BR202017022693U2

BR202017022693U2 - IMPROVEMENT IN PYROLYTIC BURNER WITH MOBILE GRILL FOR LIME OVEN

Info

Publication number: BR202017022693U2
Application number: BR202017022693-5U
Authority: BR
Inventors: Hélio Borges
Original assignee: Stahlbrenner Máquinas E Equipamentos Ltda Me
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2019-05-07
Also published as: BR202017022693Y1

Abstract

?aperfeiçoamento em queimador pirolítico com grelha móvel para forno de cal?, apresenta um aperfeiçoamento em queimador pirolítico com grelha móvel para forno de cal que utiliza a biomassa como combustível e gera um gás quente, capaz de atingir temperaturas muito elevadas. esta solução possibilita que a combustão da biomassa aconteça próxima da pedra de cal. este queimador pode ser instalado de forma embutida em fornos de cal."Improvement in pyrolithic lime kiln movable grill burner" is an improvement in pyrolithic lime kiln movable grill burner that uses biomass as a fuel and generates a hot gas capable of very high temperatures. This solution enables biomass combustion to occur near the lime stone. This burner can be flush mounted in lime kilns.

Description

APERFEIÇOAMENTO EM QUEIMADOR PIROLÍTICO COM GRELHA MÓVEL PARA FORNO DE CAL [001] O presente relatório refere-se a um aperfeiçoamento em queimador pirolítico com grelha móvel para forno de cal que utiliza a biomassa como combustível e gera um gás quente, capaz de atingir temperaturas muito elevadas. Este queimador é instalado, de forma embutida, em fornos de cal e possibilita que a combustão da biomassa ocorra próxima da pedra de cal.IMPROVEMENT IN A PIROLYTIC BURNER WITH MOBILE GRILL FOR LIME OVEN [001] This report refers to an improvement in a pyrolytic burner with a mobile grill for a lime kiln that uses biomass as fuel and generates a hot gas, capable of reaching very high temperatures high. This burner is installed, built-in, in lime kilns and allows the combustion of biomass to occur close to the lime stone.

[002] Já é de conhecimento técnico a utilização de processos para aquecer o cal. No entanto, nestes a combustão ocorre muito longe entre a pedra de cal, e muitas vezes, a pedra, não atinge a calcinação.[002] It is already technical knowledge to use processes to heat lime. However, in these combustion occurs a long way between the lime stone, and often, the stone does not reach calcination.

[003] O documento GB863583 trata de um processo para aquecer material sólido num forno modificado aonde ocorre a circulação continua dos gases de aquecimento num sistema fechado. Os referidos gases passam transversalmente e em direções opostas através do eixo do forno em duas zonas dividindo substancialmente igualmente as zonas de torrefação.[003] GB863583 deals with a process for heating solid material in a modified oven where the continuous circulation of heating gases occurs in a closed system. Said gases pass transversely and in opposite directions through the oven axis in two zones, substantially dividing the roasting zones equally.

[004] O documento CN205821180 apresenta um aprimoramento em fornos para calcinação, queimação ou torração de diferentes sólidos. Tal forno é acionado por gás, óleo ou combustível em pó através de bicos de queimadores que se projetam no interior do forno.[004] The document CN205821180 presents an improvement in furnaces for calcining, burning or roasting different solids. Such an oven is driven by gas, oil or powdered fuel through burner nozzles that protrude into the oven.

[005] O documento BR9103353 descreve um aperfeiçoamento, em fornos e estufas, capaz de proporcionar o abastecimento de combustível sólido no sistema de alimentação para queima fornos e estufas. Este é montados junto a tubo-calha e eixo de transporte com aletas, onde um sistema disposto de catraca acionada por braço de trabalho excêntrico conduz o material combustível de forma controlada e precisa, dispensando qualquer controle eletrônico [006] Entretanto, mesmo conhecendo as anterioridades relevantes, pode-se afirmar que as soluções já conhecidas de queimadores pirolíticos, não atendem a necessidade para forno de cal, pois a combustão da biomassa ocorre no interior do queimador, sendo assim a chama não atinge a pedra de cal. Os documentos de patentes citados, GB863583, CN205821180 e BR9103353, apresentam similaridade apenas quanto ao fato de utilizar[005] The document BR9103353 describes an improvement, in ovens and greenhouses, capable of providing the supply of solid fuel in the feeding system for burning ovens and greenhouses. These are mounted next to the tube-rail and transport shaft with fins, where a ratchet system activated by an eccentric working arm conducts the combustible material in a controlled and precise manner, dispensing with any electronic control [006] However, even knowing the previous ones relevant, it can be said that the solutions already known of pyrolytic burners, do not meet the need for lime kiln, as the combustion of biomass occurs inside the burner, so the flame does not reach the lime stone. The cited patent documents, GB863583, CN205821180 and BR9103353, show similarity only in terms of using

Petição 870170080362, de 20/10/2017, pág. 12/21Petition 870170080362, of 10/20/2017, p. 12/21

2/5 queimadores para diferentes tipos de sólidos. Deste modo, hoje, no mercado, inexiste a utilização de um dispositivo similar tal qual será explanado.2/5 burners for different types of solids. Thus, today, on the market, there is no use of a similar device as it will be explained.

