BRPI0614266A2 - processo e dispositivo para a limpeza de porta de forno de coque - Google Patents

Abstract

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A LIMPEZA DE PORTA DE FORNO DE COQUE. Processo e dispositivo para a limpeza de uma porta de forno de coque, que apresenta um corte de vedação e um diafragma fixado na placa da porta de forno de coque, no qual ferramentas de limpeza impelidas por agentes de fluxo sob alta pressão com ejetores são dispostos e movidos de um lado para outro na região entre o corte de vedação e a placa de porta de forno de coque, de tal modo que as superfícies internas do diafragma e do corte de vedação sejam limpas, sendo que a porta de forno de coque é limpa imediatamente após a abertura da câmara de forno de coque na medida em que no mínimo um elemento ejetor, que é impelido por ar comprimido, é deslocado ao longo dos cortes de vedação e os ejetores ficam alinhados de tal modo que o ar atinja a superfície a ser limpa com um ângulo agudo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOE DISPOSITIVO PARA A LIMPEZA DE PORTA DE FORNO DE COQUE".

A invenção refere-se a um processo para a limpeza de porta deforno de coque, bem como a um dispositivo apropriado para isso.

Através de portas de fornos de coque pretende-se garantir umfechamento vedado a gases da câmara de forno de coque. Para isso foramdesenvolvidos inúmeros elementos de vedação para portas de fornos decoque. Uma condição para um fechamento da câmara vedado a gases, ape-sar do alto nível do desenvolvimento técnico dos elementos de vedação, é amanutenção cuidadosa das áreas de vedação na porta do forno de coque eno quadro da porta.

Já são conhecidos tanto dispositivos mecânicos de limpeza,quanto também a limpeza com água de alta pressão. No caso da limpezamecânica são empregadas escovas, Raspadeiras, instrumentos de cardar,respectivamente dispositivos de limpeza e dispositivos de corte. Esses dis-positivos de limpeza têm a desvantagem de que eles requerem muito tempopara o processo de limpeza e, apesar disso, têm um efeito reduzido de lim-peza, pois as ferramentas de limpeza só podem ser adaptadas às superfí-cies a serem limpas de modo condicional. Além disso, há o risco de danificaros cortes de vedação. Após um uso prolongado dos dispositivos mecânicosde limpeza, os cortes de vedação ficam desgastados. De resto, as ferramen-tas de limpeza também se desgastam e precisam ser substituídas regular-mente.

No caso da limpeza com água de alta pressão, as águas residu-ais impuras constituem um problema.

Pela DE 30 14 124 C2 conhece-se um dispositivo de limpeza deporta de forno de coque, que propõe para a limpeza da porta do forno decoque tanto ferramentas de limpeza mecânicas, quanto impelidas por agen-tes de fluxo de alta pressão, nas quais são empregados água ou vapor.

Nesse tipo de limpeza constitui uma desvantagem o fato de quea limpeza é muito complexa e se têm tanto as desvantagens da limpeza me-cânica, quanto da limpeza com água de alta pressão, isto é, a ocorrência deáguas residuais impuras.

Pela DE 101 61 659 C1 conhece-se uma porta de forno de co-que (porta DMT), cujas réguas de vedação apresentam um curso de molacom uma magnitude tal que elas possam se adaptar a todas as deformaçõesque ocorrem durante o processo de coqueificação, de tal modo que semprefique garantida uma vedação total. Também no caso dessa porta, o estadode sujeira, respectivamente de limpeza, tem importância decisiva para o seucomportamento de vedação e, portanto, para as emissões.

A JP 60 23 83 86 A divulga um processo e um dispositivo para alimpeza do canal de gás de uma calafetação de porta de uma porta de fornode coque. O canal de gás da calafetação de porta é limpo na região superiorpor meio de ar comprimido e na região inferior por meio de água de altapressão.

Também no caso desse processo de limpeza, as águas residu-ais sujas constituem um problema.

A JP 52 00 58 04 A refere-se a um dispositivo de limpeza paratampa de furo de enchimento e armação de furo de enchimento de fornos decoque com a ajuda de ejetores, através dos quais corre um líquido ou umgás. Não é apresentada uma limpeza de cortes de vedação de portas deforno de coque.

Pela DD 34 918 A conhece-se um processo para a limpeza deáreas de vedação em fornos de coque, especialmente quadros de portas,portas, aberturas de enchimento e aberturas de nivelamento, no qual o co-que miúdo é centrifugado por ar comprimido sobre as áreas de limpeza.

O coque miúdo é muito abrasivo. Devido a isso ocorre um preju-ízo de material sobre as áreas de vedação. Além disso, o descarte de coquemiúdo é problemático.

A invenção tem como objetivo disponibilizar um processo sim-ples de limpeza e um dispositivo apropriado para isso para a porta DMT,processo este que ao mesmo tempo também seja apropriado para outrossistemas de vedação de porta.

