BRPI1001922A2

BRPI1001922A2 - aparelho e método de queima de ar

Info

Publication number: BRPI1001922A2
Application number: BRPI1001922A
Authority: BR
Inventors: Jianhui Hong; Joseph Colannino; Robert E Schwartz; Roger L Poe
Original assignee: John Zink Co Llc
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2015-10-27
Also published as: SG166728A1; CA2700957A1; KR101255883B1; EP2251601A2; JP2010286230A; AU2010201853B2; MX2010004321A; AR079587A1; KR20100122458A; CN101886812A; AU2010201853A1; US20100291492A1; CA2700957C; TW201102588A

Abstract

aparelho e método de queima de ar. a presente invenção refere-se a um aparelho de queima para descarregar e queimar "flare gas" na atmosfera. a ponta do queimador inclui um conduto do "flare gas" sendo dotado de uma abertura de descarga do "flare gas" e de conduto do ar de combustão sendo dotado de uma abertura de descarga de ar de combustão. todo "flare gas" a ser queimado é descarregado através da abertura de descarga do "flare gas" na coluna unificada de ar descarregado através da abertura de descarga de ar de combustão. a abertura de descarga do "flare gas" e a abertura de descarga de ar de combustão sao posicionadas com relação uma a outra de maneira que o "flare gas" descarregado da abertura de descarga do "flare gas" é descarregado para dentro no ar de combustão que é descarregado da abertura de descarga de ar de combustão e misturado na mesma. essencialmente todo "flare gas" descarregado é misturado com o ar de combustão descarregado ou ar atmosférico externo fora do aparelho de queima evitando por meio disso a combustão interna. e também proporcionado um método de queimar uma mistura de "flare gas" e de ar de combustão.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO E MÉTODO DE QUEIMA DE AR".

Antecedentes da Invenção Os queimadores de gás são comumente posicionados nas instalações de produção, refinarias, usinas de processamento e coisa parecida para gases de resíduos inflamáveis e outros fluxos de gás inflamável que são desviados devido às exigências de ventilação, paradas, transtornos e/ou emergências. Tais queimadores são frequentemente requeridos para operar em uma maneira sem fumaça, o que foi alcançado assegurando que o gás inflamável a ser descarregado e queimado ("flare gas") seja misturado com ar suficiente para oxidar suficientemente o gás. Um aparelho de queima típico inclui um "flare stack" (tubo de ventilação vertical de altura usado em refinarias de petróleo), que pode se estender bem acima do solo, e uma ponta do queimador montada no "flare stack".

Em um "air-assist flare", são usados um ou mais insufladores para impelir o ar para cima através do "flare stack". Em um "steam-assist flare", o vapor é usado para proporcionar a força motriz necessária e energia de arrastamento para aumentar o ar ao redor do aparelho de queima. Alguns queimadores utilizam tanto ar quanto vapor forçado para alcançar o resultado desejado.

Além de ser projetado e operado em uma maneira que elimina ou reduz significativamente a fumaça, os queimadores precisam ser projetados e operados de maneira que seja evitada a combustão interna. A combustão interna, que é a combustão de partes do "flare gas" e do ar dentro da ponta do queimador e outras estruturas, pode levar o aparelho de queima a ser dotado de vida útil relativamente curta. O reparo e/ou substituição do aparelho de queima ou de partes do mesmo é dispendioso e pode resultar em interrupções características da instalação ou usina correspondente.

Em uma "air-assist flare tip", o ar é impelido por um insuflador ou um ventilador através do fundo da ponta do queimador. A quantidade este-quiométrica de ar necessário para alcançar o grau desejado de combustão varia dependendo da aplicação. Como um resultado, o número de insuflado- res ou ventiladores e o cavalo-força dos mesmos varia de queimador para queimador. A taxa de fluxo do "flare gas" varia dependendo do que está levando o "flare gas" a ser descarregado. Tipicamente, apenas uma porcentagem relativamente pequena do total de gás inflamável ou usado na instalação ou usina é ventilada e qualquer momento. Por outro lado, em muitas aplicações um aparelho de queima precisa ser projetado para acomodar um total de parada da usina ou instalação, requerendo um alto volume de gás inflamável a ser ventilado em um período de tempo relativamente curto. Portanto, muitos queimadores são projetados e incluem o número e tamanho de insufladores necessários para acomodar uma taxa de fluxo relativamente alta de "flare gas".

Em uma ponta do queimador típica, o ar e o "flare gas" são geralmente descarregados coaxialmente na atmosfera. Tal ponta do queimador em turbulência ou difusão para misturar o ar e o gás de maneira suficiente para um processo de combustão estável. Infelizmente, tal sistema de mistura pode não ser tão eficiente quanto possível em todas as aplicações. O atmosférico externo na saída do fluxo de "flare gas" pode ser inibido impedido de misturar com o "flare gas" devido ao vento ou outros fatores.

Em alguns queimadores, o "flare gas" é injetado dentro do fluxo de ar de combustão que é descarregado da ponta do queimador para quebrar o ar de combustão descarregado em várias partes específicas. O "flare gas" é também injetado de maneira anular ao redor do ar de combustão descarregado / fluxo de "flare gas". Essa abordagem é eficaz no sentido de que confere "flare gas" diretamente para dentro do envoltório de chama adjacente à ponta do queimador. Um fluxo pré-misturado ou aerado é criado imediatamente adjacente à saída da ponta do queimador e dentro do envoltório de chama. Contudo, de acordo com a presente invenção, foi descoberto que, em alguns cenários, o "flare gas" ou o envoltório de chama podem cobrir apreciavelmente o inibir o fluxo do fluxo pré-misturado ou aerado antecipadamente em seu processo de mistura. Isso pode minimizar a quantidade de ar de combustão descarregado que pode ser misturado no envoltório de chama mais afastado da extremidade de descarga da ponta do queimador.

Pode ser também possível pré-misturar o "flare gas" e o ar de combustão dentro do aparelho de queima antes do gás e do ar serem descarregados do aparelho de queima e inflamados. Contudo, em determinadas aplicações, essa abordagem pode ocasionar uma combustão interna e encurtar significativamente a vida útil da ponta do queimador.

Sumário da Invenção De acordo com a presente invenção, é proporcionado um aparelho de queima para descarregar e queimar "flare gas" na atmosfera. É proporcionada uma ponta do queimador aperfeiçoada para uso em associação com o aparelho de queima inventivo. É também proporcionado um método de queimar uma mistura de "flare gas" e ar de combustão em um aparelho de queima sem pré-misturar uma parte significativa do "flare gas" com o ar de combustão dentro do aparelho de queima antes de descarregar o "flare gas" e o ar de combustão do aparelho de queima. A ponta do queimador inventiva compreende um conduto do "flare gas" e um conduto do ar de combustão associado ao conduto do "flare gas". O conduto do "flare gas" inclui uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e uma parede lateral conectando a primeira extremidade à segunda extremidade, em que o conduto do "flare gas" é adaptado para estar fluidicamente conectado à fonte de "flare gas", e a segunda extremidade do conduto do "flare gas" define uma abertura de descarga de "flare gas". O conduto do "flare gas" e a abertura de descarga do "flare gas" são dimensionados o suficiente para permitir que todo o "flare gas" que deva ser descarregado e queimado pelo aparelho de queima para ser descarregado através da abertura de descarga do "flare gas". O conduto do ar de combustão inclui uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e uma parede lateral conectando a primeira extremidade na segunda extremidade, em que o dito conduto do ar de combustão está adaptado para ser conectado fluidicamente a uma fonte de ar de combustão, e a dita segunda extremidade do dito conduto do ar de combustão define uma abertura de descarga de ar de combustão. O conduto do ar de combustão é dotado de uma estrutura que leva uma coluna unificada de ar de combustão a ser descarregada através da abertura de descarga de ar de combustão. A abertura de descarga do "flare gas" e a abertura de descarga de ar de combustão do aparelho de queima inventivo estão posicionadas com relação uma a outra de maneira que essencialmente todo o "flare gas" a ser descarregado pelo aparelho de queima possa ser descarregado através da abertura de descarga do "flare gas" para dentro da coluna do ar de combustão descarregado da abertura de descarga de ar de combustão e de maneira que essencialmente todo "flare gas" descarregado possa ser misturado com o ar de combustão descarregado ou com o ar atmosférico externo do conduto do ar de combustão e do conduto do "flare gas". O método inventivo compreende as seguintes etapas: (a) uma coluna unificada de ar de combustão é descarregada do aparelho de queima na atmosfera; (b) essencialmente todo "flare gas" a ser queimado pelo aparelho de queima é descarregado na a atmosfera a partir do aparelho de queima e para dentro da coluna descarregada do ar de combustão de maneira que essencialmente todo "flare gas" descarregado seja misturado com o ar de combustão descarregado e o ar atmosférico externo fora do aparelho de queima; e (c) a mistura do "flare gas" descarregado, do ar de combustão descarregado e do ar atmosférico externo é inflamada.

Os objetivos, as características e as vantagens da presente invenção serão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica ao lerem a descrição detalhada que se segue.

Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é uma vista em corte da parte anterior de um aparelho de queima do estado da técnica. A figura 2 é uma vista em corte transversal tomada ao longo da linha 2-2 da figura 1. A figura 3 é uma vista elevada da parte anterior de uma configuração do aparelho de queima inventivo. A figura 4A é uma vista em perspectiva da ponta do queimador do aparelho de queima ilustrado pela figura 3. A figura 4B é uma vista em corte da parte anterior do aparelho de queima ilustrado pela figura 4A. A figura 4C é uma vista em corte transversal tomada ao longo da linha 4C-4C da figura 4B. A figura 4D é uma vista em corte transversal tomada ao longo da linha 4D-4D da figura 4B. A figura 4E é uma vista em detalhe ampliada de uma parte do aparelho de queima ilustrado pelas figuras 4A a 4D ilustrando a diferença entre as alturas do conduto do ar de combustão e do conduto do "flare gas" e o diâmetro hidráulico do conduto do ar de combustão.

As figuras 5A e 5B são vistas em corte da parte anterior ilustrando configurações adicionais do aparelho de queima inventivo. A figura 6A é uma vista em corte da parte anterior ilustrando outra configuração do aparelho de queima inventivo. A figura 6B é uma vista em detalhe ampliada de uma parte do aparelho de queima ilustrado pela figura 6A. A figura 7A é uma vista em corte da parte anterior ilustrando outra configuração do aparelho de queima inventivo. A figura 7B é uma vista em detalhe ampliada de uma parte do aparelho de queima ilustrado pela figura 7A. A figura 8A uma vista em corte da parte anterior do aparelho de queima ilustrado pelas figuras 4A a 4E ilustrando como o "flare gas" pode ser girado. A figura 8B é uma vista em corte transversal tomada ao longo da linha 8B-8B da figura 8A.

As figuras 9A a 9C ilustram adicionalmente um sistema coordenado 3D que pode ser utilizado com relação ao aparelho de queima inventivo para descrever os mecanismos de fluxo associados ao mesmo. A figura 10A é uma vista em corte da parte anterior ilustrando outra modalidade do aparelho de queima inventivo. A figura 10B é uma. vista em corte transversal tomada ao longo da linha 10B-10B da figura 10A. A figura 11 é uma vista em perspectiva ilustrando ainda outra modalidade do aparelho de queima inventivo.

