmente ar enriquecido com oxigênio, ou uma mistura de oxigênio e um gás inerte (a não ser nitrogênio), definido por pelo menos uma parede (por exemplo, tubular) em que a superfície interna da parede compreende uma série de nervuras ou canais internos longitudinais paralelos para direcionar o fluxo de pelo menos um oxidante gasoso, por exemplo, ar, sobre a superfície interna da dita passagem de fluxo substancialmente metálica. Existe um equilíbrio entre o resfriamento convectivo do combustível e oxidante fluindo através do queimador em relação à liberação de calor do combustível queimando. A taxa de fluxo de resfriamento convectivo é interdependente com a taxa de liberação de calor, composição de combustível e excesso de ar típico, o que resulta em uma concentração molar úmida de oxigênio entre 1% e 10%. A liberação de calor exigida do queimador e a taxa de fluxo de oxidante e combustível definirão a faixa de tamanhos do queimador. Esta faixa será definida adicionalmente pela faixa de velocidades de oxidante e velocidades de combustível exigidas para resfriamento. E pela queda de pressão prática máxima do combustível e oxidante à medida que eles fluem através do queimador. A taxa de fluxo de combustível e oxidante pode ser calculada tal como necessário por uma pessoa de conhecimento comum na técnica. As partes remanescentes do queimador são metálicas, desde que, entretanto, partes do queimador adjacentes, acima (por exemplo, proteção contra calor) ou abaixo da chama possam ter um revestimento de refratário completo ou parcial. Em algumas modalidades os canais longitudinais têm uma razão de altura para largura de 0,1 a 2, em algumas modalidades de 0,5 a 2 e em algumas modalidades de 0,5 a 1. As nervuras podem ter uma altura de 4 a 25 mm, ou de 8 a 22 mm, em algumas instâncias de 10 a 20 mm. As nervuras ou canais podem cobrir cerca de 15% a 100%, em algumas modalidades 25% a 100% e em algumas modalidades 60% a 100% da área de superfície interna do caminho de fluxo. Quando as nervuras ou canais cobrem menos que 100% da área de superfície interna do caminho de fluxo as nervuras ou canais formam uma série contínua de nervuras ou canais paralelos pelo menos sobre a superfície interna das partes do queimador expostas ao forno de craqueamento.

[045] As paredes metálicas podem ter uma espessura de 4 a 25 mm, ou de 8 a 22 mm, em algumas instâncias de 10 a 20 mm.

[046] Os canais podem ser substituídos por aletas ou protuberâncias longitudinais.

[047] As aletas podem ter dimensões e espaçamento comparáveis aos canais longitudinais. Elas podem ter uma altura de cerca de 4 a 25 mm, ou de 8 a 22 mm, em algumas instâncias de 10 a 20 mm e uma espessura de 2 a 20 mm, em algumas modalidades de 5 a 15 cm e serem espaçadas ao lado por 2 mm a 2 cm, em algumas instâncias de 5 mm a 1,5 cm.

[048] As aletas podem ter diversas formas seccionais transversais, tais como retangulares, quadradas, triangulares ou trapezoidais. Uma forma trapezoidal pode não ser totalmente intencional, mas pode surgir do processo de fabricação, por exemplo, quando é muito difícil ou caro fabricar (por exemplo, fundir ou usinar) uma seção transversal triangular.

[049] Em algumas modalidades a aleta pode ser fundida como parte da superfície de metal ou ser soldada à superfície de metal.As protuberâncias são sólidos fechados.

[050] A protuberância pode ter forma geométrica, tendo uma superfície externa relativamente grande que contém um volume relativamente pequeno, tal como, por exemplo, tetraedros, pirâmides, cubos, cones, uma seção através de uma esfera (por exemplo, hemisférica ou menos), uma seção através de uma elipsoide, uma seção através de uma elipsoide deformada (por exemplo, uma gota), etc. Algumas formas úteis para uma protuberância incluem: um tetraedro (pirâmide com uma base triangular e 3 faces que são triângulos equiláteros); uma pirâmide quadrada de Johnson (pirâmide com uma base quadrada e lados que são triângulos equiláteros); uma pirâmide com 4 lados de triângulos isósceles; uma pirâmide com lados de triângulos isósceles (por exemplo, se for uma pirâmide de quatro faces a base pode não ser um quadrado e pode ser um retângulo ou um paralelogramo); uma seção de uma esfera (por exemplo, um hemisfério ou menos); uma seção de uma elipsoide (por exemplo, uma seção através da forma ou volume criado quando uma elipse é girada em volta de seu eixo maior ou menor); uma seção de uma gota (por exemplo, uma seção através da forma ou volume criado quando uma elipsoide deformada não uniformemente é girada em volta do eixo de deformação); e uma seção de uma parábola (por exemplo, seção através da forma ou volume criado quando uma parábola é girada em volta de seu eixo maior - um hemisfério (ou menos) deformado), tal como, por exemplo, tipos diferentes de asas delta.