Esse objetivo é alcançado, no que se refere ao processo, pormeio das características da reivindicação 1 e, no que se refere ao dispositi-vo, por meio das características da reivindicação 15.

Desdobramentos ocorrem conforme as características das de-mais reivindicações.

A invenção se baseia no pensamento básico de que a porta deforno de coque, imediatamente após a abertura da câmara de forno de co-que, ainda se encontra tão quente que na região dos cortes de vedação edos diafragmas há uma temperatura de cerca de 130°C a 200°. Conseqüen-temente, o alcatrão depositado na superfície interna dos diafragmas e naregião dos cortes de vedação fica ainda tão viscoso que ele pode ser retira-do com relativa facilidade por meio de ar comprimido. Nesse caso, o ar queatinge a área a ser limpa com um ângulo agudo (< 45°) atua como uma es-pátula ou raspadeira. Aderências são removidas com esforço pequeno.

No caso mais simples, o elemento ejetor consiste em um únicoejetor.

A ação de espátula, respectivamente de Raspadeira, do elemen-to ejetor e, portanto, a ação de limpeza ainda podem ser melhoradas na me-dida em que o elemento ejetor seja constituídos por vários ejetores que fi-quem dispostos sucessivamente e/ou um ao lado do outro na direção demovimentação.

Segundo uma forma de execução, o elemento ejetor consiste emum par de ejetores com dois ejetores dispostos um ao lado do outro. Nessecaso, um dos ejetores limpa o canal de gás da porta DMT e o outro ejetorlimpa a superfície interna dos diafragmas.

Segundo uma outra forma de execução, o elemento ejetor éconstituído por dois ejetores dispostos sucessivamente. O primeiro ejetorencontra-se alinhado de tal modo que o ar atinja a superfície a ser limpa comum ângulo agudo. O segundo ejetor encontra-se alinhado de tal modo que oar atinja a área a ser limpa, tal como um impacto de martelo, com um ânguloobtuso (cerca de 90°). Desse modo, para a limpeza da porta forma-se umacombinação de efeito Raspadeira e impacto de martelo. Uma combinação deefeito de impacto de martelo e de Raspadeira também é possível. Nessecaso, os dois ejetores têm que ser dispostos tão afastados um do outro queo ar dos ejetores atinja com um ângulo agudo antes da área que será limpapelos ejetores com um ângulo obtuso.

Segundo uma outra forma de execução, o elemento ejetor con-siste em um par de ejetores duplos. No caso desse par de ejetores duplos,os dois ejetores dianteiros são alinhados de tal modo que o ar atinja a super-fície a ser limpa com um ângulo agudo, enquanto que os dois ejetores trasei-ros atingem a superfície a ser limpa com um ângulo obtuso.

Adicionalmente, o efeito de limpeza do, no mínimo um, elementoejetor pode ser aumentado na medida em que ele seja impactado por arcomprimido pulsante. Nesse caso, por meio de um pulsador é gerada umacorrente de ar pulsante, cuja freqüência de pulsação pode ser ajustada àsrespectivas condições. Um outro aperfeiçoamento do efeito de limpeza tam-bém pode ser obtido por meio de um jato de ar rotativo, e desse modo au-menta a dimensão da superfície a ser limpa. Desse modo também se obtémum efeito vantajoso semelhante a um impacto de martelo.

Também é possível uma combinação de jato de ar rotativo e jatode ar pulsante.

O efeito de limpeza do processo de limpeza de acordo com ainvenção também pode ser aumentado na medida em que as seções trans-versais de abertura do ejetores sejam reduzidas e/ou a pressão do ar sejaaumentada por um compressor.

Em uma forma de execução preferencial, um único elementoejetor percorre toda a superfície interna do diafragma e os cortes de veda-ção; nesse caso, o elemento ejetor é deslocado inicialmente na região inferi-or de porta, começando do meio para o canto esquerdo e para o canto direi-to. Em seguida, toda a circunferência da porta é percorrida, e na região infe-rior o elemento ejetor é mais uma vez deslocado para lá e/ou para trás.

Segundo uma outra forma de execução, dois elementos ejetorespercorrem uma respectiva metade das vedações de porta de forno de coque.

Em uma outra forma de execução, são empregados quatro ele-mentos ejetores, isto é, dois para a limpeza vertical e dois para a limpezahorizontal da porta de forno de coque.

Em uma outra forma de execução, os elementos ejetores estãodispostos de modo estacionário. Nesse caso, os elementos ejetores são pro-jetados, de preferência, como pares de ejetores duplos e são dispostos comuma distância tal que o ar dos ejetores atinjam, com o ângulo agudo, o pontoda superfície a ser limpa em que é atingido o ar dos ejetores com o ânguloobtuso do par traseiro de ejetores. Desse modo, fica garantida uma limpezade toda a área de vedação por meio dos ejetores estacionários em uma sóetapa de trabalho. Por meio de válvulas magnéticas, o ar comprimido é con-trolado de tal modo que a limpeza da porta de forno de coque ocorra porsegmentos, porém em sobreposição.