[007] O presente documento descreve um queimador capaz de atingir a temperatura ideal para que a pedra de cal atinja a temperatura de calcinação. O dispositivo que aqui será explanado é composto basicamente de um silo alimentador, um queimador, um ventilador, que será devidamente instalado, de forma específica num forno de cal. O silo alimentador irá armazenar e dosificar a quantidade de biomassa que será utilizada na combustão, esta biomassa irá alimentar o queimador, que será instalado de modo a ficar embutido no forno de cal, sendo que o queimador possui configuração que permite que a combustão da biomassa ocorra muito próxima da pedra de cal, assim a pedra é capaz de atingir a temperatura ideal para que ocorra a calcinação.[007] This document describes a burner capable of reaching the ideal temperature for the lime stone to reach the calcination temperature. The device that will be explained here is basically composed of a feeder silo, a burner, a fan, which will be properly installed, specifically in a lime oven. The feed silo will store and dispense the amount of biomass that will be used in the combustion, this biomass will feed the burner, which will be installed in order to be embedded in the lime kiln, and the burner has a configuration that allows the combustion of the biomass occurs very close to the lime stone, so the stone is able to reach the ideal temperature for calcination to occur.

[008] O aperfeiçoamento apresentado confere inúmeras vantagens e benefícios como configuração simplificada e compacta além de aumentar a temperatura de combustão na pedra de cal. Este objeto possui uma configuração mais simplificada e, presumivelmente, a eficiência do processo de queima de cal se tornará mais eficiente do que os já existentes no mercado.[008] The improvement presented provides numerous advantages and benefits such as simplified and compact configuration in addition to increasing the combustion temperature in the lime stone. This object has a more simplified configuration and, presumably, the efficiency of the lime burning process will become more efficient than those already on the market.

[009] A Figura 1 apresenta uma vista frontal do queimador(100) instalado externamente ao forno de cal(200).[009] Figure 1 shows a front view of the burner (100) installed outside the lime oven (200).

[010] A figura 2 apresenta uma vista com o detalhe da parte interna do forno(200), mostrando a configuração para ser embutido o queimador(100).[010] Figure 2 shows a detail view of the interior of the oven (200), showing the configuration for the burner (100) to be embedded.

[011] A figura 3 apresenta uma vista interna com detalhes do queimador(100) embutido ao forno(200).[011] Figure 3 shows an internal view with details of the burner (100) built into the oven (200).

[012] A figura 4 apresenta uma vista externa no queimador(100).[012] Figure 4 shows an external view on the burner (100).

[013] A figura 5 apresenta uma disposição diferenciada para o queimador(100).[013] Figure 5 shows a different arrangement for the burner (100).

[014] A figura 6 apresenta uma configuração opcional do queimador(200) para a utilização de serragem combustível.[014] Figure 6 shows an optional burner configuration (200) for the use of combustible sawdust.

[015] Conforme figuras apresentadas, o equipamento, queimador(100) compreende um silo(110) alimentador do queimador(100) e o ventilador(300) [016] Conforme apresentado na figura 1, o silo alimentador(110) é parte do conjunto e o responsável por armazenar e dosar a biomassa utilizada[015] As shown in the figures, the equipment, burner (100) comprises a silo (110) that feeds the burner (100) and the fan (300) [016] As shown in figure 1, the feeder silo (110) is part of the responsible for storing and measuring the biomass used

Petição 870170080362, de 20/10/2017, pág. 13/21Petition 870170080362, of 10/20/2017, p. 13/21

3/5 na combustão; a dosagem é feita através de helicoides(111) tracionados por motoredutor(112) e a configuração do dito helicoide(111).3/5 on combustion; dosing is done through helicoids (111) driven by a gearmotor (112) and the configuration of said helicoid (111).