[051] O espaçamento e altura das protuberâncias são comparáveis àqueles das aletas. Elas podem ter uma altura de cerca de 4 a 25 mm, ou de 8 a 22 mm, em algumas instâncias de 10 a 20 mm e uma espessura de 2 a 20 mm, em algumas modalidades de 5 a 15 cm e serem espaçadas ao lado por 2 mm a 2 cm, em algumas instâncias de 5 mm a 1,5 cm.

[052] As protuberâncias também podem ser fundidas na superfície interna do metal. Em algumas modalidades as protuberâncias formam um arranjo. Em algumas modalidades o arranjo é simétrico; por exemplo, elas podem estar em fileiras paralelas (arranjo linear) ou com as protuberâncias em fileiras adjacentes deslocadas pelo espaçamento de arranjo (arranjo tipo losango).

[053] A densidade dos canais, aletas, protuberâncias de resfriamento ou de combinações dos mesmos significa o número de canais, aletas ou de arranjo de protuberâncias por unidade de comprimento transversal aos canais, aletas ou arranjo de protuberâncias (por exemplo, 5 canais por centímetro) nessas áreas onde os canais estão presentes. Isto é distinto da cobertura de área de superfície dos canais de resfriamento. Por exemplo, se somente metade da superfície interna do componente metálico tiver canais, aletas ou protuberâncias de resfriamento, os canais, aletas ou protuberâncias teriam uma dimensão diferente daquela para canais cobrindo a superfície total do componente metálico. Os custos de fabricação para estes projetos diferentes difeririam de maneira que em algumas modalidades o projeto de canal, aleta, protuberância ou conjunto de protuberâncias ou combinações dos mesmos e cobertura de superfície (total ou separada pelo tipo de estrutura de calor condutivo) fossem otimizados para reduzir custo de fabricação.

[054] Os canais, aletas, protuberâncias ou combinações dos mesmos podem cobrir cerca de 15% a 100%, em algumas modalidades 25% a 100% e em algumas modalidades 60% a 100% da área de superfície interna do caminho de fluxo. Quando as nervuras ou canais cobrem menos que 100% da área de superfície interna do caminho de fluxo as nervuras ou canais formam uma série contínua de nervuras ou canais paralelos pelo menos sobre a superfície interna das partes do queimador expostas ao forno de craqueamento.

[055] O queimador compreende adicionalmente uma linha de combustível metálica que termina perto da superfície dianteira externa do queimador em 25% a 75%, ou em 40% a 65% da altura da frente da passagem de fluxo.

[056] Uma modalidade da presente revelação tendo somente um defletor descendente será descrita agora em combinação com as figuras 1 e 2 nas quais partes iguais têm números iguais.

[057] Nas figuras 1 e 2, o queimador compreende um canal de fluxo inferior 1 para um ou mais oxidantes gasosos, tendo uma extremidade traseira ou a montante aberta. O canal de fluxo é definido por duas paredes laterais fechadas de comprimentos iguais 2 (somente uma está mostrada), uma parede de fundo fechada 3 que se estende além da parede superior fechada 4 e uma parede dianteira 5. A parede superior 4 não se estende para frente tanto quanto as paredes laterais 2. Como um resultado o canal de fluxo inferior define uma saída voltada para cima 6. Na modalidade mostrada existe uma seção curva 7 que coopera com a parede superior e define a saída para cima 6. Entretanto, os versados na técnica reconhecerão que a seção curva 7 embora desejável não é essencial e a parede superior pode se estender adicionalmente para frente para ainda definir a saída 6.

[058] O queimador também compreende uma seção ou duto de metal superior. A seção superior compreende duas paredes laterais 8, uma parede traseira 9 e uma parede dianteira 10 que cooperam com a saída 6 para fornecer um caminho de passagem contínuo. Existe um ou mais furos na seção curva 7, ou na parede traseira 9, e na parede dianteira 10 substancialmente na mesma altura (tal como usado neste documento, substancialmente na mesma altura significa uma variação em altura que é menor que 10%, ou, por exemplo, menor que 5%, ou menor que 2%) e deslocados lateralmente a partir das paredes laterais para permitir a passagem de uma ou mais linhas de fornecimento de combustível metálicas 11 através do queimador.