Para minimizar um resfriamento das áreas a serem limpas, emum desdobramento da invenção o elemento ejetor é deslocado ao longo doscortes de vedação, contra a direção de movimentação do ar, que atinge asuperfície a ser limpa com um ângulo agudo. Desse modo evita-se ampla-mente um resfriamento da área de vedação ainda a ser limpa.

O dispositivo de acordo com a invenção consiste em uma caixapara dentro da qual a porta de forno de coque a ser limpa é deslocada, res-pectivamente colocada. Nessa caixa encontra-se disposto o, no mínimo um,elemento ejetor deslocável. De preferência, essa caixa se localiza sobre amáquina de pressão, respectivamente sobre a máquina de conduzir coque.Nessa caixa são limpas as portas do respectivo forno de coque a ser mane-jado. No entanto, também é possível uma caixa estacionária nas plataformasintermediárias e extremas, onde é colocada a porta do forno de coque a serlimpa. Devido ao enclausuramento, as sujeiras que ocorrem durante a lim-peza da porta do forno de coque não podem chegar à atmosfera. Em vezdisso, elas são acumuladas nas paredes e, por fim, sobre a base em umabacia de captação e são adicionadas, por cargas, à carga de carvão. Para alimpeza das áreas internas da caixa podem ser dispostos outros elementosejetores. A bacia de captação pode ser coberta com uma pequena quantida-de de carvão, de tal modo que as partículas de alcatrão removidas não fi-quem aderidas na bacia; o esvaziamento da bacia de captação é executadona máquina de pressão, de um modo tal que as partículas de alcatrão e decarvão sejam conduzidas ao depósito de carvão aplainado que se localizasobre a máquina de pressão. Pelo lado do coque, a bacia de captação é es-vaziada para um recipiente coletor. O conteúdo do recipiente coletor é forne-cido, em seguida, à carga de carvão. Também para a máquina de pressão épossível a disposição de um recipiente coletor à parte.

Segundo um desdobramento da invenção, a limpeza de portacom os elementos ejetores, na presença de dispositivos mecânicos de lim-peza de porta com escovas, raspadeiras ou instrumentos de cardar, podeser reequipada na medida em que, por exemplo, as escovas sejam substitu-ídas por um elemento ejetor. Essa reequipagem tem a vantagem de que osdispositivos de limpeza existentes podem ser empregados para o processode acordo com a invenção de limpeza de porta.

Com o dispositivo de limpeza de porta de acordo com a inven-ção também podem ser limpos todos os sistemas de vedação conhecidos doestado da técnica, como por exemplo o sistema de vedação com réguas deimpacto de martelo, réguas em forma de Z etc. Isso também é vantajoso pa-ra uma fase de reequipagem de uma instalação de forno de coque para aporta DMT, na qual provisoriamente encontram-se em ação ao mesmo tem-po diferentes sistemas de vedação de porta. No caso de emprego de paresde ejetores duplos em sistemas convencionais de vedação de porta semcanal de gás, tanto a superfície de diafragma interna entre a calafetação deporta e o corte de vedação, quanto também o próprio corte de vedação sãolimpos pelo jato de ar comprimido.

Para que o alcatrão quente e viscoso não seja resfriado pelo jatode ar, segundo um desdobramento da invenção o ar comprimido é aquecido.

Para o aquecimento do ar comprimido aproveita-se o calor des-pendido existente na usina de coque. Dependendo das condições locais,pode-se aproveitar o calor liberado da barra impulsora resfriada por ar ou doar liberado por equipamentos de ar condicionado ou de calor de compres-são. Nesse caso, o calor pode ser obtido por meio de sucção direta do arquente ou por meio de uima condução planejada do ar comprimido atravésde regiões que liberem calor irradiado elevado devido ao processo de co-queificação.

O aquecimento por ar comprimido também pode ser efetuadopor meio de aquecimento e isolamento de um reservatório de ar comprimido.

Isso é possível porque a quantidade necessária de ar para a limpeza de umaporta é tão pequena que a fase de aquecimento no período entre os proces-sos de limpeza de porta é suficiente para aquecer novamente o ar para nomínimo 80°C, de preferência > 130°C.

O dispositivo de limpeza de porta de acordo com a invençãoconsiste em um compressor que se localiza sobre a máquina corresponden-te, isto é, pelo lado da máquina sobre a máquina de pressão e pelo lado docoque sobre a máquina de conduzir coque. Com esse compressor o ar élevado para a pressão necessária. O ar comprimido é fornecido a um reser-vatório de ar comprimido, de lá, ele é dirigido ao, no mínimo um, elementoejetor através de dutos de conexão rígidos e flexíveis. Entre o, no mínimoum, elemento ejetor e o reservatório de ar comprimido se localizam válvulasmagnéticas que são comandadas eletricamente, fazendo com que tanto aquantidade de ar quanto o tempo do fluxo de ar possam ser predetermina-dos correspondentemente. Além disso, em cada um dos dutos de alimenta-ção para os elementos ejetores encontram-se dispostos reguladores depressão com os quais se pode regular a respectiva pressão do ejetor.