As figuras 12 e 13 ilustram algumas configurações alternativas do aparelho de queima inventivo. A figura 14A ilustra um padrão de chama criado pelo aparelho de queima inventivo. A figura 14B ilustra o contorno da fração do volume do "flare gas" avaliado por uma simulação dinâmica de fluido computacional no aparelho de queima inventivo.

Descrição detalhada da Invenção Referindo-se agora aos desenhos, e particularmente às figuras 1 e 2, está ilustrado um exemplo de um aparelho de queima usado antigamente e geralmente designado pelo número 10. Conforme ilustrado pela figura 1, uma ponta do queimador está ilustrada para a extremidade superior de um "flare stack" 14 e para um conduto de gás inflamável 16 que se estende a-través do "flare stack" 14 para conduzir um fluxo de gás inflamável para a ponta do queimador 12. Uma montagem piloto 18 está fixada no aparelho de queima 10 para inflamar a mistura do gás inflamável e do ar descarregado do aparelho de queima. O aparelho de queima do estado da técnica 10 é compreendido de um membro tubular 20 sendo dotado de uma extremidade de descarga 22. Um insuflador de ar de combustão 24 está fixado no "flare stack" 14. Conforme indicado pelas setas 23, o insuflador 24 leva o ar a percorrer para cima através do "flare stack" 14 e para e através da ponta do queimador 12. Um primeiro membro tubular interno 26 sendo dotado de uma extremidade de descarga 28 está posicionado dentro do membro tubular externo 20 e forma um espaço de descarga de ar anular 30 entre o primeiro membro tubular interno e o membro tubular externo. Um segundo membro tubular interno 32 sendo dotado de uma extremidade de descarga 34 está posicionado dentro do primeiro membro tubular interno 26. O segundo membro tubular interno 32 forma um espaço de descarga de gás inflamável 36 entre o se- gundo membro tubular interno e o primeiro membro tubular interno 26. O espaço de descarga de gás inflamável 36 é proporcionado imediatamente adjacente ao espaço de descarga de ar anular 30. O segundo membro tubular interno 32 também inclui um espaço interno 38 que serve de preferência como um espaço de descarga de ar adicional 40. Uma pluralidade de defle-tores de ar 42 e 44 estão dispostos dentro do espaço de descarga de ar anular 30 e do espaço de descarga de ar adicional 40.

Conforme indicado pelas setas 46, o gás inflamável é descarregado do espaço de descarga de gás inflamável 36 para a atmosfera no padrão direto anular, isto é, em uma direção geralmente paralela ao eixo geométrico vertical central (o eixo geométrico longitudinal) 47 do aparelho de queima 10. Os defletores 42 44 levam o ar descarregado dos espaços de descarga de ar 30 e 40 para girar imediatamente adjacente ao gás inflamável que impede o ar descarregado bem como ar ambiente de entrar e misturar com o gás inflamável dentro do aparelho de queima, por meio disso impedindo a queima no mesmo. O aparelho de queima do estado da técnica ilustrado pelas figuras 1 e 2 dos desenhos está descrito e ilustrado na Patente no. U.S. 5.846.068, expedida em 8 de dezembro de 1998, cuja descrição encontra-se incorporada ao presente à guisa de referência. Apesar de tal aparelho de queima ser eficaz em muitas aplicações, pode ser desejável um mecanismo de mistura diferente ou suplementar.

De acordo com a invenção, a mistura rápida do "flare gas" e do ar fora do aparelho de queima pode ser alcançada em uma maneira altamente eficiente. A abordagem da mistura utilizada permite que o "flare gas" e ar de combustão sejam eficaz e eficientemente misturados sem pré-misturar uma parte significativa do "flare gas" e do ar de combustão dentro do aparelho de queima antes de descarregar o ar e o ar do mesmo.

Referindo-se agora à figura 3, o aparelho de queima inventivo para descarregar e queimar "flare gas" na atmosfera está ilustrado e geralmente designado pela referência numérica 50. O aparelho de queima 50 inclui uma base de queimador 52, um "flare stack" 54, uma ponta do queima- dor 56, um conduto de liberação de "flare gas" 58, uma montagem piloto 60, e um insuflador de ar de combustão 62. A base de queimador 52 inclui uma plataforma de base 70 e uma pluralidade de braços de base 72 se estendendo da mesma. A plataforma de base 70 pode ser fixada no solo ou em alguma outra estrutura (não ilustrada). Os braços de base 72 são fixados no "flare stack" 54 e prendem o "flare stack" fora do solo para permitir que o ar seja induzido diretamente através do fundo do "flare stack". O "flare stack" 54 é um conduto sendo dotado de uma seção transversal circular. O "flare stack” inclui uma primeira extremidade 74, uma segunda extremidade 76 e uma parede lateral 77 conectando a primeira extremidade na segunda extremidade. O ar de combustão é conduzido através da primeira extremidade 74 para a parte interna 78 da "flare stack" 54 e través da parte interna do "flare stack" para dentro 80 da ponta do queimador 56. Um flange de conexão convencional 79 está fixado na segunda extremidade do "flare stack" 54. O insuflador de ar de combustão está montado na parte interna 78 do "flare stack" 54 adjacente à primeira extremidade 74 do mesmo. O insuflador força o ar externo da atmosfera 81 ao redor da primeira extremidade 74 do "flare stack" 54 para e através da parte interna 78 do "flare stack" 54 e para e através da parte interna 80 da ponta do queimador 56. O conduto de liberação do "flare gas" 58 é também um conduto sendo dotado de uma seção transversal circular. O conduto de liberação do "flare gas" 58 inclui uma primeira extremidade 82 direta ou indiretamente fixada na fonte do "flare gas" a ser ventilado pelo aparelho de queima 50 (não ilustrado) e uma segunda extremidade 84 fixada na ponta do queimador 56. O "flare gas" é conduzido através da parte interna 87 do conduto de distribuição de "flare gas" 58 para a ponta do queimador 56. Conforme aqui u-sado e nas reivindicações em anexo, "flare gas" se refere ao gás inflamável a ser descarregado e queimado pelo aparelho de queima 50. A montagem piloto 60 inclui um conduto de combustível piloto 88 fixado no aparelho de queima 50, um misturador de gás-ar convencional 90 associado ao conduto de combustível piloto, e um queimador piloto 92. O combustível piloto é conduzido de uma fonte do mesmo (não ilustrada) através do conduto 88 (conduto 88a) para o misturador 90. O misturador 90 mistura o combustível piloto com o ar. A mistura do combustível piloto e ar conduzida pelo misturador 90 através do conduto 88 (conduto 88b) para o queimador piloto 92. Um ignitor (não ilustrado) é conectado a um conduto de ignição 94 que é fixado no aparelho de queima 50 para gerar uma chama de ignição (não ilustrada). A chama de ignição é conduzida para o queimador piloto 92 através do conduto de ignição 94. Ao mesmo tempo em que está apenas ilustrada uma montagem piloto 60 na figura 3, deve ser compreendido por aquelas versados na técnica que podem ser utilizadas duas ou mais montagens dependendo da quantidade de gás a ser queimado e de outros fatores.

Referindo-se agora às figuras 4A a 4E, a ponta do queimador 56 inclui um conduto de "flare gas" 100, e um conduto do ar de combustão 102. A ponta do queimador 56, o conduto do "flare gas" 100 e o conduto do ar de combustão 102 incluem os eixos geométricos centrais verticais 103, 104 e 105, respectivamente. Os eixos geométricos centrais verticais 103, 104 e 105 são também eixos geométricos longitudinais do respectivo conduto. Exceto para a modalidade ilustrada pela figura 11, os eixos geométricos centrais verticais (eixos geométricos longitudinais) 103, 104 e 105 do aparelho de queima 50, o conduto do "flare gas" 100 e conduto do ar de combustão 102 são os mesmos. O conduto do "flare gas" 100 também inclui um eixo geométrico externo vertical 107, que é geralmente paralelo ao eixo geométrico central vertical 104. Similarmente, o conduto do ar de combustão 102 também inclui um eixo geométrico externo vertical 109, que é geralmente paralelo ao eixo geométrico central vertical 105. Conforme aqui usado e nas reivindicações em anexo, os termos de orientação usados com relação ao aparelho de queima 50 como, por exemplo, "vertical" e "horizontal" são baseados na orientação do aparelho de queima conforme ilustrado pelos desenhos. O conduto do "flare gas" 100 é dotado de uma seção transversal circular e inclui uma parte interna 106, uma primeira extremidade 108, uma segunda extremidade 110 e uma parede lateral 112 conectando a primeira extremidade do conduto do "flare gas" à segunda extremidade do mesmo. A segunda extremidade 110 do conduto do "flare gas" 100 define uma abertura de descarga do "flare gas" 114. O conduto do "flare gas" 100 e a abertura de descarga do "flare gas" 114 são dimensionados para permitir que todo "flare gas” que deva ser descarregado e queimado pelo aparelho de queima 50 seja descarregado através da abertura de descarga do "flare gas”. Uma parte 115 da parede lateral 112 que é adjacente à abertura de descarga do "flare gas" 114 afile para dentro em direção ao eixo geométrico central vertical 105 do conduto do ar de combustão 102. A parede lateral 112 do conduto do "flare gas" 100 inclui uma abertura 116 na mesma. A segunda extremidade 84 do conduto de distribuição de "flare gas" 58 é fixada na parede lateral 112 do conduto de "flare gas" 100 sobre a abertura 116 na parede lateral permitindo por meio disso que o "flare gas" seja conduzido da parte interna 87 do conduto de distribuição de "flare gas" para a parte interna 106 do conduto de "flare gas". A primeira extremidade 108 do conduto do "flare gas" 100 inclui uma parede inferior 118 sendo dotada de uma abertura 120 na mesma. O conduto do ar de combustão 102 é dotado de uma seção transversal circular e inclui uma parte interna 126, uma primeira extremidade 128, uma segunda extremidade 130 e uma parede lateral 132 conectando a primeira extremidade do conduto do "flare gas" à segunda extremidade da mesma. A segunda extremidade 130 do conduto do ar de combustão 102 define uma abertura de descarga de ar de combustão 134. O conduto do ar de combustão 102 é dotado de uma estrutura que leva a coluna unificada do ar de combustão 133 a ser descarregada através da abertura de descarga de ar de combustão 134. Conforme aqui usado e nas reivindicações em a-nexo, uma coluna unificada de ar de combustão significa um fluxo ou coluna de ar de combustão que não inclua uma quantidade significativa de "flare gas" na mesma (isto é, um fluxo ou coluna de ar de combustão que não inclua uma quantidade de "flare gas" na mesma que seja suficiente para formar uma mistura inflamável de ar de combustão e de "flare gas" dentro do aparelho de queima antes de ser descarregada do aparelho de queima). Uma quantidade significativa do "flare gas" (isto é uma quantidade de "flare gas" que é ou deva ser suficiente para criar uma mistura inflamável de ar de combustão e "flare gas" dentro do conduto do ar de combustão 102) não é misturada com o ar de combustão no conduto do ar de combustão 102 ou injetada da mesma dentro do conduto do ar de combustão 102 diretamente para dentro da coluna do ar de combustão descarregado através da abertura de descarga do ar de combustão 134. Preferivelmente, nenhum "flare gas" é misturado com o ar de combustão no conduto do ar de combustão 102 ou injetado do mesmo dentro do conduto do ar de combustão 102 diretamente dentro da coluna do ar de combustão descarregado através da abertura de descarga de ar de combustão 134.