[059] No topo da seção de metal superior ficam uma ou mais placas superiores 12. Existe uma placa superior dianteira 12. Embora as figuras mostrem uma placa superior plana ela opcionalmente pode ter uma borda dianteira curvada. Existem uma ou mais passagens circulares opcionais 13 através da borda dianteira da placa superior. Embora as passagens circulares 13 estejam mostradas na figura elas não são essenciais para a operação do queimador. As placas superiores 12 cooperam para definir uma ou mais aberturas 14 no topo da seção ou duto superior. As aberturas podem ser circulares, ovais ou poligonais (por exemplo, triangulares, retangulares ou quadradas). Tal como usado neste documento substancialmente circular significa circular, oval ou poligonal (por exemplo, triangular, retangular ou quadrada).

[060] Na modalidade mostrada nas figuras 1 e 2 existe um suporte 15 que suporta as placas superiores e também suporta um defletor descendente 16. O suporte é posicionado de tal maneira que o defletor descendente 16 não fica em mais que 10% para frente da borda traseira da placa superior dianteira 12. O defletor se estende dentro da seção ou duto de metal superior do queimador em 10% a 50%, ou em 15% a 30% da altura da parede dianteira 10 do dito queimador; e se estende lateralmente através da superfície interna do queimador em 75% a 100% da largura da face do dito queimador; desde que se o defletor não se estenda em 100% da superfície interna do queimador ele é posicionado de maneira que existam aberturas substancialmente iguais (tal como usado neste documento aberturas substancialmente iguais significa uma variação em altura que é menor que 10%, ou, por exemplo, menor que 5%, ou menor que 2%) em cada lado do defletor em relação às paredes laterais da seção superior de metal. Se o defletor se estender distante o suficiente dentro da seção de metal superior do queimador podem existir furos no defletor para permitir passagem de uma linha de fornecimento de combustível através do defletor. Se presentes as aberturas no lado do defletor possibilitam um redemoinho do oxidante, por exemplo, ar, fluindo através da seção de metal superior do queimador. Acredita-se que este redemoinho promove boa mistura do combustível com o oxidante, reduzindo emissões de NOx.

[061] Opcionalmente, as paredes da frente do queimador expostas ao interior do forno (por exemplo, as paredes dianteiras 5 e 10) têm nervuras ou canais tais como descritos anteriormente. Adicionalmente a face dianteira do defletor 16 opcionalmente também pode ter nervuras. Outras superfícies internas do queimador também podem ter nervuras ou canais.

[062] As figuras 3 e 4 ilustram uma modalidade tendo um defletor ascendente. Nas figuras 3 e 4 partes iguais têm números iguais.

[063] Nas figuras 3 e 4, o queimador compreende um canal de fluxo inferior 21 tendo uma extremidade traseira ou a montante aberta. O canal de fluxo é definido por duas paredes laterais fechadas de comprimentos iguais 22 (somente uma está mostrada), uma parede de fundo fechada 23 que se estende além da parede superior fechada 24 e uma parede dianteira 25. A parede superior não se estende para frente tanto quanto as paredes laterais. Como um resultado o canal de fluxo inferior define uma saída voltada para cima 26.

[064] O queimador também compreende uma seção ou duto de metal superior. A seção superior compreende duas paredes laterais 27 (somente uma está mostrada), uma parede traseira 28 e uma parede dianteira 29 que coopera com a saída 26 para fornecer um caminho de passagem contínuo. Existe um ou mais furos 30 na parede traseira 28 e na parede dianteira 29 substancialmente na mesma altura e com deslocamento lateral a partir das paredes laterais para permitir a passagem de uma ou mais linhas de fornecimento de combustível de metal não mostradas através do queimador.

[065] No topo da seção de metal superior ficam os flanges de suporte 31 e 32 que suportam uma ou mais placas superiores 33. Existe uma placa superior dianteira 33 que está mostrada como plana, mas opcionalmente ela pode ter uma borda dianteira curvada. Opcionalmente, existe uma ou mais passagens circulares 34 através da borda dianteira da placa superior. Estes furos 34 são opcionais e não precisam estar presentes no queimador. As placas superiores 33 cooperam para definir uma ou mais aberturas 35 no topo da seção ou duto superior. As aberturas podem ser circulares, ovais ou poligonais (por exemplo, triangulares, retangulares ou quadradas).

[066] Na modalidade mostrada nas figuras 3 e 4 existe o defletor 37 que se estende da parede superior 24 do canal de fluxo 21. O defletor 37 curva para cima dentro da seção (duto) de metal superior do queimador em cerca de 15% a 75% da altura da seção de metal superior. Nesta modalidade, o defletor 37 pode atravessar completamente a seção ou duto de metal superior. Tal como mostrado na figura 4, quando o defletor se estende suficientemente para cima dentro da seção de metal superior do queimador existe um ou mais furos 36 no defletor 37 para permitir passagem de uma linha de fornecimento de combustível de metal através do defletor 37.