O controle da quantidade de ar, da pressão de ar e especialmentedos caminhos de limpeza predeterminados com cada uma dos elementos eje-tores pode ser executado eletronicamente por meio de uma programação. Ocontrole pode ser efetuado por meio do SPS principal (controle programávelpor memória) da máquina de operar o forno ou por meio de um SPS à parte.

Os elementos ejetores são guiados a uma distância de cerca de5 cm pelas áreas e serem limpas. Devido a essa distância obtém-se umatolerância suficiente, de tal modo que seja possível compensar empenamen-tos das vedações de porta e, ao contrário dos dispositivos mecânicos delimpeza, fica garantida uma boa limpeza em todos os pontos.

Outros detalhes, características e vantagens do objeto da inven-ção são obtidos a partir das demais reivindicações, bem como da descriçãosubseqüente do desenho correspondente, no qual são mostrados - comoexemplo - exemplos de execução preferenciais dos dispositivos de limpezade porta de acordo com a invenção. Suprime-se aqui uma descrição deta-lhada e um desenho da limpeza dos lados internos da caixa. A combinaçãodos elementos para isso necessários é evidente e se encontra ao alcance.No desenho mostra-se:

Figura 1: uma exposição esquemática da alimentação de arcomprimido dos elementos ejetores;

Figura 2: um elemento ejetor com um ejetor com ângulo agudode sopro;

Figura 3: um elemento ejetor com dois ejetores com ângulo agu-do de sopro;

Figura 4: um elemento ejetor com dois ejetores dispostos suces-sivamente com um ejetor com ângulo de sopro obtuso e um ejetor com ân-gulo de sopro agudo;

Figura 5: um elemento ejetor sob a forma de elemento duplo depares de ejetor com dois ejetores dispostos um ao lado do outro com ângulode sopro obtuso e antes dele dois ejetores com ângulo de sopro agudo;

Figura 6: uma exposição esquemática da evolução de cada umadas fases de limpeza, no processo para a limpeza de porta de forno de co-que com quatro pares de ejetores duplos;

Figura 7: uma forma de execução com uma disposição estacio-nária dos elementos de ejetores.

A figura 1 mostra a alimentação de ar comprimido dos elementosejetores. Em um duto 1 está disposto um compressor 2, o qual comprime oar comprimido e o bombeia para um reservatório de ar comprimido 3. O re-servatório de ar comprimido 3 é munido de um aquecimento de reservatóriode ar comprimido 4. A partir do reservatório de ar comprimido 3, o ar com-primido corre através de dutos 5 e 5', nos quais estão dispostos reguladoresde pressão 6 e 6', bem como válvulas magnéticas 7 e 7", para elementosejetores 8 e 8'.Na figura 2, em uma vista lateral A, uma vista interna B e umavista de cima C, é mostrado esquematicamente o processo de acordo com ainvenção para a limpeza de porta de forno de coque com um ejetor 10. Pormeio do ejetor 10, o ar comprimido é soprado em um ângulo agudo parauma régua de vedação 15 com um corte de vedação 16, bem como para asuperfície interna de um diafragma 17, que está fixado em uma placa de por-ta de forno de coque 18 com uma calafetação de porta 19. A trajetória dejato do ar comprimido é mostrada como exemplo por meio dos jatos 11, 12,13 e 14. O jato 11 atinge o corte de vedação 16 da régua de vedação 15. Ojato 12 atinge a região onde se acha fixada a régua de vedação 15 no dia-fragma 17. O jato 13 atinge a região entre o diafragma 17 e a calafetação deporta 18. O jato 14 atinge o centro da superfície interna do diafragma 17.

Da figura 2 deduz-se que toda a região entre o corte de vedaçãoe a placa de porta de forno de coque é atingida por ar comprimido do ejetor10 e desse modo os depósitos de alcatrão são soprados para fora e, conse-qüentemente, a porta de forno de coque é limpa.

A figura 3 mostra um elemento ejetor 8 com dois ejetores 20 e20', que estão dirigidos com um ângulo de sopro agudo para a régua de ve-dação 15 com corte de vedação 16 a ser limpa (vista lateral A). Da vista in-terna B e da vista de cima C deduz-se que a porta de forno de coque é equi-pada com um canal de gás circulante 21, com réguas de vedação externas15, com cortes de vedação 16, e com réguas de vedação internas 15' comcortes de vedação 16'. O canal de gás 21 com o diafragma 17 está fixado àplaca de porta de forno de coque 18. Conforme indicado pelos jatos 11, 12,13, 14 e 11', o ejetor 20 limpa o canal de gás 21. Os jatos 11', 12', 13' e 14'mostram que a superfície interna do diafragma 17 é limpa pelos ejetores 20'.