Uma parte 135 da parede lateral 132 que é adjacente à abertura de descarga de ar de combustão 134 afina para dentro em direção ao eixo geométrico central vertical 105 do conduto do ar de combustão 102 e o eixo geométrico central vertical 103 da ponta do queimador de lado a lado 56. A primeira extremidade 128 do conduto do ar de combustão 102 inclui um flange 136 fixado na mesma, que é complementar ao flange 79 fixado na segunda extremidade 76 do "flare stack" 54. O flange 136 é conectado ao flange 76 para conectar vedadamente a primeira extremidade 128 do conduto do ar de combustão 102 na segunda extremidade 76 do "flare stack" 54 de maneira que a parte interna 126 do conduto do ar de combustão esteja em comunicação fluida com a parte interna 78 do "flare stack". O conduto do ar de combustão 102 está posicionado dentro do conduto do "flare gas" 100 de maneira que a segunda extremidade 130 do conduto do ar de combustão se estenda ligeiramente além da segunda extremidade 110 do conduto do "flare gas". Em outras palavras, a altura do conduto do ar de combustão 102 é ligeiramente maior do que a altura do conduto do "flare gas" 100. Conforme aqui usado e nas reivindicações em anexo, a "altura" do conduto do "flare gas" 100, do conduto do ar de combustão 102 ou de qualquer outro componente significa a extensão na qual o conduto se estende para a atmosfera 81 ao longo do eixo geométrico central vertical 103 da ponta do queimador 56. O conduto do ar de combustão 102 não se estende inteiramente no conduto do "flare gas" 100. Especificamente, o conduto do ar de combustão se estende através da abertura 120 na parede inferior 118 do conduto do "flare gas" 100 de maneira que a primeira extremidade 128 do conduto do ar de combustão seja posicionada abaixo da primeira extremidade 108 do conduto do "flare gas". O conduto do ar de combustão 102 é pelo menos parcialmente concentricamente disposto dentro do conduto do "flare gas" 100.

Devido ao posicionamento do conduto do arde combustão 102 dentro do conduto do "flare gas" 100, um espaço anular de descarga de "flare gas" 140 se estende ao redor do conduto do ar de combustão dentro da parte interna 106 do conduto do "flare gas". A parte interna 126 do conduto do ar de combustão 102 serve como um espaço de descarga de ar de combustão 142. Uma gaxeta 146 está incluída na ou adjacente à borda 147 da abertura 120 na parede inferior 118 do conduto do "flare gas" 100 para formar uma vedação entre a parede lateral 132 e a borda 147 da abertura 120 para evitar o vazamento do "flare gas" através da mesma.

Conforme ilustrado pelas setas 150 nas figuras 4A e 4B (e também nas figuras 8A, 11 e 14B, comentadas abaixo), a coluna unificada de ar de combustão 133 é conduzida através do espaço de descarga de ar de combustão 143 (a parte interna 126) do conduto do ar de combustão 102 e descarregada na atmosfera 81 através da abertura de descarga de ar de combustão 134 do mesmo. Uma parte central do arde combustão 162 dentro do espaço de descarga do ar de combustão 142 (a parte interna 126) é descarregada axialmente da abertura de descarga de ar de combustão 134. Uma parte anular externa do ar de combustão 154 dentro do espaço de descarga do ar 142 (a parte interna 126) é direcionada para dentro em direção à parte central do ar de combustão 152 pela parte afilada para dentro 135 da parede lateral 132 que é adjacente à abertura de descarga de ar de combustão 134. Conforme comentado adicionalmente abaixo, apesar da coluna de ar ser uma coluna unificada de ar de combustão no ponto de descarga para a atmosfera 81 através da abertura de descarga de ar de combustão 134, necessariamente não permanece unificada uma vez que seja descarregada através da abertura de descarga de ar de combustão devido à mistura do "flare gas" proveniente da abertura de descarga do "flare gas" 114 na mesma. A coluna de ar de combustão 133, apesar de não ser necessariamente uma coluna unificada de ar de combustão após ser descarregada através da abertura de descarga de ar de combustão 134, penetra para cima através da chama até que o ar de combustão seja consumido.

Essencialmente todo o "flare gas" a ser descarregado e queimado pelo aparelho de queima 50 é conduzido através do espaço de descarga de "flare gas" anular 140 (a parte interna 106) do conduto do "flare gas" 100 e descarregado na atmosfera 81 através da abertura de descarga do "flare gas" 114 do conduto do "flare gas" como um fluxo de "flare gas" 162. Conforme aqui usado e nas reivindicações em anexo, "essencialmente todo" do "flare gas" descarregado significa todo "flare gas" a ser descarregado e queimado pelo aparelho de queima 50 exceto por uma parte insignificante do mesmo (isto é, todo o "flare gas" a ser descarregado e queimado pelo aparelho de queima 50 exceto por possivelmente uma quantidade de "flare gas" que não seja suficiente para criar uma mistura inflamável de ar de combustão e de "flare gas" dentro do conduto do ar de combustão 102). Em outras palavras, qualquer "flare gas" a ser descarregado e queimado pelo aparelho de queima 50 que seja misturado com ar de combustão dentro do conduto do ar de combustão 102 não é suficiente para formar uma mistura inflamável dentro do conduto do ar de combustão. Preferivelmente, e conforme ilustrado pelas setas 160 nos desenhos, todo (100%) do "flare gas" a ser descarregado e queimado pelo aparelho de queima 50 é conduzido através do espaço de descarga de "flare gas" anular 140 (a parte interna 106 do conduto do "flare gas" 100 e descarregado na atmosfera 81 através da abertura de descarga do "flare gas" 114 do conduto do "flare gas" como um fluxo de "flare gas" 162.

Devido ao posicionamento da abertura de descarga do "flare gas" 114 e da abertura de descarga de ar de combustão 134 com respeito uma a outra e a parte afilada para dentro 115 da parede lateral 112 do con- duto do "flare gas" 100, o fluxo de "flare gas" 162 é descarregado através da abertura de descarga do "flare gas" 114 ao redor e para dentro (em direção ao eixo geométrico central vertical 105 do conduto do ar de combustão 102) na coluna de ar de combustão 133 descarregado através da abertura de descarga de ar de combustão 134 do conduto do ar de combustão 102. Conforme aqui usado e nas reivindicações em anexo, "ao redor" da coluna de ar de combustão 133 descarregado através da abertura de descarga de ar de combustão 134 significa circundar completamente a coluna de ar de combustão, e circundar parcialmente a coluna de ar de combustão ou circular de maneira intermitente a coluna de ar de combustão. Conforme ilustrado, o fluxo de "flare gas" 162 é preferivelmente descarregado através da abertura de descarga do "flare gas" 114 em um padrão anular completamente ao redor da coluna de ar de combustão 133 descarregado da abertura de descarga de ar de combustão 134.

Devido ao posicionamento da abertura de descarga do "flare gas" 114 e da abertura de descarga de ar de combustão 134 com respeito uma a outra, o fluxo de "flare gas" 162 é descarregado através da abertura de descarga do "flare gas" 114 ao redor e para dentro da coluna do ar de combustão 133 descarregado através da abertura de descarga de ar de combustão 134 em uma maneira que leva o "flare gas" descarregado a ser misturado com o ar de combustão descarregado. Devido ao posicionamento da abertura de descarga do "flare gas" 114 e da abertura de descarga de ar de combustão 134 com respeito uma a outra, essencialmente todo o "flare gas" descarregado (isto é, todo o "flare gas" descarregado pelo aparelho de queima 50 exceto para uma possível quantidade de "flare gas" que não seja suficiente para criar uma mistura inflamável de ar de combustão e de "flare gas" dentro do conduto do ar de combustão 102) é misturado com o ar de combustão descarregado ou com o ar atmosférico externo fora do conduto do ar de combustão 102 e do conduto do "flare gas" 100. O "flare gas" a ser descarregado e queimado pelo aparelho de queima 50 e o ar de combustão são misturados de maneira suficiente sem pré-mistura de uma parte significativa do "flare gas" (isto é, uma quantidade de "flare gas" suficiente para formar uma mistura inflamável) com o ar de combustão dentro do aparelho de queima (por exemplo, dentro do conduto do ar de combustão 102 ou do conduto do "flare gas" 100) antes de descarregar o "flare gas" e o ar de combustão do aparelho de queima. O perímetro externo da extremidade de descarga da ponta do queimador 56 é usado como um ponto de mistura do ar e do gás. Desta maneira, podem ser minimizados ou evitados a combustão interna e o retrocesso de chama, por exemplo.

Devido ao fato do "flare gas" ser descarregado da abertura de descarga do "flare gas" 114 para dentro (em direção ao eixo geométrico vertical 105 do conduto do ar de combustão 102) na coluna de ar de combustão 133 descarregada da abertura de descarga de ar de combustão 134 do conduto do ar de combustão 102, uma grande parte (preferivelmente a maior parte) do fluxo de "flare gas" descarregado 162 penetra na coluna de ar de combustão 133. Isso leva o fluxo de "flare gas" descarregado 162 a ser rompida ou cortada pelo fluxo ou coluna de arde combustão descarregado 133, que promove mistura rápida e eficiente essencialmente de todo o "flare gas" descarregado com o ar de combustão descarregado ou o ar atmosférico externo fora do conduto do ar de combustão. Conforme aqui usado e nas reivindicações em anexo, ar atmosférico externo significa ar da atmosfera ao redor da abertura de descarga do "flare gas" 114 e da abertura de descarga de ar de combustão 134. Levando o processo de mistura a ocorrer fora do conduto do ar de combustão 102 e do conduto do "flare gas" 100, o fluxo de "flare gas" é exposto em um lado para o ar de combustão descarregado da abertura de descarga de ar de combustão 134 e no outro lado para o ar externo da atmosfera 81. São proporcionadas duas superfícies de mistura de ar distintas com respeito ao "flare gas". Isso efetivamente aproximadamente dobra a área interfacial do gás e do ar porque o fluxo de gás anular é agora dotado de superfícies de interface interna e externa. O ar externo é puxado para os fluxos de "flare gas" e de ar de combustão descarregados. A velocidade do fluxo de "flare gas" descarregado 162 auxilia a puxar o ar para a mistura. Uma grande quantidade de ar é disponível nos pontos de descarga e de mistura. Como um resultado, ocorre um processo de mistura muito rá- pido e eficiente. A massa da coluna unificada de ar de combustão 133 descarregado através da abertura de descarga de ar de combustão 134 do conduto do ar de combustão 102 é suficiente para levar uma grande parte da coluna de ar a penetrar para cima através pelo menos da parte de "flare gas" descarregado que é encontra inicialmente. Como um resultado, o ar de combustão descarregado não é facilmente coberto pelo "flare gas" permitindo por meio disso que uma quantidade significativa de ar de combustão descarregado seja liberada para e misturada com o "flare gas" afastado da extremidade de descarga da ponta do queimador. A segunda extremidade 130 do conduto do ar de combustão 102 é geralmente adjacente à segunda extremidade 110 do conduto do "flare gas" 100. A altura do conduto do ar de combustão 102 pode ser igual a, maior do que, ou menor do que a altura do conduto do "flare gas" 100. Contudo, para assegurar que uma parte significativa do "flare gas" não seja misturada com o ar de combustão dentro do aparelho de queima 50 antes de descarregar o "flare gas" e o ar de combustão do aparelho de queima, a altura do conduto do "flare gas" 100 com respeito à altura do conduto do ar de combustão 102 é limitada. Especificamente, se a altura do conduto do arde combustão 102 for menor do que a altura do conduto do "flare gas" 100, a proporção da diferença entre as alturas do conduto do ar de combustão e do conduto do "flare gas" para o diâmetro hidráulico do conduto do ar de combustão não é maior do que 0,05. Preferivelmente, na eventualidade da altura do conduto do ar de combustão 102 ser menor do que a altura do conduto do "flare gas" 100, a proporção da diferença entre as alturas do conduto do ar de combustão e do conduto do "flare gas" para o diâmetro hidráulico do conduto do ar de combustão não é maior do que 0,02. Preferivelmente, a altura do conduto do ar de combustão 102 é igual ou maior do que a altura do conduto do "flare gas" 100. Mais preferivelmente, a altura o conduto do ar de combustão 102 é maior do que a altura do conduto do "flare gas" 100 e a proporção da diferença entre as alturas do conduto do ar de combustão e do conduto do "flare gas" para o diâmetro hidráulico do conduto do ar de com- bustão é aproximadamente de 0,01. Conforme aqui usado e nas reivindicações em anexo, o diâmetro hidráulico do conduto do ar de combustão 102 é definido por quatro vezes a área de seção transversal do conduto do ar de combustão dividida pelo perímetro umedecido do conduto do ar de combustão, isto é, o perímetro da abertura de descarga de ar de combustão 134. Na eventualidade do conduto do ar de combustão ser dotado de uma seção transversal circular, conforme ilustrado pelas figuras 4A a 4E, o diâmetro hidráulico se iguala ao diâmetro do conduto do ar de combustão.