[067] A abertura no topo do defletor possibilita um redemoinho do oxidante, por exemplo, ar, fluindo através da seção de metal superior do queimador. Acredita- se que este redemoinho promove boa mistura do combustível com o oxidante, reduzindo emissões de NOx.

[068] Na modalidade mostrada nas figuras 3 e 4 as paredes da frente do queimador expostas ao interior do forno (por exemplo, as paredes dianteiras 25 e 29) têm as nervuras ou canais 38, tal como descrito anteriormente. Adicionalmente, a face dianteira do defletor 37 também pode ter nervuras. Outras superfícies internas do queimador também podem ter nervuras ou canais.

[069] As figuras 5 e 6 mostram uma modalidade do queimador metálico tendo ambos de um defletor descendente e um ascendente. Sem desejar ficar preso à teoria, acredita-se que o estreitamento da passagem de fluxo aumenta velocidade de fluxo e, portanto, aumenta transferência de calor para partes do queimador expostas ao forno de craqueamento.

[070] Nas figuras 5 e 6, o queimador compreende um canal de fluxo inferior 41 tendo uma extremidade traseira ou a montante aberta. O canal de fluxo é definido por duas paredes laterais fechadas de comprimentos iguais 42 (somente uma está mostrada), uma parede de fundo fechada 43 que se estende além da parede superior 44 e uma parede dianteira 45. A parede superior 44 não se estende para frente tanto quanto as paredes laterais 42. Como um resultado o canal de fluxo inferior define uma saída voltada para cima 46.

[071] O queimador também compreende uma seção ou duto de metal superior. A seção superior compreende duas paredes laterais 47 (somente uma está mostrada), uma parede traseira 48 e uma extensão de parede dianteira 49 que coopera com a saída 46 para fornecer um caminho de passagem contínuo. Existe um ou mais furos 50 na parede traseira 48 e na extensão de parede dianteira 49 substancialmente na mesma altura e com deslocamento lateral a partir das paredes laterais para permitir a passagem de uma ou mais linhas de fornecimento de combustível de metal não mostradas através do queimador.

[072] Na modalidade mostrada a parede dianteira se estende adicionalmente para cima por meio de uma seção dianteira 54 que opcionalmente pode ser curvada e por meio de uma seção traseira plana 53 até ela se unir à parede traseira 48. Na seção traseira plana existe uma série de orifícios (aberturas que podem ser circulares, ovais ou poligonais (por exemplo, triangulares, retangulares ou quadradas)) 55. Pendendo dos lados das seções planas ficam os elementos de duto 52 que direcionam o fluxo de oxidante através dos orifícios 55. Na modalidade mostrada existem diversos furos 59 através da seção dianteira 54. Entretanto os furos são opcionais e não precisam estar presentes.

[073] Também, pendente da borda dianteira dos orifícios 55 fica o elemento estrutural 51 que ajuda o suporte 56 para o defletor 57 e também o elemento de duto estabilizado 54.

[074] O suporte é posicionado de maneira que o defletor descendente 57 não fique em mais que 10% para frente da borda dianteira da abertura 55. A operação do defletor 57 é tal como descrita em relação às figuras 1 e 2.

[075] Na modalidade mostrada nas figuras 5 e 6 também existe o defletor 58, o qual se estende para cima a partir da parede superior 44 do canal de fluxo 41. O defletor 58 curva para cima dentro da seção (duto) de metal superior do queimador em cerca de 15% a 75% ou em cerca de 30% a 55% da altura da seção de metal superior. Nesta modalidade, o defletor 58 pode atravessar completamente a seção ou duto de metal superior (por exemplo, em 75% a 100% da largura do queimador tal como descrito anteriormente). Se o defletor 58 se estender suficientemente para cima dentro da seção (duto) de metal superior do queimador pode existir um ou mais furos no defletor para permitir a passagem de uma ou mais linhas de fornecimento de combustível de metal através do defletor 58.

[076] Os queimadores tubulares tais como descritos anteriormente podem ser montados na parede do forno e os queimadores tais como mostrados nas figuras podem ser montados no fundo. O revestimento refratário na parede ou no fundo, tal como pode ser o caso, tem uma abertura através da qual o queimador é encaixado e então um refratário e cimento são usados para fechar a abertura através da qual o queimador foi encaixado. O queimador também é ligado aos suportes externos (armação) ao forno e aos dutos externos para fornecer oxidante, por exemplo, ar, para o queimador. Também, as linhas de fornecimento de combustível são conectadas ao fornecimento de combustível, por exemplo, gás natural.