[017] De acordo com as figuras 2 e 3, o queimador(100) é instalado na forma embutida ao forno de cal(200); é feita sobre uma superfície deslizante com flange(120) para conexão do queimador(100) ao forno de cal(200). O forno(200) deve prever abertura suficiente compatível para encaixe do queimador(100), que compreende internamente um conjunto de grelhas móveis(130) e as grelhas fixas(140), pelas quais é transportada a biomassa para sua combustão ao interior do forno; esta parte do queimador(100) é posicionada através desta abertura correspondente do forno(200), de modo a se comunicar internamente com o dito forno(200). As partes referente as grelhas móveis(130) se movem através de um carro(131) acionado por motoredutor(132) e canhoto(133). O carro(131) se mantém apoiado sobre roletes(134) para reduzir o atrito no movimento, dispensando a utilização de mancais como nos queimadores convencionais.[017] According to figures 2 and 3, the burner (100) is installed in the form embedded in the lime oven (200); it is made on a sliding surface with flange (120) to connect the burner (100) to the lime kiln (200). The oven (200) must provide a sufficiently compatible opening for fitting the burner (100), which internally comprises a set of mobile grills (130) and fixed grids (140), through which the biomass is transported for combustion inside the oven. ; this part of the burner (100) is positioned through this corresponding opening of the oven (200), in order to communicate internally with said oven (200). The parts referring to the mobile grids (130) move through a carriage (131) driven by a gearmotor (132) and left-handed (133). The carriage (131) remains supported on rollers (134) to reduce friction in the movement, eliminating the use of bearings as in conventional burners.

[018] O queimador(100) possui uma porta frontal(150) para acesso ao interior do queimador(100), esta porta frontal(150) contém em sua estrutura uma segunda porta para inspeção(151) e um visor(152) de chama. Sob as grelhas móveis(130) e as grelhas fixas(140) existem caixas de ar(160) para condução de ar necessário para a combustão da biomassa, como também o resfriamento das grelhas móveis(130) e das grelhas fixas(140), além dos componentes internos agregados. As caixas de ar(160) possuem dampers(210A, 210B) primários, e dampers(210C) secundários, para regulagem de vazão para cada ponto do queimador. Os dampers(210A) e (210B) são posicionados ao longo das grelhas, sendo que dos dampers(210A) são liberados o ar para pré-secagem da biomassa e nos dampers(210B) são liberados o ar para combustão, denominado ar primário; os dampers(210C) secundários são posicionados preferivelmente na extremidade das grelhas, na parte interna do forno(200), sendo que estes são responsáveis para liberar o ar para queima do gás gerado da pirólise da biomassa e queima de particulados em suspensão é, o qual é denominado ar secundário. Para a eficiência e funcionamento do queimador(100), o ar secundário liberado pelos dampers(210C) é direcionado e posicionado em um local estratégico rente a pedra(500) de cal.[018] The burner (100) has a front door (150) to access the interior of the burner (100), this front door (150) contains in its structure a second inspection door (151) and a display (152) of flame. Under the mobile grids (130) and the fixed grids (140) there are air boxes (160) for conducting the air necessary for the combustion of biomass, as well as the cooling of the mobile grids (130) and the fixed grids (140), in addition to the aggregate internal components. The air boxes (160) have primary dampers (210A, 210B), and secondary dampers (210C), for flow regulation for each burner point. The dampers (210A) and (210B) are positioned along the grids, and from the dampers (210A) air is released for pre-drying the biomass and in the dampers (210B) the air for combustion, called primary air, is released; the secondary dampers (210C) are preferably positioned at the end of the grids, inside the oven (200), and these are responsible for releasing air to burn the gas generated from the biomass pyrolysis and burning of suspended particles is, which is called secondary air. For the efficiency and functioning of the burner (100), the secondary air released by the dampers (210C) is directed and positioned in a strategic location close to the lime stone (500).

Petição 870170080362, de 20/10/2017, pág. 14/21Petition 870170080362, of 10/20/2017, p. 14/21

4/5 [019] É necessário a disposição de um ventilador(300), ventoinha, ou outro meio de produção de fluxo de ar, como fonte de geração de ar para o equipamento responsável pelo transporte do ar primário e secundário, utilizado pelo queimador(100) tanto na combustão como no resfriamento.4/5 [019] It is necessary to have a fan (300), fan, or other means of air flow production, as a source of air generation for the equipment responsible for the transport of primary and secondary air, used by the burner (100) in both combustion and cooling.