A figura 4 mostra a limpeza de uma porta de forno de coque comuma régua de vedação 15 com corte de vedação 16 e o diafragma 17 com umejetor 25 com ângulo de sopro obtuso e um ejetor 26 com ângulo de soproagudo. Os demais números de referência têm o mesmo significado que nasfiguras precedentes. Nesse caso, para facilitar a observação prescindiu-se daexposição das trajetórias de jatos 11', 13' e 14' do ejetor 25 na vista interna B.Na figura 5 é mostrada a limpeza da porta DMT com um elemen-to de pares de ejetores duplos 30. O elemento de pares de ejetores duplosconsiste em dois ejetores 31 e 31' que são alinhados de tal modo que o aratinja a superfície a ser limpa com um ângulo agudo, e dois ejetores 32 e32', cujos jatos atingem a superfície a ser limpa com um ângulo obtuso.

Os demais números de referência têm o mesmo significado quenas figuras precedentes. Também nesse caso, na vista interna B prescindiu-se da exposição dos jatos 1113' e 141 dos ejetores 32 e 32'.

A figura 6 mostra a evolução do processo de limpeza de porta deacordo com a invenção, com quatro pares de ejetores duplos. Nesse caso,são empregados dois pares de ejetores duplos para limpeza vertical da portade forno de coque e dois para a limpeza horizontal da mesma. A evoluçãotemporal da limpeza das quatro sub-regiões é controlada de tal modo queseja impedida amplamente a sujeira das regiões de áreas de vedação já Iim-pas por outras regiões ainda não totalmente limpas ou por impurezas soltas.Em uma primeira fase de limpeza com a rota de limpeza RW 1, a região su-perior de porta é limpa por um par superior de ejetores duplos 35. Em umasegunda fase de limpeza RW 2, as duas regiões laterais são limpas por cimacomeçando pelos pares de ejetores duplos 36 e 36', e paralelamente a issoa região inferior da área a ser limpa é limpa pelo par de ejetores duplos 37.Nesse caso, na região inferior um par de ejetores duplos 37 é deslocadocomeçando do centro para o canto esquerdo e para o canto direito e nova-mente para a posição central. Em uma terceira fase subseqüente de limpezaRW 3, a região inferior é mais uma vez limpa por meio de deslocamento deum lado para o outro do par inferior de ejetores duplos 37 até chegar aoscantos. Por meio da fase de limpeza RW 3 fica garantido que na região infe-rior da porta de forno de coque caia a maioria das impurezas.

A figura 7 mostra a limpeza de porta de forno de coque de acor-do com a invenção, com uma disposição estacionária dos elementos ejeto-res. Os elementos ejetores estão dispostos em uma caixa 40 com uma pa-rede externa de caixa 41 e uma parede interna de caixa 42. As limitações decanal de gás 43 e 43' da porta DMT são indicadas pelas linhas tracejadas.Na caixa estão dispostos ejetores 45, 47 e 49 para a limpeza do canal degás e ejetores 46, 48 e 50 para a limpeza da superfície interna do diafragma,sob a forma de ejetores duplos, sendo que os ejetores 45-50 estão dirigidoscom um ângulo agudo para as superfícies a serem limpas. Nesse caso, osejetores duplos estão dispostos a uma distância tal que as áreas que sãoatingidas pelo ar dos ejetores 45-50 se sobreponham só um pouco às áreasque são atingidas pelo ar dos ejetores adjacentes 45-50. Desse modo, ficagarantida uma limpeza de toda a área de vedação por meio dos ejetores es-tacionários 45-50.

Como se constata na figura 7, os ejetores 45 e 46 estão alinha-dos para a direita a começar do canto superior esquerdo da caixa 40. Come-çando do canto superior direito da caixa 40, os ejetores 47 e 48 ejetam parabaixo. A partir do canto inferior direito da caixa 40, os ejetores 49 e 50 eje-tam para a esquerda. Essa disposição é mantida até pouco antes do centro53 da caixa 40.

Pelo lado esquerdo da caixa 40, os ejetores 47 e 48 ejetam parabaixo a começar do canto superior esquerdo. A partir do canto inferior es-querdo da caixa, os ejetores 45 e 46 ejetam para a direita. Essa direção deejeção é mantida até pouco antes do centro 53 da caixa 40. No canto superioresquerdo da caixa 40 estão dispostos ejetores adicionais 51 e 52 que atingemas áreas que não podem ser alcançadas pelos ejetores 45, 46 e 47, 48.