[077] Em um modo similar, podemos projetar um queimador de parede em que o bloco refratário circundando o queimador de parede é substituído por uma caixa ou placa de metal com um canal de fluxo para direcionar oxidante ao longo da superfície interna da parte de metal cuja parte externa fica exposta às temperaturas altas do forno.

[078] A figura 7 mostra uma vista seccionada de um queimador de parede típico de um forno de pirólise. A figura 7 é usada para mostrar os conceitos de um queimador de parede típico, mas não mostra todos os detalhes. O queimador de parede 101 é usado para direcionar combustível e oxidante para dentro do forno para combustão. Combustível é injetado para dentro do queimador de parede através de um orifício de entrada 106 onde ele se mistura com ar proveniente do duto de ar primário 104. O duto de ar primário é formado através de uma abertura anular em volta do queimador de parede 101 e do silenciador 109. O silenciador é usado para reduzir ruído de combustão. Combustível pré-misturado flui através do queimador e entra no forno através de uma série das palhetas de guiamento 107. Ar secundário entra no forno através de uma abertura entre o queimador de parede 101 e o bloco refratário 108 (não está mostrada uma porta ou dispositivo para controlar a quantidade de ar secundário). O fluxo de ar secundário constitui o restante dos oxidantes exigidos para queimar totalmente o combustível. Combustão ocorre em parte sobre o bloco refratário 108 circundando o queimador de parede 107 e por esta razão é esperado que ele tenha temperaturas de superfície altas. O queimador de parede 101 e o bloco refratário 108 são montados entre a parede interna de forno 102 e a parede externa de forno 103. As paredes de forno definidas como as superfícies 102 e 103 e o espaço entre elas são construídos de uma variedade de materiais de metal e refratários.

[079] A figura 8 mostra uma vista seccionada de um queimador de parede típico de um forno de pirólise com elementos de projeto de acordo com os conceitos da presente revelação. A figura 8 é usada para mostrar os conceitos de um queimador de parede típico, mas não mostra todos os detalhes. Esta montagem de queimador foi modificada para remover todos os materiais refratários. O queimador de parede 151 é usado para direcionar combustível e oxidante para dentro do forno para combustão. Combustível é injetado para dentro do queimador de parede através de um orifício de entrada 156 onde ele se mistura com ar proveniente do duto de ar primário 154. O duto de ar primário é formado através de uma abertura anular em volta do queimador de parede 151 e do silenciador 159. O silenciador é usado para reduzir ruído de combustão. Combustível pré-misturado flui através do queimador e entra no forno através de uma série das palhetas de guiamento 157. Ar secundário entra no forno através de uma abertura entre o bloco de metal 158 e o guia de ar secundário 160 (não está mostrada uma porta ou dispositivo para controlar a quantidade de ar secundário). O guia 160 é usado para direcionar fluxo de ar secundário sobre as superfícies do bloco de metal expostas ao ambiente de alta temperatura na seção radiante do forno de craqueamento. O fluxo de ar secundário constitui o restante dos oxidantes exigidos para queimar totalmente o combustível. Combustão ocorre em parte sobre o bloco de metal 158 circundando o queimador de parede 151 e por esta razão é esperado que tenha temperaturas de superfície altas. O ar secundário mantém a superfície do bloco de metal 158 abaixo da temperatura de distorção. O queimador de parede 151 e o bloco de metal 158 são montados entre a parede interna de forno 52 e a parede externa de forno 53. As paredes de forno definidas como as superfícies 152 e 153 e o espaço entre elas são construídos de uma variedade de materiais de metal e refratários.

[080] Os queimadores metálicos também compreendem equipamento auxiliar tal como luzes pilotos, e o fornecimento de combustível para unir componentes para trabalhos de duto e quaisquer controladores mecânicos de fluxo de oxidante assim como instrumentação.

[081] O material refratário pode ser de quaisquer tipos de materiais refratários que são usados comumente na construção de uma parede refratária de forno. Exemplos de tais materiais refratários incluem dolomitas, carboneto de silício, aluminatos (Al2O3), silicatos de alumínio, cromitas, sílica, alumina, zircônia (ZrO2) e misturas dos mesmos. Em algumas modalidades, tais materiais refratários são selecionados de sílica, alumina (Al2O3), silicatos de alumínio, zircônia, (ZrO2) e misturas dos mesmos. Um refratário como este opcionalmente pode ser não poroso em natureza, mesmo que os materiais refratários mencionados tipicamente sejam porosos. Em algumas modalidades, o refratário será poroso e terá uma porosidade não menor que 0,1 cc/g. Em algumas modalidades, a porosidade pode ser de 0,1 a 0,5 cc/g, ou de 0,1 a 0,3 cc/g.