[020] A inicialização do queimador(100) se dá pelo início do fogo com lenha formando brasas em seu interior para lentamente adicionar o cavaco ou a biomassa a ser queimada. Inicializado o fogo é feito a regulagem do ar através dos dampers(210A, 210B e 210C) e regulagem do silo alimentador(110) fornecendo uma dosagem ideal para queima. O equipamento se encontra em pleno funcionamento em, aproximadamente, 2 horas e para que o queimador(100) continue funcionamento normalmente basta manter o silo alimentador(110) abastecido, o queimador(100) pode trabalhar de forma contínua por vários meses sem a necessidade de desligamento. Quando houver a necessidade de desligamento do queimador(100) é necessário deixar de abastecer o silo alimentador(110) deixando toda a biomassa no interior do queimador(100) queimar, mantendo o ventilador(300), ou outro meio de geração de fluxo de ventilação ligado por período suficiente de tempo, que é aproximadamente de 15 a 30 minutos, para resfriamento do equipamento. Após estes procedimentos o queimador(100) pode ser totalmente desligado.[020] The burner (100) is started by the start of the fire with firewood forming embers inside to slowly add the chip or biomass to be burned. When the fire is started, the air is regulated through the dampers (210A, 210B and 210C) and the feed silo (110) is regulated, providing an ideal dosage for burning. The equipment is fully operational in approximately 2 hours and for the burner (100) to continue operating normally, just keep the feeder silo (110) filled, the burner (100) can work continuously for several months without the need shutdown. When there is a need to switch off the burner (100), it is necessary to stop supplying the feeder silo (110), leaving all the biomass inside the burner (100) to burn, maintaining the fan (300), or other means of generating flow of water. ventilation turned on for a sufficient period of time, which is approximately 15 to 30 minutes, for cooling the equipment. After these procedures, the burner (100) can be switched off completely.

[021] A figura 6, apresenta uma configuração opcional para caso o queimador(100) utilize serragem em sua combustão, pois neste caso poderiam ser instalados ventiladores independentes para o sistema de ar, os dampers(210A e 210B) primários e dampers(210C) secundários.[021] Figure 6 presents an optional configuration in case the burner (100) uses sawdust in its combustion, as in this case independent fans could be installed for the air system, the primary dampers (210A and 210B) and dampers (210C ) secondary.

[022] Conforme apresentado nas figuras 1, 2, 3 e 4 o aperfeiçoamento apresentado pode ter o silo alimentador(110) instalado na lateral do queimador(100) ou de acordo com o configuração apresentada na figura 5 o silo alimentador(110) também pode ser instalado na parte frontal do queimador(100), dependendo do layout desejado.[022] As shown in figures 1, 2, 3 and 4 the improvement presented may have the feeder silo (110) installed on the side of the burner (100) or according to the configuration shown in figure 5 the feeder silo (110) also can be installed on the front of the burner (100), depending on the desired layout.

[023] Os itens aqui descritos são todos fabricados preferivelmente em aço carbono, exceto as grelhas móveis(130) e as grelhas fixas(140) que são fabricadas em ferro fundido branco ligado com percentual de cromo de 10%, 18% e 28% dependendo da temperatura de trabalho do grelhado [024] O aperfeiçoamento apresentado torna capaz o alcance da temperatura ideal para que a pedra de cal atinja a temperatura de calcinação,[023] The items described here are all preferably made of carbon steel, except for the mobile grills (130) and the fixed grills (140) which are made of white cast iron with a chromium percentage of 10%, 18% and 28% depending on the working temperature of the grill [024] The improvement presented makes it possible to reach the ideal temperature for the lime stone to reach the calcination temperature,

Petição 870170080362, de 20/10/2017, pág. 15/21Petition 870170080362, of 10/20/2017, p. 15/21

5/5 isso se dá pelo fato de a combustão da biomassa ocorrer mais próxima da pedra de cal assim é possível alcançar temperaturas de, aproximadamente, 1150°C as quais atendem o processo de calcinação.5/5 this is due to the fact that the combustion of biomass occurs closer to the lime stone so it is possible to reach temperatures of approximately 1150 ° C which meet the calcination process.

Claims

1. “IMPROVEMENT IN A PIROLYTIC BURNER WITH MOBILE GRILL FOR LIME OVEN”, which is installed in the form embedded in the lime kiln (200) must provide a sufficiently compatible opening for fitting the burner (100) characterized by comprising a feed silo (110) and storing the biomass connected to said burner (100) by a set of helicoids (111) driven by a gearmotor (112), and a set of grates that exit from the burner (100) into the lime kiln (200); and the set of grids are movable (130) and fixed (140), in which the parts referring to the movable grids (130) move through a carriage (131), supported on rollers (134), driven by a gearmotor (132) and left-handed (133); and the burner (100) has a front door (150) to access the interior of the burner (100), containing in its structure a second inspection door (151) and a flame display (152); under the movable grilles (130) and the fixed grilles (140) there will be air boxes (160) having primary dampers (210A, 210B) positioned along the grids and secondary dampers (210C) preferably positioned at the end of the grids, inside the oven (200); and for providing at least one fan (300), fan, or other means of producing air flow, for the equipment.

2. "IMPROVEMENT IN A PIROLYTIC BURNER WITH MOBILE GRILL FOR LIME OVEN", according to claim 1, characterized by having a sliding surface with flange (202), in order to allow the built-in assembly in the lime oven (200) .

3. "IMPROVEMENT IN A PIROLYTIC BURNER WITH MOBILE GRILL FOR LIME OVEN", according to claim 1, characterized in that independent dampers (210A and 210B) and secondary dampers (210C) can be installed for the air system.