Conforme ilustrado nas figuras 4A, 4B e 4E, a altura do conduto do ar de combustão 102 do aparelho de queima ilustrado 50 é ligeiramente maior do que a altura do conduto do "flare gas" 100 do aparelho de queima, isto é, o conduto do ar de combustão se estende ligeiramente mais afastado para a atmosfera 81 ao longo do eixo geométrico central vertical 104 do aparelho de queima do que o conduto do "flare gas" se estende para a atmosfera ao longo do eixo geométrico central vertical do aparelho de queima. Referendo-se especificamente à figura 4E, será descrita a proporção da diferença entre as alturas do conduto do ar de combustão e do conduto do "flare gas" para o diâmetro hidráulico do conduto do ar de combustão no aparelho de queima 50. Presumindo que a diferença das alturas do conduto do ar de combustão 102 e do conduto do "flare gas" 100, ilustradas por "L" na figura 4E, seja de 9,52500 milímetros, e que o diâmetro hidráulico do conduto do ar de combustão, representado por "D" na figura 4E, seja de 752,47500 metros, a proporção da diferença entre as alturas do conduto do ar de combustão e do conduto do "flare gas" para o diâmetro hidráulico do conduto do ar de combustão é de 0,254 milímetros. As alturas relativas do conduto do ar de combustão 102 e do conduto do "flare gas" 100 podem ser variadas dentro dos parâmetros comentados acima. A parte 115 da parede lateral 112 do conduto do "flare gas" 100 adjacente à abertura de descarga do "flare gas" 114 preferivelmente afina para dentro do eixo geométrico externo vertical 107 do conduto do "flare gas" em direção ao eixo geométrico central vertical 105 do conduto do ar de combustão 102 em um ângulo, ilustrado pelos desenhos como um ângulo alfa (□), na variação em torno de 10° a em torno de 90°. O ângulo alfa (□) está mais preferivelmente na variação em torno de 25° a em torno de 45°. Pode ocorrer um grau maior de mistura quando o ângulo alfa (□) está em torno de 25° ou mais alto. Um ângulo alfa (□) em torno de 45° ou menos auxilia a assegurar a operação da combustão sem contrafluxo na eventualidade do ar de combustão não poder ser forçado para a ponta do queimador, por exemplo, na eventualidade de uma perda de energia. O contrafluxo pode criar uma condição indesejável e perigosa de fases inflamáveis não queimados no nível do solo. Na modalidade ilustrada pelas figuras 4A a 4E, e mais bem ilustrada pela figura 4B, o ângulo alfa (□) está em torno de 35°. O ângulo alfa (□), conforme ilustrado pelos desenhos, geralmente corresponde ao ângulo no qual o "flare gas" é descarregado na atmosfera 81 da abertura de descarga do "flare gas" 114 para dentro no ar de combustão descarregado da abertura de descarga de ar de combustão 134. A parte 135 da parede lateral 132 do conduto do ar de combustão 102 adjacente à abertura de descarga de ar de combustão 123 preferivelmente afina para dentro do eixo geométrico externo vertical 109 do conduto do ar de combustão em direção ao eixo geométrico central vertical 105 do conduto do ar de combustão em um ângulo, ilustrado pelos desenhos como o ângulo beta (β), na variação em tomo de 10° s em torno de 90°. Mais preferivelmente, o ângulo beta (β) está dentro da variação de 15o do ângulo alfa (□), e menor do que em torno 45°. Na modalidade ilustrada pelas figuras 4A a 4E, e mais bem ilustrada pela figura 4B, o ângulo beta (β) está em torno de 35°. O ângulo beta (β), conforme ilustrado pelos desenhos, geralmente corresponde ao ângulo no qual a parte anular externa do ar de combustão 154 é descarregada na atmosfera 81 da abertura de descarga de ar de combustão 134. O propósito do afilamento da parte 135 da parede lateral 132 para dentro em direção ao eixo geométrico central vertical 105 do conduto do ar de combustão 102 é auxiliar a mistura do combustível e do ar. Pode ser criada uma "vena contracta" que até certo ponto auxilie a induzir o "flare gas" na coluna de arde combustão.

Na configuração ilustrada, pelas figuras de 3 a 7B, é utilizado um único conduto de liberação de "flare gas" 58 para liberar "flare gas" para ser ventilado pelo aparelho de queima 59 para a ponta do queimador 56. O "flare gas" é conduzido através da prte interna 87 do conduto de liberação de "flare gas" 58 através da abertura 116 na parede lateral 112 do conduto do "flare gas" e no espaço anular de descarga do "flare gas" 140. Para assegurar que o "flare gas" seja distribuído bem uniformemente por Todo o espaço anular de descarga do "flare gas" 140 antes de ser descarregado na atmosfera através da abertura de descarga do "flare gas" 114, o conduto do "flare gas" 100 compreende adicionalmente um membro de distribuição de fluxo 170. Na modalidade ilustrada pelos desenhos, o membro de distribuição de fluxo 170 é uma chapa anular 172 que é fixada na parte externa 174 da parede lateral 132 do conduto do ar de combustão 102. A chapa anular 172 é preferivelmente fixada na parede lateral 132 do conduto do ar de combustão 102 e posicionada dentro do espaço anular de descarga de "flare gas" 140 adjacente à parte superior 176 da abertura 116 na parede lateral 112 do conduto do "flare gas" 100. A chapa anular 172 se estende perpendicularmente da parede lateral 112 do conduto do ar de combustão 102 cerca da metade do caminho do espaço anular de descarga de "flare gas" 140 deixando por meio disso um espaço 178 entre a borda mais afastada 180 da chapa anular 172 e a parte interna 182 da parede lateral 112 do conduto do "flare gas" 100. Portanto, quando o "flare gas" é conduzido pelo conduto de liberação de "flare gas" 58 através da abertura 116 na parede lateral 112 do conduto do "flare gas" 100 no espaço anular de descarga de "flare gas" 140, a chapa anular 172 auxilia a distribuir o "flare gas" ao redor do conduto do ar de combustão 102 por todo o espaço anular de descarga de "flare gas". O "flare gas" distribuído passa através do espaço anular 178 entre a borda mais afastada 180 da chapa anular 172 e a parede lateral 112 do conduto do ar de combustão 102 e finalmente através da abertura de descarga do "flare gas" 114 na atmosfera.

Referindo-se agora às figuras 5A, 5B, 6A, 6B, 7A e 7B, serão descritas várias combinações do conduto do "flare gas" 100 e do conduto do arde combustão 102.

As figuras 5A e 5B ilustram variações na altura co conduto do "flare gas” 100 com respeito à altura do conduto do ar de combustão 102 quando a altura do conduto do ar de combustão 102 é menor do que a altura do conduto do "flare gas" 100. Na figura 5, a proporção da diferença entre as alturas do conduto do ar de combustão e do conduto do "flare gas" 100 para o diâmetro hidráulico do conduto do ar de combustão é aproximada mente de 1,27 milímetros. Na figura 5B, a proporção da diferença entre as alturas do conduto do ar de combustão 102 e do conduto do "flare gas" 100 para o diâmetro hidráulico do conduto do ar de combustão 102 é de aproximadamente 0,508 milímetros. Por exemplo, na configuração ilustrada pela figura 5A, a diferença entre as alturas do conduto do ar de combustão 102 e do conduto do "flare gas" 100, ilustrada por "L" na figura 5A, é de 3, 81 centímetros, e o diâmetro hidráulico do conduto do arde combustão 102, representado por "D" na figura 5A, é de 752,47500 metros. Na configuração ilustrada pela figura 5B, a diferença entre as alturas do conduto do ar de combustão 102 e do conduto do "flare gas" 100, ilustrada por "L" na figura 5B, é de 1.27 centímetros e o diâmetro hidráulico do conduto do ar de combustão, representado por "D" na figura 5B, é de 752,47500 metros. Nas duas configurações ilustradas pela figura 5A e na configuração ilustrada pela figura 5B, as alturas relativas do conduto do ar de combustão 102 e do conduto do "flare gas" 100 não são suficiente para que uma parte significativa do "flare gas” seja misturada com o ar de combustão dentro do aparelho de queima 50 antes de descarregar o "flare gas" e o ar de combustão do aparelho de queima 50.

Ainda, a distância horizontal entre a parte interna 182 da parede lateral 112 do conduto do "flare gas" 100 e a parte externa 174 da parede lateral 132 do conduto do ar de combustão 102, isto é, a largura 186 do espaço anular de descarga de "flare gas" 140, pode ser variada. A diminuição da largura 186 pode permitir aperfeiçoar ao máximo o desempenho do aparelho de queima 50 para capacidade sem fumaça. O aumento da largura 186 pode permitir maior capacidade hidráulica.

As figuras 6A, 6B, 7A e 7B ilustram como o ângulo alfa (□) e o ângulo beta (β) podem variar. Na configuração ilustrada nas figuras 6A e 6B, o ângulo alfa é de 75°, e o ângulo beta é de 75°. Conforme mais bem ilustrado pela figura 6B, na configuração ilustrada pelas figuras 6A e 6B, a altura do conduto do ar de combustão 102 é menor do que a altura do conduto do "flare gas" 100. A proporção das diferenças entre as alturas do conduto do ar de combustão 102 e do conduto do "flare gas" 100 para o diâmetro do conduto do ar de combustão 102 é de aproximadamente 0,254 milímetros.