[082] Exemplos de paredes refratárias incluem Empire (marca registrada) S, a qual é um tijolo de argila resistente ao calor prensado seco, Clipper (marca registrada), Korundal XD (marca registrada) e Insblok-19 disponível pela A.P. Green Industries, Inc. (do México, Mo.). Um exemplo de um refratário de fibras cerâmicas inclui o Insboard 2300 LD também disponível pela A.P. Green Industries, Inc. Estes materiais refratários contêm aproximadamente 9,7% a 61,5% de sílica (SiO2), 12,1% a 90,0% de alumina (Al2O3), 0,2% a 1,7% de óxido de ferro (Fe2O3), até 27,7% de cal (CaO), 0,1% a 0,4% de magnésia (MgO), 2,0% a 6,3% de titânia (TiO2) e 0,1% a 2,4% de álkalis (Na2O mais K2O).

[083] O refratário usado para revestir as placas superiores pode ter uma composição similar.

[084] Fornos de craqueamento operam com paredes em temperaturas de cerca de 700 °C a cerca de 1.350 °C, ou de cerca de 850 °C a cerca de 1.200 °C, ou de 850 °C a 1.100°C.

[085] Os componentes metálicos usados no queimador devem ser estáveis mecanicamente em tais temperaturas. Os componentes metálicos podem ser feitos de qualquer aço de alta temperatura tal como aço inoxidável selecionado de aço inoxidável batido, aço inoxidável austenítico e aço inoxidável HP, HT, HU, HW e HX, aço resistente ao calor e ligas à base de níquel. A serpentina pode ser de um aço de alta resistência e baixa liga (HSLA); aço estrutural de alta resistência ou aço de resistência ultra-alta. A classificação e composição de tais aços são conhecidas para os versados na técnica.

[086] Em uma modalidade o aço inoxidável, por exemplo, aço inoxidável resistente ao calor, compreende de 13% a 50%, ou de 20% a 50%, ou de 20% a 38% em peso de cromo. O aço inoxidável pode compreender adicionalmente de 20% a 50%, ou de 25% a 50%, ou de 25% a 48%, ou de cerca de 30% a 45% em peso de Ni. O equilíbrio do aço inoxidável pode ser substancialmente ferro.

[087] Modalidades reveladas neste documento também podem ser usadas com ligas de altas temperaturas (HTAs) austeníticas extremas baseadas em níquel e/ou cobalto. Em algumas modalidades as ligas compreendem uma quantidade maior de níquel ou de cobalto. Em algumas modalidades as ligas à base de níquel de alta temperatura compreendem de cerca de 50% a 70%, ou de cerca de 55% a 65% em peso de Ni; de cerca de 10% a 20% em peso de Cr; de cerca de 10% a 20% em peso de Co; e de cerca de 5% a 9% em peso de Fe e o restante sendo um ou mais dos elementos de traço notados a seguir para levar a composição até 100% em peso. Em algumas modalidades as ligas à base de cobalto de alta temperatura compreendem de 40% a 65% em peso de Co; de 15% a 20% em peso de Cr; de 13% a 20% em peso de Ni; menos que 4% em peso de Fe e o restante sendo um ou mais elementos de traço tais como expostos a seguir e até 20% em peso de W. A soma dos componentes dando 100% em peso.

[088] Em algumas modalidades o aço pode compreender adicionalmente diversos elementos de traço incluindo pelo menos 0,2% em peso, até 3% em peso, ou, por exemplo, 1,0% em peso, até 2,5% em peso, ou, por exemplo, não mais que 2% em peso de manganês; de 0,3% a 2%, ou de 0,8% a 1,6%, ou, por exemplo, menos que 1,9% em peso de Si; menos que 3%, ou, por exemplo, menos que 2% em peso de titânio, nióbio (por exemplo, menos que 2,0%, ou menos que 1,5% em peso de nióbio) e todos os outros metais de traço; e carbono em uma quantidade de menos que 2,0% em peso. Os elementos de traço estão presentes em quantidades de maneira que a composição do aço totalize 100% em peso.