A limpeza da porta de forno de coque é efetuada por segmentos.Nesse caso, um segmento é constituído geralmente de 10 ejetores duplos,que consistem nos ejetores 45 e 46, 47 e 48, respectivamente 49 e 50. Osejetores mantêm uma distância de 11 cm. Para portas de forno de coque decerca de 7, 40 m de altura, como são empregadas por exemplo na usina decoque Prosper da Deutschen Steinkohle AG, isso significa que a limpeza éefetuada sucessivamente em quinze segmentos S1-S15. Em uma primeirafase de limpeza, o segmento superior S1 é limpo. Nesse caso, o ar comprimi-do é controlado por válvulas magnéticas, não mostradas, de tal modo que nosegmento superior S1 seis ejetores duplos, que consistem nos ejetores 45 e46, que limpam a região horizontal superior das áreas de vedação, bem comoos dois ejetores duplos superiores, que consistem nos ejetores 47 e 48, queejetam respectivamente para baixo, e os ejetores 51 e 52 são impulsionadospor ar comprimido. A demais limpeza da porta é efetuada nos segmentos S2-S14, que são constituídos respectivamente por cinco ejetores duplos para ca-da lado, começando de cima até em baixo no segmento S15. Lá, os dois eje-tores duplos inferiores com os ejetores 47, 48 ejetam para baixo, e os ejetores45, 46, bem como 49, 50 ejetam respectivamente na direção do centro 53 dacaixa 40. Já que devido às direções de sopro escolhidas, as impurezas seacumulam no segmento inferior S15, então o ciclo de limpeza nesse segmen-to é prolongado. Nos segmentos S1-S14, o tempo de limpeza comporta res-pectivamente quinze segundos; no segmento S15, trinta segundos. Disso re-sulta um tempo total de limpeza de quatro minutos. Já que o tempo desde olevantamento até a recolocação das portas de forno de coque comporta cercade 5 minutos, então o processo de limpeza não leva a um retardamento naevolução da operação. No caso desse tipo de limpeza é possível uma limpezatotal da porta de forno de coque com uma capacidade relativamente pequenado compressor. Além disso, impede-se amplamente uma sujeira das regiõesde áreas de vedação já limpas durante a limpeza de por de acordo com a in-venção devido a impurezas que se soltem.

A concepção básica da invenção, de que a porte de forno decoque tem que ser limpa imediatamente depois da abertura da câmara deforno de coque, porque devido à temperatura da porta de forno de coque oalcatrão depositado na região dos cortes de vedação ainda se encontra tãoviscoso que ele pode ser removido com relativa facilidade por meio de arcomprimido, foi comprovada pelos testes que se seguem. Em primeiro lugar,foi tomado o perfil de temperatura do alcatrão no canal de gás da porta DMTdurante o funcionamento da usina de coque. As temperaturas foram detec-tadas tanto imediatamente depois do processo de abertura, quanto depoisde uma fase de resfriamento de cerca de 5 minutos. Para simular o resfria-mento da porte de forno de coque pelo processo de limpeza de acordo coma invenção por meio de ar comprimido, durante a fase de resfriamento asregiões correspondentes da porta de forno de coque foram atingidas por arcomprimido. As temperaturas no canal de gás antes da fase de resfriamentosituavam-se entre 180° e 200°C, e depois da fase de resfriamento situavam-se entre 140°C e 160°C. Em todos os casos, o alcatrão encontrava-se liqüe-feito. Durante a curta fase de resfriamento, ele se encontrava mais viscoso,quanto mais baixa era a temperatura.

Depois da tomada do perfil de temperatura, na unidade técnicaforam executados testes como os que se seguem:

Um segmento do canal de gás com cerca de 50 cm de compri-mento com diafragma foi separado de uma vedação de porta original e foimontado horizontalmente sobre uma placa quente por meio de grampos pa-ra carpinteiros. Em seguida, o canal de gás e a superfície de diafragma re-ceberam uma quantidade constante de alcatrão proveniente da região daporta de uma instalação de usina de coque. Esse alcatrão foi aquecido paracerca de 135°C por meio da placa de aquecimento. Para a limpeza do alca-trão, tanto um ejetor compacto quanto um ejetor plano foram deslocados auma distância predeterminada de 3-5 cm e com um ângulo de cerca de 40°pela região do canal de gás e da superfície de diafragma. Nesse caso, apressão do ar foi sempre 1 MPa (10 bar). Por meio de repesagem do seg-mento limpo (canal de gás e segmento do diafragma) foi determinado o de-sempenho da limpeza. Os resultados são apresentados na Tabela 1.

Tabela 1: testes de limpeza com ejetores de ar e alcatrão quente (1- parte)

<table>table see original document page 14</column></row><table>Tabela 1: (2ê parte)

<table>table see original document page 15</column></row><table>

Como mostra a tabela 1, em geral foram obtidos desempenhos de cerca de90 a 95%.

Em uma outra série de testes, foi determinado o desempenho delimpeza com alcatrão mais resfriado. Para tanto o alcatrão foi inicialmenteaquecido para 135°C e novamente resfriado para cerca de 100°C, antes quea limpeza fosse executada por meio de ar comprimido. Os resultados sãoapresentados na tabela 2.