As figuras 7A e 7B ilustram uma configuração em que o ângulo alfa (□) é de 20° e o ângulo beta (β) é de 20°. Novamente, conforme mais bem ilustrado pela figura 7B, a altura do conduto do ar de combustão 102 é maior do que a altura do conduto do “flare gas" 100. A proporção da diferença entre as alturas do conduto do ar de combustão 102 e do conduto do "flare gas" 100 para o diâmetro do conduto do ar de combustão 102 é de aproximadamente 0,254 milímetros.

Referindo-se às figuras 8A e 8B, está ilustrada e será descrita outra configuração do aparelho de queima 50. Nessa configuração, o "flare gas" é injetado no conduto do "flare gas" 100 em um ângulo com respeito ao eixo geométrico central vertical 104 do conduto do "flare gas" 100 para conferir velocidade radial ao "flare gas" e levar o "flare gas" a girar dentro do espaço anular de descarga de "flare gas" 140 e ser descarregado da abertura de descarga do "flare gas" 114 em um padrão de remoinho. A descarga do "flare gas" da abertura de descarga do "flare gas" 114 em um padrão de remoinho leva o "flare gas" a girar ao redor e na coluna de ar de combustão 133 descarregada através da abertura de descarga de ar de combustão 134. O "flare gas" giratório é dotado de velocidade axial, velocidade radial e velocidade tangencial.

Na configuração ilustrada pelas figuras 8A e 8B, a parede lateral 112 do conduto do "flare gas" 100 inclui um par de entradas tangenciais 190, se estendendo para fora da parede lateral 112 do conduto do "flare gas" 100. Cada entrada 190 inclui um flange 192 fixado na mesma. Os condutos separados de liberação de "flare gas" 58 (bão ilustrados) podem ser usados com relação às entradas 190. Especificamente, a segunda extremidade 84 de cada conduto de liberação de "flare gas" 58 pode incluir um flange fixado ao mesmo que é fixado no flange 192 da entrada correspondente 190 para conectar fluidicamente o conduto de liberação de "flare gas" no espaço anular de descarga de "flare gas" 140. Conforme ilustrado, o ângulo relativo ao eixo geométrico central vertical 104 do conduto do "flare gas" 100 no qual o gás é injetado no conduto do "flare gas" através das entradas 190 é de aproximadamente 90°. Conferindo velocidade tangencial ao "flare gas" dentro do espaço anular de descarga de "flare gas" 140 e levando o "flare gas” a girar no mesmo criar uma zona de baixa pressão imediatamente acima da abertura de descarga de ar de combustão 134 que reduz a pressão estática acima da abertura de descarga de ar de combustão. A zona de baixa pressão encoraja a mistura levando o ar de combustão da atmosfera e o ar de combustão da descarga de ar de combustão a fluírem em direção à zona de baixa pressão. Tal mistura aperfeiçoa o desempenho sem fumaça do aparelho de queima inventivo. Se desejado, pode ser usada apenas uma entrada ou mais de duas entradas 190. O ar de combustão da descarga de ar de combustão também pode ser girado. Por exemplo, as trajetórias espirais ou passagens conhecidas como aletas giratórias podem ser adicionadas tanto ao conduto do "flare gas" 100 ou ao conduto do ar de combustão 102 para conferir remoinho para os respectivos fluxos que fluindo através dos mesmos. O ar isolado pode ser girado, o "flare gas" isolado pode ser girado, ou tanto o ar quanto o gás pode ser girado. No ultimo caso, o ar e o "flare gas" podem ser girados nas mesmas direções ou em direções opostas. O remoinho o-posto irá restar se um fluxo for girado em uma direção no sentido da direção dos ponteiros do relógio e o outro girado em uma direção oposta à direção dos ponteiros do relógio.

Referindo-se especificamente às figuras 4A e 9A, 9B e 9C, serão adicionalmente descritos os mecanismos de mistura e de remoinho acima descritos. As figuras 4A e 9A, 9B e 9C ilustram um sistema de coordenada 3D correspondente ao aparelho de queima inventivo 50 e ilustrando determinados vetores de fluxo associados ao mesmo. Conforme ilustrado, o aparelho de queima inventivo 50 inclui uma coordenada axial (componente de flu- xo) 200, uma coordenada radial (componente de fluxo) 202 e uma coordenada tangencial (componente de fluxo) 204. Essas coordenadas (em seguida referidas como "componente de fluxo" estão mais bem ilustradas pela figura 9A. O componente de fluxo 200 coincide com os eixos geométricos centrais verticais 103, 104 e 105 do aparelho de queima de ponta a ponta, do conduto do "flare gas" 100 e do conduto do ar de combustão 102, respectivamente. O componente de fluxo radial 202 se estende em direção aos eixos geométricos centrais verticais 103, 104 e 105 e normal aos mesmos, isto é, sua extensão fazendo um ângulo de 90° para eixos geométricos centrais verticais 103, 104 e 105. O componente de fluxo tangencial 204 está direcionado do perímetro da abertura de descarga de ar de combustão 134 em 90° para o componente radial. Os três componentes são suficientes para descrever o movimento em qualquer direção em três dimensões e estão relacionados ao sistema de coordenada geralmente conhecido daqueles versados na técnica como o sistema de "coordenada cilíndrica". A figura 9 ilustra a decomposição de um vetor de fluxo tridimensional 210 nos componentes de fluxo axial, radial e tangencial 200, 202 e 204, respectivamente com relação ao aparelho de queima 50. Conforme ilustrado, o vetor de fluxo 210 está deslocado do eixo geométrico central vertical do aparelho de queima 50 como um resultado de um componente tangencial. Alternativa mente e de modo equivalente, se os componentes de fluxo axial, radial e tangencial foram impostos no ponto de origem ilustrado para o vetor 210, irá resultar no vetor 210.

Para que o fluxo de "flare gas" descarregado 162 seja direcionado para o fluxo de arde combustão ou coluna 133 descarregada pelo aparelho de queima inventivo, o "flare gas" descarregado inclui um componente de fluxo radial. O ar de combustão é descarregado da abertura de descarga de ar de combustão 124 em um padrão direto ao longo do eixo geométrico central vertical 104 e do componente de fluxo axial 200, e exceto para a parte anular externa relativamente curta 154, essencialmente não há nenhum componente radial no fluxo do ar de combustão. Como um resultado do componente radial no fluxo de "flare gas" descarregado da abertura de des- carga do "flare gas" 114, o "flare gas" descarregado será direcionado no fluxo ou coluna de ar de combustão 133 descarregado da abertura de descarga de ar de combustão 134 e misturado na mesma. À guisa de ilustração adicional, quando a direção do fluxo do "flare gas" descarregado não está perfeitamente alinhada com o eixo geométrico central vertical 104 do conduto do "flare gas" 100, há um componente tangencial. Se uma parte suficiente do "flare gas" possuir um componente tangencial na periferia da descarga do ar de combustão, é criado um padrão de fluxo de remoinho. A figura 9C ilustra o remoinho que resultante quando o vetor retirado 212 está simetricamente em redor da circunferência (típico). Para propósitos de ilustração, estão ilustrados apenas seis vetores 212. Conforme ilustrado, o remoinho resulta como uma consequência dos componentes tangenciais mesmo se o fluxo for amplamente axial, pra um radial de menor grau, e para um tangencial de grau ainda menor (conforme ilustrado pelo tamanho de cada vetor de componente na figura 9A). Em suma, componente radial maior do "flare gas" descarregado comparado ao componente radial, se houver, do ar de combustão descarregado leva o "flare gas" descarregado a ser direcionado para o ar de combustão descarregado, e a diferença no componente tangencial proporciona o remoinho estejam ou não esses componentes sobrepostos em um fluxo axial. Uma vez que o fluxo do ar de combustão através da abertura de descarga de ar de combustão 134 seja dotado principalmente de fluxo axial, mesmo um componente radial modesto no "flare gas" descarregado irá iniciar a mistura, e os componentes tangenciais irão criar remoinho na proporção direta para a força de cada. Referindo-se agora às figuras 10A e 10B, está ilustrada uma configuração alternativa do aparelho de queima 50. Nessa configuração, em vez de seções transversais circulares, o conduto do "flare gas" 100 e o conduto do ar de combustão 102 são dotados de uma seção transversal quadrada. O conduto do ar de combustão 102 é pelo menos parcialmente disposto dentro do conduto do "flare gas" 100 de maneira que os eixos geométricos centrais verticais 103 e 104 dos condutos se sobreponham. Ao calcular a proporção da diferença entre as alturas do conduto do ar de combustão 10e e do con- duto do "flare gas" 100, é utilizado o diâmetro hidráulico, em oposição ao diâmetro, do conduto do ar de combustão. O termo "diâmetro hidráulico" está definido acima. Além das seções transversais circulares e quadradas, o conduto do "flare gas" 100 e o conduto do ar de combustão 102 do aparelho de queima 50 podem também dotados de formatos em seção transversal.

Nas configurações do aparelho de queima 50 acima descritas, o conduto do ar de combustão 102 é pelo menos parcialmente disposto dentro do conduto do "flare gas" 100 criando, por exemplo, um espaço de descarga de "flare gas" anular ou quadrado 140 entre o conduto do ar de combustão e o conduto do "flare gas". Contudo, podem ser utilizadas configurações adicionais do aparelho de queima. Por exemplo, conforme ilustrado pela figura 11,o conduto do ar de combustão 102 e o conduto do "flare gas" 100 do a-parelho de queima 50 podem ser dotados de uma configuração linear.

Conforme ilustrado pela figura 11, o conduto do "flare gas" 100 e o conduto do ar de combustão 102 são dotados de uma seção transversal retangular. O conduto do ar de combustão 102 é fixado no conduto do "flare gas" 100 e posicionado diretamente adjacente ao mesmo. A parte traseira 220 da parede lateral 112 do conduto do "flare gas" 100 inclui uma parte 222 adjacente à abertura de descarga do "flare gas" 114 que afila para dentro em direção ao plano central vertical 223 do conduto do "flare gas". Da mesma maneira que na configuração descrita acima, a abertura de descarga do "flare gas" 114 e a abertura de descarga de ar de combustão 134 são posicionadas com relação uma a outra de maneira que essencialmente (preferivelmente todo) todo o "flare gas" a ser descarregado e queimado pelo aparelho de queima possa ser descarregado através da abertura de descarga do "flare gas" para dentro na coluna do ar de combustão 133 que é descarregado da abertura de descarga de ar de combustão e misturado na mesma. A a-bertura de descarga do "flare gas" 114 e a abertura de descarga de ar de combustão 134 são posicionadas em relação uma a outra de maneira que essencialmente todo (preferivelmente todo) o "flare gas" descarregado seja misturado com o ar de combustão descarregado ou o ar atmosférico externo fora do conduto do ar de combustão 102 e do conduto do "flare gas" 100. A parte 222 da parede lateral 112 do conduto do "flare gas" 100 adjacente à abertura de descarga do "flare gas" 114 preferivelmente afina para dentro em direção ao eixo geométrico central vertical 105 do conduto do ar de combustão 102 em um ângulo na variação em tomo de 10° a 90°, preferivelmente na variação em torno de 25° a em tomo de 45°.