[089] Uma modalidade da presente revelação está demonstrada nas figuras 9 e 10. A figura 9 mostra um esquema simples de um forno de pirólise de FosterWheeler que pode ser usado para craqueamento de etano para etileno. Em um craqueador tal como o craqueador de etileno mostrado na figura 9, o material de alimentação 201 (uma mistura de etano e vapor) entra em uma serpentina 202 passando pela parte de descarga 203 tipicamente referida como a seção de convecção do forno. A alimentação é preaquecida na seção de convecção para uma temperatura controlada e específica. Em algumas modalidades, vapor também é aquecido na seção de convecção em uma serpentina separada 207. Em algumas modalidades, água de alimentação de caldeira também é aquecida na seção de convecção em uma serpentina separada 206. A serpentina 202 com o material de alimentação 201 atravessa a seção radiante 204 do forno antes de sair em 205 em cujo ponto ele pode ser resfriado rapidamente para uma temperatura mais baixa. A serpentina 202 atravessa a seção radiante do forno 204 onde ela fica exposta ao calor gerado pelos queimadores 208. O forno mostrado na figura 9 exibe uma configuração de forno de craqueamento com duas seções radiantes com a serpentina atravessando ambas as seções radiantes. Existem inúmeras outras configurações incluindo um forno com uma única seção radiante.

[090] Dinâmica de fluido computacional (CFD) foi usada anteriormente para modelar a operação da seção radiante de um craqueador de etano da NOVA Chemicals. Algumas modalidades de operação desta seção deste forno de pirólise particular têm preaquecido ar de combustão em 215 °C de ar e combustível composto de uma mistura de 60% de hidrogênio de fração molar e 40% de gás natural de fração molar em uma temperatura preaquecida de 130 °C. Os queimadores dentro do forno são queimadores de baixo NOX disponíveis comercialmente construídos de refratário usado tipicamente em fornos de alta temperatura. A taxa de liberação de calor de um único queimador é de aproximadamente 5 MMBtu/h (1,5 MW) com a concentração molar de oxigênio úmido de gás de combustão em 2%. Dados de planta reais e resultados de modelo CFD têm sido comparados, incluindo, mas não limitados a isto, a temperatura de superfície das serpentinas de processo, temperatura de superfície dos queimadores de refratário, temperatura de saída de gás de combustão e taxas de transferência de calor de serpentinas de processo. Uma comparação do modelado versus medições de operação de planta foi encontrada como sendo suficientemente próxima (dentro de 10%) de tal maneira que ela pode ser usada para a predição de desempenho de planta em um modo prático.

[091] Este trabalho de validação foi usado para definir exigências e configurações de modelos para predizer o desempenho de um queimador projetado usando metal como um material de construção em vez de material refratário de acordo com a presente revelação. A figura 9 mostra uma vista de perfil de um forno de pirólise estilo Foster-Wheeler com a seção radiante 204 e as localizações dos queimadores 208. A figura 10 mostra a temperatura de superfície tal como predita pela NOVA Chemicals CFD de um queimador (tal como mostrado na figura 5) projetado de acordo com esta revelação e operando em condições tais como descritas no parágrafo acima. A escala de temperaturas tem uma faixa selecionada para mostrar temperaturas entre 500 °C e 1.000 °C. Temperaturas abaixo ou acima desta faixa estão mostradas nos extremos da escala. A figura 10 mostra que, para este queimador de exemplo, a temperatura de superfície não é maior que 900 °C, o que está abaixo da temperatura de distorção de metais que seriam usados para construção de queimador. Isto mostra que existe um equilíbrio de transferência de calor entre a taxa de queima do queimador e a taxa de resfriamento interno induzida pelo ar de combustão e pelo projeto do queimador de metal.