Tabela 2: testes de limpeza com ejetores de ar comprimido e alcatrão resfri-ado (13 parte)

<table>table see original document page 15</column></row><table>Tabela 2: (2â parte)

<table>table see original document page 16</column></row><table>

Como se observa na tabela 2, no caso do alcatrão resfriado e,conseqüentemente, endurecido, foram obtidos desempenhos de limpezanitidamente piores. Eles se situam na ordem de grandeza de < 30 % do de-sempenho de limpeza.

A partir desses testes foi possível tirar a conclusão de que o alca-trão ainda quente, que aderiu às vedações de porta pouco depois do processode abertura durante o funcionamento da usina de coque, pode ser limpo semproblemas por meio de ar comprimido que atinge as áreas a serem limpascom um ângulo agudo. Pequenos restos de alcatrão, não removidos, no canalde gás não prejudicam o efeito de vedação da porta DMT. Espera-se que umalimpeza básica complicada, por exemplo por meio de jatos de areia, só serianecessária após um maior espaço de tempo de cerca de 18 meses. No casodo processo de acordo com a invenção para limpeza de porta de forno de co-que não ocorrem as desvantagens do processo de limpeza de porta segundoo estado da técnica, tais como danificações e fenômenos de desgaste nasáreas de vedação devido a raspadeiras, ou tratamento e manejo de águasresiduais como no caso da limpeza com ejetores de água.

Exemplo de execução:

O dispositivo de acordo com a invenção para a limpeza de portaconsiste em quatro elementos ejetores duplos que são projetados como pa-res de ejetores duplos, sendo que respectivamente um ejetor é dirigido emângulo obtuso e um ejetor em ângulo agudo para as superfícies a seremlimpas. São empregados respectivamente dois pares de ejetores duplos pa-ra as regiões de porta horizontais e dois pares de ejetores duplos para asregiões de porta verticais. A porta é colocada no dispositivo de limpeza en-clausurado imediatamente após a abertura da câmara de forno de coque, detal modo que se evita, por um lado, um resfriamento rápido das áreas a se-rem limpas e, por outro lado, que se suje a região da máquina devido às par-tículas de alcatrão e de coque que se soltam durante a limpeza. O enclausu-ramento acha-se conectado, na região superior, a uma cúpula de exaustãoque está ligada com a exaustão existente, de tal modo que o ar comprimidoimpuro não alcance a atmosfera. Na região inferior encontra-se uma baciade captação, na qual são coletadas as partículas de alcatrão removidas. Aevolução temporal da limpeza das quatro sub-regiões é controlada de talmodo que seja evitado amplamente que se sujem as regiões de áreas devedação já limpas por meio das outras regiões ainda não completamentelimpas ou por meio de sujeiras que se soltem.

Em uma primeira fase de limpeza, a região superior de porta élimpa por meio do par superior de ejetores duplos. Em uma segunda fase delimpeza, as duas regiões laterais são limpas começando de cima, e paralela-mente a isso a região inferior da área a ser limpa. Nesse caso, na região infe-rior, o par de ejetores duplos é deslocado a partir do centro para o canto es-querdo e para o canto direito e novamente para a posição central. Em umaterceira fase de limpeza subseqüente, a região inferior é novamente limpa pormeio de um deslocamento de um lado para o outro do par inferior de ejetoresduplos do canto esquerdo para o canto direito, começando do centro.

Para se configurar de modo perfeito a limpeza das regiões dasvedações de porta sujas por alcatrão e coque, o ar é comprimido por meiode um compressor para uma pressão prévia suficiente e, em seguida, pormeio de cargas ele para os ejetores ele é colocado em pulsação e em rota-ção. Devido a esses procedimentos garante-se que os jatos de ar comprimi-do possam limpar todas as regiões tanto do canal de gás, quanto da superfí-cie interna do diafragma.

Já que com base nos testes anteriores foi constatado que ocorreuma limpeza perfeita em temperaturas acima de 130°C, então o ar compri-mido no reservatório de pressão é preaquecido por meio de aquecimento dorevestimento e de isolamento para cerca de 130°C. O aquecimento é dimen-sionado de tal modo que no espaço de tempo entre cada um dos processosde descarga de coque, a quantidade de ar localizada no reservatório depressão seja novamente aquecida.

Por meio de aquecimento das paredes internas do enclausura-mento, o alcatrão solto é mantido líquido, de tal modo que ele possa fluir pa-ra fora e ser coletado pela bacia de captação colocada no fundo.

Com o dispositivo de limpeza de acordo com a invenção, a portafoi limpa com segurança e satisfatoriamente, de tal modo que durante o pro-cesso de coqueificação foi garantida em todos os momentos uma vedaçãocompleta da câmara de forno de coque pela porta DMT. Não puderam serobservadas emissões causadas por portas mal vedadas do forno de coque.