As figuras 12 e 13 ilustram configurações alternativas do aparelho de queima integral 50. A ponta do queimador 56 do aparelho de queima 50 ilustrada pelas figuras 12 e 13 é dotada da mesma configuração da ponta do queimador ilustrada pelas figuras 3 e 4A a 4E dos desenhos. Contudo, na configuração ilustrada pela figura 12, a primeira extremidade 74 do "flare stack" 54 inclui as entradas duplas 228A e 228B, cada com um insuflador de ar de combustão 62 posicionado na mesma. Isso permite, por exemplo, que um dos insufladores opere em espera baixa enquanto o outro insuflador é desligado, reduzindo por meio disso a cavalo-força do insuflador de ar de combustão em espera total associada ao aparelho de queima 50.

Na figura 13, o conduto de distribuição de "flare gas" 58 inclui uma seção sendo dotada de uma configuração diferente. Nessa configuração, uma parte inferior 230 do conduto de liberação de "flare gas" 58 se estende ao redor e envolve o "flare stack" 54; isto é, o "flare stack" 54 é pelo menos parcialmente posicionado dentro do conduto de liberação de "flare gas" 58 criando um espaço anular de liberação de "flare gas" 232 entre a parte externa 234 do "flare stack" 54 e a parte interna 236 do conduto de liberação de "flare gas". A parte inferior 230 do conduto de liberação de "flare gas" 58 inclui uma primeira extremidade 238, uma segunda extremidade 240 e uma parede lateral 242 conectando a primeira extremidade à segunda extremidade. A segunda extremidade 240 é vedada ao redor da "flare stack" 54. A parede lateral 242 inclui uma abertura 244 na mesma. A primeira extremidade 238 da parte inferior 230 do conduto de liberação de "flare gas" 58 é fluidicamente conectada a uma fonte de "flare gas" (não ilustrada). O conduto de liberação de "flare gas" 58 na configuração ilustrada pela figura 13 também inclui uma seção superior 246 sendo dotada de uma primeira extremidade 248, uma segunda extremidade 250 e uma pare- de lateral 252 fixando a primeira extremidade na segunda extremidade. A primeira extremidade 248 da seção superior 246 do conduto de liberação de "flare gas" 58 está fixada na e comunica-se fluidicamente com a abertura 244 na parede lateral 242 da parte inferior 230 do conduto de liberação de "flare gas" 58. A segunda extremidade 250 da seção superior 246 do conduto de liberação de "flare gas" 58 está fixada na e comunica-se fluidicamente com a abertura 116 na parede lateral 112 do conduto do "flare gas" 100 do aparelho de queima 50. A configuração do conduto de liberação de "flare gas" 58 ilustrada pela figura 13 proporciona estabilidade total para o aparelho de queima 50 e pode ser dotada de determinadas vantagens estruturais.

Podem ser usadas configurações adicionais do aparelho de queima e podem ser feitas modificações nas mesmas dependendo da aplicação específica. Os queimadores de gás podem ser geralmente relativamente simples ou extremamente complexos dependendo do sistema mecânico dentro do qual devam desempenhar. Por exemplo, em algumas aplicações como, por exemplo, quando os gases de alto peso molecular precisam ser queimados, o aparelho de queima pode incluir um mecanismo para controle de perímetro, isto é, um mecanismo que possa ser usado para auxiliar a manter a chamada de ser varrida pelo vento ou por outros fatores externos. À guisa de exemplo, o vapor ou o ar pode ser injetado na atmosfera de fora do conduto do "flare gas" 100 para criar um limite de perímetro e auxiliar a conter a mistura de "flare gas" e ar de combustão descarregada do aparelho de queima. O conduto do ar de combustão 102 e o conduto do "flare gas" 100 podem ser posicionados dentro de um terceiro conduto para criar um segundo espaço anular de descarga de ar de combustão abertura para injetar um núcleo anular de ar de combustão ao redor do "flare gas" descarregado. Em outra configuração, o vapor pode ser injetado dentro do aparelho de queima para induzir o ar no aparelho de queima, isto é, o vapor pode ser usado como uma força motriz para o ar. Em outra configuração, pode ser usada mais de uma ponta do queimador 56. Por exemplo, pode ser proporcionada uma ponta do queimador relativamente pequena 56 para queimar um volume de gás relativamente baixo e pode ser proporcionada uma ponta do queimador 56 relativamente grande para queimar um grande volume de gás.

Conforme comentado acima, o aparelho de queima inventivo 50 pode ser usado para queimar uma mistura de "flare gas" e ar de combustão sem pré-misturar uma parte significativa do "flare gas" com o ar de combustão dentro do aparelho de queima antes de descarregar o "flare gas" e o ar de combustão do aparelho de queima. Conforme aqui usado e nas reivindicações em anexo, "sem pré-misturar uma parte significativa do "flare gas" com o ar de combustão dentro do aparelho de queima antes de descarregar o "flare gas" e o ar de combustão do aparelho de queima" significa que a quantidade de "flare gas", se houver, pré-misturada com o ar de combustão dentro do aparelho de queima antes de descarregar o "flare gas" e o ar de combustão do aparelho de queima não é suficiente para formar uma mistura inflamável dentro do aparelho de queima. Essencialmente todo o "flare gas" descarregado (isto é, todo o "flare gas" descarregado exceto para possivelmente uma quantidade de "flare gas" que não seja suficiente para criar uma mistura inflamável de ar de combustão e "flare gas" dentro do conduto do ar de combustão 102) é misturada com o ar de combustão descarregado ou com o ar atmosférico fora do conduto do ar de combustão e do conduto do "flare gas" 100.

Na operação do aparelho de queima 50, o ar de combustão é descarregado na atmosfera 81 através da abertura de descarga de ar de combustão 134 do conduto do ar de combustão 102 do aparelho de queima. Conforme comentado acima e indicado pelas setas 150 nas figuras 4A e 4B (e também pelas figuras 8A, 11 e 14B), uma coluna unificada de ar de combustão 133 é descarregada do aparelho de queima 50 para a atmosfera. Uma parte central de ar 152 e uma parte de ar anular externa 154 são descarregadas da abertura de descarga de ar de combustão 134 na atmosfera 81. Apesar de uma grande parte da coluna de ar de combustão 133 penetrar para cima, é logo introduzida pelo fluxo de anular de descarga de "flare gas" 162 e pode não permanecer uma coluna unificada de ar de combustão por muito tempo após ser descarregada na atmosfera através da abertura de descarga de ar de combustão 134.

Essencialmente, todo "flare gas" a ser descarregado e incinerado (isto é: queimado) pelo aparelho de queima 50 (isto é, todo o "flare gas" a ser queimado pelo aparelho de queima exceto para possivelmente uma parte do "flare gas" que não seja suficiente para formar uma mistura inflamável com o ar de combustão dentro do aparelho de queima antes de ser descarregado do aparelho de queima) é descarregada da abertura de descarga do "flare gas" 114 na atmosfera ao redor e para dentro da coluna de descarga de ar de combustão 133 e misturada com a mesma. Essencialmente todo "flare gas" descarregado (isto é, todo o "flare gas" descarregado exceto para possivelmente uma parte do "flare gas" que não seja suficiente para formar uma mistura inflamável com o ar de combustão dentro do aparelho de queima antes de ser descarregado do aparelho de queima) é misturado com o ar de combustão descarregado ou ar atmosférico externo fora do aparelho de queima 50. Preferivelmente, todo o "flare gas" a ser queimado pelo aparelho de queima 50 é descarregado da abertura de descarga do "flare gas" 114 na atmosfera ao redor e para dentro da coluna descarregada do ar de combustão 133 e misturada com a mesma. Preferivelmente, todo o "flare gas" descarregado é misturado com o ar descarregado ou o ar atmosférico fora do aparelho de queima 50. A mistura do "flare gas" descarregado, o ar de combustão descarregado e o ar atmosférico externo é então inflamada fora do aparelho de queima 50. A montagem piloto 60 é usada para inflamar a mistura. Devido ao fato do "flare gas" ser descarregado da abertura de descarga do "flare gas" 114 para dentro (em direção ao eixo geométrico central vertical 105 do conduto do ar de combustão) no ar de combustão descarregado da abertura de descarga de ar de combustão 134 do conduto do ar de combustão 102, o fluxo de "flare gas" descarregado 162 penetra na coluna de ar de combustão descarregado 133. A velocidade e a pressão totais nas quais o "flare gas" é descarregado da abertura de descarga do "flare gas" 114 varia dependendo do volume do "flare gas" que precise ser ventilado e sua pressão de liberação. Por exemplo, a pressão do "flare gas" no conduto do "flare gas" 100 é tipicamen- te de 1.36077711 a 1.81436948 quilos por polegada quadrada, mas pode ser maior ou menor do que tal quantidade dependendo da aplicação. A velocidade axial na qual o ar de combustão é descarregado do aparelho de queima 50 na atmosfera pode ser mantida em um nível específico. Preferivelmente, o ar de combustão é descarregado do aparelho de queima 50 na atmosfera em uma velocidade axial de pelo menos 12,24 metros por segundo. Mais preferivelmente, a velocidade axial na qual o ar de combustão é descarregado do aparelho de queima 50 na atmosfera 81 está na variação em torno de 12,24 metros por segundo a em torno de 60,96 metros por segundo, ainda mais preferível na variação em torno de 36,57600 a 45,72 metros por segundo. Mais preferivelmente, o ar de combustão é descarregado do aparelho de queima 50 na atmosfera em uma velocidade axial em torno de 45,72metros por segundo. O "flare gas" é preferivelmente descarregado do aparelho de queima 50 na atmosfera para dentro da coluna descarregada Fe ar de combustão 133 em um ângulo na variação em torno de 10° a em torno de 90°, mais preferivelmente na variação em torno de 25° a em torno de 45°. Mais preferivelmente, o "flare gas" é descarregado do aparelho de queima 50 na atmosfera 81 para dentro do ar de combustão descarregado em um ângulo em torno de 35°.

Conforme descrito acima, uma coluna unificada de ar de combustão 133 é descarregada do aparelho de queima na atmosfera. O ar de combustão é descarregado axialmente do aparelho de queima 50 na atmosfera exceto para a parte anular externa do ar de combustão 154 que é direcionada para dentro em direção à parte central do ar de combustão 152. O "flare gas" é descarregado do aparelho de queima 50 na atmosfera 81 ao redor e na coluna descarregada do ar de combustão 133. Em uma configuração, o "flare gas" é descarregado do aparelho de queima 50 na atmosfera 81 em um padrão de remoinho anular e na coluna descarregada do ar de combustão 133. Pelo remoinho do "flare gas" em um padrão anular ao redor e na coluna descarregada do ar de combustão 133, é criada uma zona de baixa pressão acima da abertura de descarga de ar de combustão, reduzin- do por meio disso a pressão acima da abertura de descarga de ar de combustão.