Claims

1. Queimador substancialmente metálico configurado para operar em uma temperatura de serviço não menor que cerca de 1.200 °C para um forno de craqueamento operando com paredes em temperaturas de 700 °C a 1.350 °C, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma passagem de fluxo substancialmente metálica que compreende uma saída a jusante e pelo menos uma entrada a montante para pelo menos um oxidante gasoso, a passagem de fluxo compreendendo uma parede que possui uma superfície interna e uma superfície externa, a superfície externa voltada ao forno de craqueamento; pelo menos um defletor direcionando o fluxo do oxidante ou oxidante e combustível contra a superfície interna da parede; um ou mais arranjos de superfícies convectivas de calor que são nervuras que definem pelo menos uma série contínua de canais paralelos pelo menos na superfície interna das partes do queimador expostas ao forno de craqueamento, em que os canais têm uma razão de altura para largura de 0,1 a 2; e uma linha de combustível metálica que termina perto da superfície dianteira externa para a passagem de fluxo de 25% a 75% da altura da frente da passagem de fluxo, em que a passagem de fluxo tem uma espessura de 4 a 25 mm; em que a referida passagem de fluxo substancialmente metálica compreende uma seção de fluxo de metal inferior compreendendo uma extremidade traseira aberta, paredes laterais inferiores fechadas e uma parede de fundo fechada, uma parede superior que não se estende todo o comprimento das paredes laterais inferiores para definir uma saída aberta voltada para cima na extremidade dianteira superior da passagem de fluxo, e uma parede dianteira de metal inferior contínua com a parede de fundo; a referida passagem de fluxo substancialmente metálica compreende uma seção de fluxo de metal superior que compreende uma câmara definida por uma parede dianteira superior conectada à parede dianteira inferior da seção de fluxo de metal inferior, paredes laterais superiores, uma parede traseira, um topo aberto e um fundo aberto que coopera com a saída aberta voltada para cima da seção de fluxo de metal inferior, em que a referida parede dianteira superior e parede traseira possuem aberturas nelas substancialmente na mesma altura e disposição lateral para fornecer uma ou mais linhas de fornecimento de combustível que passam da parte traseira para a parte dianteira da referida seção de fluxo de metal superior, em que a parede dianteira superior é a referida parede cuja superfície externa é voltada para o forno de craqueamento; o queimador compreende: a) uma ou mais placas superiores de metal ou de metal revestido com cerâmica cooperando com o topo aberto da seção de fluxo de metal superior, a dita uma ou mais placas superiores tendo uma superfície plana que possui uma borda dianteira curvada e uma ou mais passagens circulares através dela, e uma seção traseira tendo uma ou mais saídas poligonais para o referido um ou mais oxidante gasoso através delas; ou uma continuação da parede dianteira superior que se estende para a parede traseira da seção de fluxo de metal superior, a referida continuação tendo uma borda dianteira curvada e tendo uma ou mais passagens circulares através dela, e uma seção traseira plana tendo uma ou mais saídas poligonais para o oxidante através delas, as referida seção traseira sendo revestida com cerâmica; e o pelo menos um defletor se estende para a referida seção de fluxo de metal superior.

2. Queimador, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um defletor que se estende para a seção de fluxo de metal superior compreende um defletor descendente descendo de uma região de não mais que 10% para frente da beira dianteira da dita uma ou mais saídas para o dito um ou mais oxidantes gasosos, o dito defletor descendente descendo dentro da seção de fluxo de metal superior do queimador em 50% a 90% da altura da face dianteira do dito queimador; e se estendendo lateralmente através da superfície interna do queimador em 100% a 75% da largura da face do dito queimador, o dito defletor descendente sendo posicionado de tal maneira que existam aberturas iguais em cada lado do defletor descendente em relação às paredes laterais da seção de fluxo de metal superior e o dito defletor descendente tendo um ou mais canais circulares através dele para permitir a passagem de uma ou mais linhas de fornecimento de combustível.

3. Queimador, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que tem uma série de nervuras internas longitudinais paralelas para direcionar o fluxo do dito pelo menos um oxidante gasoso sobre a superfície voltada para frente do dito defletor descendente.

4. Queimador, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um defletor que se estende para a seção de fluxo de metal superior compreende um defletor ascendente se estendendo para frente a partir da parede superior da parede superior da dita seção de fluxo de metal inferior para dentro de 45% a 85% da área aberta na câmara da dita seção de fluxo de metal superior.

5. Queimador, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito defletor ascendente se estendendo para frente a partir da parede superior da dita seção de fluxo de metal inferior é curvado na sua seção dianteira para cima na direção da dita uma ou mais saídas para fornecer um defletor ascendente voltado para cima paralelo à parede dianteira superior da seção de fluxo de metal superior e a seção se estendendo para cima do dito defletor ascendente tem um ou mais canais circulares através dela para permitir a passagem de uma ou mais linhas de fornecimento de combustível através dela.

6. Queimador, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito defletor ascendente se estendendo para frente a partir da parede superior da dita seção de fluxo de metal inferior compreende ainda, na superfície voltada à parede dianteira superior da seção de fluxo de metal superior, uma série de nervuras internas longitudinais paralelas para direcionar o fluxo do dito pelo menos um oxidante gasoso sobre a superfície interna da dita passagem de fluxo substancialmente metálica.

7. Queimador, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que os canais têm uma razão de altura para largura de 0,1 a 2.

8. Queimador, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas uma ou mais placas superiores estão presentes e são de metal.

9. Queimador, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas uma ou mais placas superiores estão presentes e são de metal revestido com cerâmica.

10. Queimador, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas uma ou mais placas superiores estão presentes e são de metal.

11. Queimador, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas uma ou mais placas superiores estão presentes e são de metal revestido com uma cerâmica.

12. Queimador, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede dianteira superior continua para a parede traseira e a seção traseira não é revestida com cerâmica.

13. Queimador, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede dianteira superior continua para a parede traseira e é revestida com cerâmica.

14. Queimador, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede dianteira superior continua para a parede traseira e a seção traseira não é revestida com cerâmica.

15. Queimador, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede dianteira superior continua para a parede traseira e é revestida com cerâmica.