Lista de Números de Referência

1 duto

2 compressor

3 reservatório de ar comprimido

4 aquecimento do reservatório de pressão

5 duto

5' duto

6 regulador de pressão

6' regulador de pressão

7 válvula magnética7' válvula magnética

8 elemento ejetor

8' elemento ejetor

10 ejetor

11 jato

11' jato11" jato 12 jato 12' jato 12" jato 13 jato 13' jato 14 jato 14' jato 15 régua de vedação 15' régua de vedação 16 corte de vedação 16' corte de vedação 17 diafragma 18 placa da porta do forno de coque 19 calafetação da porta 20 ejetor 20' ejetor 21 canal de gás 25 ejetor 26 ejetor 30 elemento de par de ejetores duplos 31 ejetor 31' ejetor 32 ejetor 32' ejetor 35 par de ejetores duplos 36 par de ejetores duplos 36' par de ejetores duplos 37 par de ejetores duplos 40 caixa 41 parede externa de caixa 42 parede interna de caixa43 limitações de canal de gás 43' limitações de canal de gás 45 ejeto r 46 ejetor 47 ejetor 48 ejetor 49 ejetor 50 ejetor 51 ejetor 52 ejetor 53 centro A vista lateral B vista interna C vista de cima RW1 fase de limpeza RW2 fase de limpeza RW3 fase de limpeza S1 segmento S2 segmento S3 segmento S4 segmento S5 segmento S6 segmento S7 segmento S8 segmento S9 segmento S10 segmento S11 segmento S12 segmento S13 segmento S14 segmento S15 segmento

Claims (21)

1. Processo para a limpeza de uma porta de forno de coque queapresenta cortes de vedação e diafragmas fixados na placa da porta de for-no de coque, no qual ferramentas de limpeza impelidas por agentes de fluxode alta pressão com ejetores são movidas de um lado para o outro na regiãoentre os cortes de vedação e a placa de porta de forno de coque, de tal mo-do que a superfície interna dos diafragmas e os cortes de vedação sejamlimpos, caracterizado pelo fato de que a porta de forno de coque é limpa i-mediatamente após a abertura da câmara de forno de coque na medida emque no mínimo um elemento ejetor, que é impelido por ar comprimido, é des-locado ao longo dos cortes de vedação e os ejetores fiquem alinhados de talmodo que o ar atinja a superfície a ser limpa com um ângulo agudo (< 45°).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que um elemento ejetor é deslocado por todas as superfícies a se-rem limpas.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que dois elementos ejetores são deslocados por uma respectiva me-tade das superfícies a serem limpas.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que quatro elementos ejetores são deslocados pelas superfícies aserem limpas, sendo que dois elementos ejetores são empregados para alimpeza das seções de superfície verticais e dois elementos ejetores sãoempregados para a limpeza das seções de superfície horizontais.

5. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 4, caracteri-zado pelo fato de que a porta de forno de coque é deslocada para dentro deuma caixa imediatamente após a abertura da câmara de forno de coque,onde ficam dispostos os elementos ejetores.

6. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 5, caracteri-zado pelo fato de que o ar é comprimido por meio de um compressor.

7. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 6, caracteri-zado pelo fato de que o ar é aquecido.

8. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o controle da quantidade de ar é executado por válvu-las magnéticas; a pressão de ar por regulador de pressão e os caminhos delimpeza por meio de unidades de acionamento, eletronicamente por meio deuma programação.

9. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 8, caracteri-zado pelo fato de que o ar comprimido, durante o processo de limpeza, éaspirado da caixa por meio de um dispositivo de sucção e o alcatrão removi-do é coletado em uma bacia de captação.

10. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 9, caracte-rizado pelo fato de que a caixa é aquecida.

11. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 10, carac-terizado pelo fato de que os elementos ejetores são aquecidos.

12. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 11, carac-terizado pelo fato de que o ar comprimido é colocado em pulsação.

13. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 12, carac-terizado pelo fato de que o ar comprimido é colocado em rotação pelo ele-mento ejetor.

14. Processo de acordo com as reivindicações de 1 a 13, carac-terizado pelo fato de que o ar comprimido é colocado tanto em pulsação co-mo em rotação.

15. Dispositivo para a execução do processo de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o, no mínimo um, elementoejetor está disposto em uma caixa (40) e está conectado com um compres-sor (2), com um reservatório de ar comprimido (3), através de um duto (5),com um regulador de pressão (6) e uma válvula magnética (7).

16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que o, no mínimo um, elemento ejetor consiste em um ejetor(10).

17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de que o, no mínimo um, elemento ejetor consiste em um ejetorduplo (20), (20').

18. Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que o, no mínimo um, elemento ejetor consiste em um par deejetores duplos (35), (36).

19. Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que o, no mínimo um, elemento ejetor consiste em uma série deejetores duplos (45), (46), (47), (48) e (49), (50), os quais estão dispostos demodo estacionário na caixa (40).

20. Dispositivo de acordo com as reivindicações de 15 a 19, ca-racterizado pelo fato de que na caixa (40) para os elementos ejetores estãodispostos uma cúpula de descarga e uma bacia de captação.

21. Dispositivo de acordo com as reivindicações de 15 a 20, ca-racterizado pelo fato de que são previstos elementos ejetores para a limpezadas áreas internas da caixa (40).