Referindo-se agora à figura 14A e 14B, está ilustrada a chama gerada pelo aparelho de queima inventivo e de acordo com o método inventivo. A figura 14A ilustra o padrão de chama gerado pelo aparelho de queima 50 e de acordo com o método inventivo. Conforme indicado, a chama é relativamente curta, direta e sem fumaça devido à rápida mistura inicial na base da chama. A figura 14B é uma vista em corte lustrando o contorno da fração de volume do "flare gas" que pode ser gerado pelo aparelho de queima inventivo 50. Especificamente, a figura 14B é uma simulação dinâmica de fluido computacional da mistura de propano com o fluido circundante que ilustra até onde o "flare gas" pode ser misturado com os produtos de combustão e/ou o ar atmosférico externo. Todo "flare gas" pode ser misturado com o ar de combustão e/ou o ar atmosférico externo de maneira rápida e eficiente ao ser descarregado da abertura de descarga do "flare gas" 114. Conforme ilustrado pela figura 13B, uma coluna central 133 do ar de combustão descarregado está presente no meio do envoltório da chama (entre as zonas de concentração designadas). A extensão e a largura da coluna de ar de combustão 133 variam dependendo das condições do processo incluindo o tipo de "flare gas" a ser queimado, a taxa de descarga do "flare gas" e das condições ambientais como, por exemplo, o vento. O ar atmosférico externo 81 é puxado de todos os lados da chama. A Lina de contorno designada pela referência numérica 260 representa uma fração de volume de 50% de propano. Essa linha de contorno ocorre próxima à abertura de descarga do "flare gas" 114 indicando por meio disso rápida mistura de combustível. Do mesmo modo, a linha de contorno 262 representa uma fração de volume de 40% de propano. A linha de contorno 264 representa uma mistura de 20% de propano. Finalmente, a linha de contorno 268 representa uma mistura de 10% de propano.

Portanto, o "flare gas" é misturado de maneira rápida e eficiente ao ser descarregado pelo aparelho de queima. É rapidamente formado um efluente insuficiente bem misturado sendo dotado de um núcleo de ar sólido no centro axial. De acordo com a invenção, foi descoberto que é alcançada uma melhor mistura descarregando uma coluna unificada de ar de combustão diretamente no centro do envoltório da chama. A mistura total alcançada pela descarga de uma coluna unificada de ar de combustão diretamente no centro do envoltório da chama é melhor em muitas situações do que a mistura total alcançada pela descarga tanto de ar de combustão quanto de "flare gas” no centro do envoltório da chama. A massa da coluna unificada de ar de combustão 133 descarregada através da abertura de descarga de ar de combustão 134 do conduto do ar de combustão 102 é suficiente para levar uma grande parte da coluna de ar de combustão a penetrar para cima através pelo menos da parte de "flare gas" que encontra inicialmente. Isso serve para assegurar que o fluxo de ar de combustão central pode criar uma geometria toroidal estirada ou estendida com respeito ao "flare gas". O ar de combustão descarregado é colocado no centro do fluxo anular do "flare gas" para criar uma área de superfície de mistura interna. É também criada uma superfície externa fora do envoltório de gás onde o ar atmosférico externo é puxado na chama para misturar. Portanto, são criadas duas superfícies de mistura distintas para misturar o ar com o "flare gas". O ar de combustão descarregado não é facilmente coberto antecipado pelo "flare gas" ou pelo envoltório de chama permitindo que uma quantidade significativa de ar de combustão descarregado seja liberado centralmente para e misturado com o "flare gas" longe da extremidade de descarga da ponta do queimador e por toda a extensão do envoltório de chama. Aumentando a área de superfície do ar, é também aumentada a taxa de mistura do gás no ar. A quantidade de ar de combustão que deve ser proporcionada para alcançar uma proporção estequiométrica de "flare gas" e de ar que irá permitir a ocorrência de combustão completa e sem fumaça pode ser substancialmente menor do que a quantidade de ar de combustão requerida com relação a outros aparelhos de queima. Por exemplo, a quantidade de ar requerida para uma chama sem fumaça em uma ponta convencional é em tor- no de 30% de estequiometria ao queimar propano. O aparelho de queima inventivo pode usar, por exemplo, aproximadamente 13% de estequiometria para realizar a mesma tarefa. Isso reduz significativamente tanto o fluxo de ar requerido quanto a energia requerida para acionar o insuflador necessário para liberar o fluxo de ar requerido. O aparelho de queima inventivo e método podem ser usados para queimar de maneira eficiente e eficaz um grande volume de "flare gas". Pode ser queimada uma grande variedade de gases. Por exemplo, o aparelho de queima inventivo é muito eficaz com relação às usinas de etileno e outras instalações nas quais deva ser queimado peso molecular baixo (incluindo os gases sendo dotados de pesos moleculares de 40 e menos). O aparelho de queima inventivo e método podem se relacionar com a maior parte dos tipos de queimadores, incluindo queimadores de solo, queimadores de utilidade e quaisquer outros queimadores com relação aos quais seja requerida uma chama bem misturada ou sem fumaça. O aparelho de queima Inventivo é de projeto simples e fácil para fabricar.

Para ilustrar adicionalmente a invenção, é proporcionados o e-xemplo que se segue.

Exemplo O aparelho de queima 50 foi operado para queimar sem fumaça em torno de 84.000 ib/hr de propano com em torno de 962.772784 m3 por minuto de ar representando em torno de 13% de exigência de ar estequio-métrico teoricamente exigido para combustão completa de propano. Foi produzido o esboço de chama ilustrado pela figura 14A. A tecnologia de queima de ar convencional teria requerido em tomo de 30% da taxa estequiométrica teórica ou mais do que duas vezes outro tanto de ar. Isto é, a tecnologia inventiva requereu em torno da metade do fluxo de ar costumeiro para alcançar operação sem fumaça.

Portanto, a presente invenção está bem adaptada para realizar os objetivos e atingir as finalidades e vantagens mencionadas bem como aquelas que são inerentes à mesma.

Claims

1. Ponta de queimador para uso em associação com um aparelho de queima para descarregar e queimar "flare gas" na atmosfera compreendendo: um conduto do "flare gas" incluindo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e uma parede lateral conectando a dita primeira extremidade à dita segunda extremidade, em que o dito conduto do "flare gas” está adaptado para estar fluidicamente conectado a uma fonte de "flare gas" e a dita segunda extremidade do dito conduto do "flare gas" define uma abertura de descarga do "flare gas", o dito conduto do "flare gas" e a dita abertura de descarga do "flare gas” sendo de um tamanho suficiente para permitir que todo "flare gas" que deva ser descarregado e queimado pelo dito aparelho de queima seja descarregado através da dita abertura de descarga do "flare gas"; e um conduto do ar de combustão associado ao dito conduto do "flare gas", o dito conduto do ar de combustão incluindo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e uma parede lateral conectando a dita primeira extremidade à dita segunda extremidade, em que o dito conduto do arde combustão está adaptado para ser fluidicamente conectado a uma fonte de ar de combustão, e a dita segunda extremidade do dito conduto do ar de combustão define uma abertura de descarga de ar de combustão, o dito conduto do ar de combustão sendo dotado de uma estrutura que leva uma coluna unificada de ar de combustão a ser descarregada através da dita a-bertura de descarga de ar de combustão, a dita abertura de descarga do "flare gas” e a dita abertura de descarga de ar de combustão estando posicionadas com relação uma a outra de maneira que essencialmente todo o "flare gas" a ser descarregado e queimado pelo dito aparelho de queima possa ser descarregado através da dita abertura de descarga do "flare gas" para dentro na coluna de ar de combustão descarregado da dita abertura de descarga de ar de combustão e de maneira que essencialmente todo "flare gas" descarregado possa ser misturado com o ar de combustão descarregado ou o ar atmosférico fora do dito conduto do arde combustão e do dito conduto do "flare gas".

2. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito conduto do ar de combustão está posicionado pelo menos parcialmente dentro do dito conduto do "flare gas", e em que a dita abertura de descarga do "flare gas" e a dita abertura de descarga de ar de combustão estão posicionadas com relação uma a outra de maneira que essencialmente todo o "flare gas" a ser descarregado e queimado pelo dito aparelho de queima possa ser descarregado através da dita abertura de descarga do "flare gas" ao redor e para dentro da coluna de ar de combustão descarregado da dita abertura de descarga de ar de combustão.

3. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 2, em que a altura do dito conduto do ar de combustão é igual a, maior do que ou menor do que a altura do dito conduto do "flare gas", e em que se a altura do dito conduto do ar de combustão for menor do que a altura do dito conduto do "flare gas", a proporção da diferença entre as alturas do dito conduto do ar de combustão e do dito conduto do "flare gas" para o diâmetro hidráulico do dito conduto do ar de combustão não é maior do que 1,27 centímetros.

4. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 2, em que a altura do dito conduto do ar de combustão é igual a, maior do que ou menor do que a altura do dito conduto do "flare gas", e em que na eventualidade da altura do dito conduto do ar de combustão ser menor do que a altura do dito conduto do "flare gas", a proporção da diferença entre as alturas do dito conduto do ar de combustão e do dito conduto do "flare gas" para o diâmetro hidráulico do dito conduto do ar de combustão não é maior do que 0,508 milímetros.

5. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 2, em que a altura do dito conduto do ar de combustão é igual a ou maior do que a altura do dito conduto do "flare gas".

6. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 5, em que a altura do dito conduto do ar de combustão é maior do que a altura do dito conduto do "flare gas", e em que a proporção da diferença entre as alturas do dito conduto do ar de combustão e do dito conduto do "flare gas" para o diâmetro hidráulico do dito conduto do ar de combustão é de aproximadamente 0,254 milímetros.

7. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 1, em que a dita parede lateral do dito conduto do "flare gas" inclui uma parte adjacente à dita abertura de descarga do "flare gas" que afila para dentro em direção do eixo geométrico central vertical do dito conduto do "flare gas".

8. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 7, em que a dita parede lateral do dito conduto do "flare gas" adjacente à dita abertura de descarga do "flare gas" afila para dentro na direção do eixo geométrico central vertical do dito conduto do ar de combustão em um ângulo na variação em torno de 10° a em torno de 90°.

9. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 8, em que a dita parte da dita parede lateral do dito conduto do "flare gas" adjacente à dita abertura de descarga do "flare gas" afila para dentro em direção ao eixo geométrico central vertical do dito conduto do ar de combustão em um angulo na variação em torno de 25° a em torno de 45°.

10. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 9, em que a dita parte da dita parede lateral do dito conduto do "flare gas" adjacente à dita abertura de descarga do "flare gas" afina para dentro em direção ao eixo geométrico central vertical do dito conduto do ar de combustão em um ângulo em torno de 35°.

11. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 1, em que a dita parede lateral do dito conduto do ar de combustão inclui uma parte adjacente à dita abertura de descarga de ar de combustão que afina para dentro em direção ao eixo geométrico central vertical do dito conduto do ar de combustão.

12. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito conduto do "flare gas" e o dito conduto do ar de combustão são dotados de seções transversal circulares, e o dito conduto do ar de combustão está pelo menos parcialmente concentricamente disposto dentro do dito conduto do "flare gas".

13. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 12, em que a altura do dito conduto do ar de combustão é igual a, maior do que ou menor do que a altura do dito conduto do "flare gas", e em que se a altura do dito conduto do ar de combustão for menor do que a altura do dito conduto do "flare gas", a proporção da diferença entre as alturas do dito conduto do ar de combustão e do dito conduto do "flare gas" para o diâmetro hidráulico do dito conduto do ar de combustão não é maior do que 1,27 milímetros.

14. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 12, em que o dito conduto do "flare gas" compreende adicionalmente: uma entrada adaptada para estar fluidicamente conectada a uma fonte de "flare gas"; e um membro de distribuição de fluxo fixado dentro do dito conduto do "flare gas".

15. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 14, em que o dito membro de distribuição de fluxo é uma chapa anular disposta dentro do dito conduto do "flare gas".

16. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 12, em que o conduto do "flare gas" inclui pelo menos uma entrada adaptada para estar fluidicamente conectada a uma fonte de "flare gas" e para injetar "flare gas" no dito conduto do "flare gas" em um ângulo com respeito ao eixo geométrico central vertical do dito conduto do "flare gas".

17. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 16, em que o dito conduto do "flare gas" inclui pelo menos dias entradas, cada entrada adaptada para estar fluidicamente conectada a uma fonte de "flare gas" e para injetar "flare gas" no dito conduto do "flare gas" e um ângulo com respeito ao eixo geométrico central vertical do dito conduto do "flare gas".

18. Ponta de queimador para uso em associação com um aparelho de queima para descarregar e queimar "flare gas" na atmosfera compreendendo: um conduto do "flare gas" incluindo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e uma parede lateral conectando a dita primeira extremidade na dita segunda extremidade, em que o dito conduto do "flare gas" está adaptado para estar fluidicamente conectado a uma fonte de "flare gas" e a dita segunda extremidade do dito conduto do "flare gas" define uma abertura de descarga do "flare gas", o dito conduto do "flare gas" e a dita abertura de descarga do "flare gas" sendo de um tamanho suficiente para permitir que todo "flare gas" que deva ser descarregado e queimado pelo dito aparelho de queima seja descarregado através da abertura de descarga do "flare gas"; e um conduto do ar de combustão posicionado pelo menos parcialmente dentro do dito conduto do "flare gas", o dito conduto do ar de combustão incluindo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e uma parede lateral conectando a dita primeira extremidade na dita segunda extremidade, em que o dito conduto do ar de combustão está adaptado para estar fluidicamente conectada a uma fonte de ar de combustão, e a dita segunda extremidade do dito conduto do ar de combustão define uma abertura de descarga de ar de combustão, o dito conduto do ar de combustão sendo dotado de uma estrutura que leva uma coluna unificada de ar de combustão a ser descarregada através da dita abertura de descarga de ar de combustão, a dita abertura de descarga do "flare gas" e a dita abertura de descarga de ar de combustão estando posicionadas com relação uma a outra de maneira que essencialmente todo "flare gas" a ser descarregado e queimado pelo dito aparelho de queima possa ser descarregado através da dita abertura de descarga do "flare gas" ao redor e para dentro da coluna de ar de combustão descarregada da dita abertura de descarga de ar de combustão e de maneira que essencialmente todo "flare gas" descarregado possa ser misturado com ar de combustão descarregado ou ar atmosférico externo fora do dito conduto do ar de combustão e do dito conduto do "flare _._ΛΙΙ gas .

19. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 18, em que a altura do dito conduto do ar de combustão é igual a, maior do que ou menor do que a altura do dito conduto do "flare gas", e em que se a altura do dito conduto do ar de combustão for menor do que a altura do dito conduto do "flare gas'^ a proporção da diferença entre as alturas do dito conduto do ar de combustão e do dito conduto do "flare gas" para o diâmetro hidráulico do dito conduto do ar de combustão não é maior do que 1,27 milímetros.

20. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 18, em que a altura do dito conduto do ar de combustão é igual a, maior do que ou menor do que a altura do dito conduto do "flare gas", e em que na eventualidade da altura do dito conduto do ar de combustão ser menor do que a altura do dito conduto do "flare gas", a proporção da diferença entre as alturas do dito conduto do ar de combustão e do dito conduto do "flare gas" para o diâmetro hidráulico do dito conduto do ar de combustão não é maior do que 0,508 milímetros.

21. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 20, em que a altura do dito conduto do ar de combustão é igual a ou maior do que a altura do dito conduto do "flare gas".

22. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 21, em que a altura do dito conduto do ar de combustão é maior do que a altura do dito conduto do "flare gas", e em que a proporção da diferença entre as alturas do dito conduto do ar de combustão e do dito conduto do "flare gas" ara o diâmetro hidráulico do dito conduto do arde combustão é de aproximadamente 0,254 milímetros.

23. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 18, em que a dita parede lateral do dito conduto do "flare gas" inclui uma parte adjacente à dita abertura de descarga do "flare gas" que afina para dentro em direção ao eixo geométrico central vertical do dito conduto do ar de combustão.

24. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 23, em que a dita parte da dita parede lateral do dito conduto do "flare gas" adjacente à dita abertura de descarga do "flare gas" afina para dentro em direção ao eixo geométrico central vertical do dito conduto do ar de combustão em um ângulo na variação em torno de 10o a em torno de 90°.

25. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 24, em que a dita parte da dita parede lateral do dito conduto do "flare gas" adjacente à dita abertura de descarga do "flare gas" afila para dentro em direção ao eixo geométrico central vertical do dito conduto do ar de combustão em um ângulo na variação em torno de 25° a em torno de 45°.

26. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 25, em que a dita parte da dita parede lateral do dito conduto do "flare gas" adjacente à dita abertura de descarga do "flare gas" afila para dentro em direção ao eixo geométrico central vertical do dito conduto do ar de combustão em um ângulo em torno de 35°.

27. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 18, em que a dita parede lateral do dito conduto do ar de combustão inclui uma parte adjacente à dita abertura de descarga de ar de combustão que afila para dentro em direção ao eixo geométrico central vertical do dito conduto do ar de combustão.

28. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 18, em que o dito conduto do "flare gas" e o dito conduto do ar de combustão incluem seções transversais circulares, e o dito conduto do ar de combustão está pelo menos parcialmente concêntrica mente disposto dentro do conduto do "flare gas".

29. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 28, em que a altura do dito conduto do ar de combustão é igual a, maior do que ou menor do que a altura do dito conduto do "flare gas", e em que se a altura do dito conduto do ar de combustão for menor do que a altura do dito conduto do "flare gas", a proporção da diferença entre as alturas do dito conduto do ar de combustão e do dito conduto do "flare gas" para o diâmetro do dito conduto do ar de combustão não é maior do que 1,27 milímetros.

30. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 28, em que o dito conduto do "flare gas" compreende adicionalmente: uma entrada adaptada para estar fluidicamente conectada a uma fonte de "flare gas", e um membro de distribuição de fluxo fixado dentro do dito conduto do "flare gas".

31. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 30, em que o dito membro de distribuição de fluxo é uma chapa anular disposta den- tro do dito conduto do "flare gas".

32. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 28, em que o dito conduto do "flare gas" inclui pelo menos uma entrada adaptada para estar fluidicamente conectada a uma fonte de "flare gas" e para injetar "flare gas" no dito conduto do "flare gas" em um ângulo com relação ao eixo geométrico central vertical do dito conduto do "flare gas".

33. Ponta de queimador, de acordo com a reivindicação 32, em que o dito conduto do "flare gas" inclui pelo menos duas entradas, cada entrada estando adaptada para estar fluidicamente conectada a uma fonte de "flare gas” e para injetar "flare gas" no dito conduto do "flare gas" em um ângulo com relação ao eixo geométrico central vertical do dito conduto do "flare gas".

34. Método de queima de uma mistura de "flare gas" e de ar de combustão em um aparelho de queima sem pré-misturar uma parte significativa do "flare gas" com o ar de combustão dentro do aparelho de queima antes de descarregar o "flare gas" e o ar de combustão do aparelho de queima, compreendendo: (a) descarregar uma coluna unificada de ar de combustão do aparelho de queima na atmosfera; (b) descarregar essencialmente todo "flare gas" a ser queimado pelo aparelho de queima na atmosfera do aparelho de queima e na coluna descarregada de ar de combustão de maneira que essencialmente todo "flare gas" descarregado seja misturado com o ar de combustão descarregado ou ar atmosférico externo fora do aparelho; e (c) inflamar a mistura de "flare gas" descarregado, ar de combustão descarregado e ar atmosférico externo.

35. Método, de acordo com a reivindicação 34, em que todo "flare gas" a ser queimado pelo aparelho de queima é descarregado do aparelho de queima na atmosfera e para dentro na coluna descarregada de ar de combustão.

36. Método, de acordo com a reivindicação 34, em que o ar de combustão descarregado do aparelho de queima na atmosfera em uma ve- locidade radial menor do que a velocidade radial na qual o "flare gas" é descarregado do dito aparelho de queima na atmosfera.

37. Método, de acordo com a reivindicação 36, em que o ar de combustão é descarregado do aparelho de queima na atmosfera em uma velocidade axial de pelo menos 12,24 metros por segundo.

38. Método, de acordo com a reivindicação 37, em que o ar de combustão é descarregado do aparelho de queima na atmosfera em uma velocidade axial na variação em torno de 12,24 metros por segundo a em torno de 60,96 metros por segundo.

39. Método, de acordo com a reivindicação 38, em que o ar de combustão é descarregado do aparelho de queima na atmosfera em uma velocidade axial na variação em torno de 36,57600 metros por segundo a em torno de 45,72 metros por segundo.

40. Método, de acordo com a reivindicação 39, em que o ar é descarregado do aparelho de queima na atmosfera em uma velocidade axial em torno de 45,72 metros por segundo.

41. Método, de acordo com a reivindicação 34, em que essencialmente todo "flare gas" a ser queimado pelo aparelho de queima é descarregado do aparelho de queima na atmosfera ao redor da coluna descarregada de ar de combustão e para dentro da coluna descarregada de ar de combustão.

42. Método, de acordo com a reivindicação 41, em que essencialmente todo "flare gas" a ser queimado pelo "flare gas" é descarregado do aparelho de queima na atmosfera para dentro do ar de combustão descarregado em um ângulo em torno de 10° a 90°.

43. Método, de acordo com a reivindicação 42, em que essencialmente todo "flare gas" a ser queimado pelo aparelho de queima é descarregado do aparelho de queima na atmosfera para dentro no ar de combustão descarregado em um ângulo na variação em torno de 25° a 45°.

44. Método, de acordo com a reivindicação 43, em que essencialmente todo "flare gas" a ser queimado pelo aparelho de queima é descarregado do aparelho de queima na atmosfera para dentro do arde combustão descarregado em um ângulo em torno de 45°.

45. Método, de acordo com a reivindicação 41, em que todo "fla-re gas" a ser queimado pelo aparelho de queima é descarregado do aparelho de queima na atmosfera ao redor do ar de combustão descarregado e para dentro da coluna descarregada de ar de combustão.

46. Método, de acordo com a reivindicação 34, compreendendo adicionalmente reduzir a pressão estática de uma parte da mistura do "flare gas" descarregado, do ar de combustão descarregado e/ou do ar atmosférico externo adjacente ao aparelho de queima.

47. Método, de acordo com a reivindicação 46, em que a dita pressão estática de uma parte da mistura do "flare gas" descarregado, do ar de combustão descarregado e/ou do ar atmosférico externo adjacente ao aparelho de queima é reduzida pela criação de uma zona de baixa pressão na área da dita abertura de descarga de arde combustão.

48. Método, de acordo com a reivindicação 47, em que é criada uma zona de baixa pressão adjacente ao aparelho de queima levando o "flare gas" a ser descarregado do aparelho de queima em um padrão anular de remoinho ao redor do arde combustão descarregado.

49. Método, de acordo com a reivindicação 34, compreendendo adicionalmente impelir o ar de combustão no aparelho de queima.