BRPI1101067B1 - Método para queimar combustível sólido em uma caldeira de combustível sólido e caldeira de combustível sólido - Google Patents

Abstract

piso escalonado para caldeiras de combustível sólido. a presente invenção refere-se a um projeto e um método de operação para o piso de caldeiras de combustível sólido. a região de combustão inclui um piso escalonado que melhora a combustão na fornalha inferior. em algumas concretizações, o combustível é movido entre os degraus do piso por um gás, ao invés do que por dispositivos mecânicos, e o combustível é movido a partir de um degrau superior para um degrau inferior à medida que ele é queimado. em algumas concretizações, os degraus são degraus fixos possuindo uma camada de um material refratário.

Description

Campo Técnico da Invenção

A presente invenção refere-se, em geral, a caldeiras de combustível sólido. Em particular, a presente invenção se relaciona com uma caldeira de combustível sólido com um piso escalonado.

Antecedentes da Invenção

Caldeiras de combustível sólido são normalmente empregadas pelos usuários industriais e comerciais para gerar vapor, desse modo reduzindo a dependência em relação aos combustíveis fósseis tradicionais como fontes de energia. Tais caldeiras tipicamente queimam combustível sólido e biomassa, tal como casca, carvão, borra, resíduos de madeira, refugos, combustível derivado de pneumático (TDF), e outros materiais orgânicos, frequentemente em combinação e com a adição de combustíveis fósseis através de um processo chamado gaseificação, no qual a energia é extraída a partir dos combustíveis sólidos.

Caldeiras de combustível sólido típicas são construídas como grandes caixas (até 100 m2 ou mais em área de piso) compreendendo uma pesada tubulação de aço para as paredes. Os tubos tipicamente possuem um diâmetro externo de 63,5 mm ou de 76,2 mm e são dispostos paralelos uns aos outros, com suas extremidades no sentido do comprimento passando verticalmente, e separadas cerca de 10 até 25 mm com uma membrana ou aleta de aço fazendo a ponte entre os espaços para formar painéis substancialmente planos como paredes. Toda a montagem é soldada de forma lacrada, formando uma estrutura fechada hermeticamente. As paredes da caldeira, ou painéis de tubo, passam verticalmente até a parte de cima da caldeira, a qual pode ter a altura de até 30 m ou mais. As paredes são alimentadas com água circulante em suas extremidades inferiores pelos aquecedores. Tipicamente, os tubos formando a parede frontal da caixa curvam- se na parte superior da caixa para formar uma cobertura substancialmente horizontal sobre a caixa. As paredes laterais culminam na parte superior da caixa em coletores de alívio, os quais, por sua vez, realimentam um coletor de vapor. A parede traseira em sua parte superior termina em um coletor ou alimenta diretamente um coletor de vapor. De modo a alimentar combustível e ar de combustão para dentro da caldeira, e para outros propósitos, os tubos da caldeira são curvos separados para formarem aberturas no painel de 5 tubos. Tipicamente existem múltiplas calhas de combustível penetrando em uma parede ou paredes da caldeira. Na prática comum, o combustível sólido é alimentado por gravidade a partir de um depósito alimentador e/ou de um sistema transportador através das grandes calhas (cerca de 0,25 m2 em « área), montadas de forma escalonada junto à parte inferior da caldeira logo 10 acima da grelha ou do leito fluidizado. Um distribuidor de combustível sólido frequentemente é conectado de forma inteiriça com a parte de baixo de uma calha onde a calha faz interface com a parede da caldeira. Nas caldeiras do tipo de queima em grelha, distribuidores mecanicamente ou pneumaticamente operados tipicamente são requeridos, ao passo que as caldeiras de leito 15 fluidizado podem ser operadas sem os mesmos, à medida que o leito de a- reia fluidizado, intencionalmente, distribui o combustível.

Apesar de que se deve apreciar que as caldeiras de combustível sólido podem surgir em diferentes tamanhos ou formatos, elas são distinguidas principalmente em relação ao projeto de suas fornalhas inferiores. Para 20 este fim, as caldeiras de combustível sólido são amplamente categorizadas em caldeiras de leito de areia (fluidizadas) ou de queima em grelha. Ambos tipos apresentam falhas de projeto inerentes que impedem as mesmas de operarem em suas capacidades totais e/ou causam que as mesmas falhem frequentemente. Adicionalmente, ambas sofrem de ruins eficiências de com- bustão devido à tolerância ao calor relativamente baixa e ao controle ruim do ar de combustão nestas fornalhas inferiores. Em qualquer caso, a eficiência diminuída e os custos operacionais ou de manutenção aumentados são observados. Apesar das desvantagens de cada tipo de caldeira serem discutidas abaixo em maiores detalhes, caldeiras e leito de areia ou de leito fluidi- zado, geralmente sofrem com a erosão pela areia das peças através das quais a água em alta pressão e o vapor são transportados, causando que as mesmas fiquem sem capacidade ou exijam reparos frequentes. As caldeiras de queima em grelha geralmente sofrem dos altos custos de manutenção e dos problemas operacionais associados às peças móveis compreendendo as grelhas. Ambos os tipos de caldeiras sobre de eficiências ruins de combustão devido à tolerância relativamente baixa ao calor da grelha ou do leito 5 e ao controle ruim do ar de combustão na fornalha inferior.

As caldeiras do tipo grelha incluem estas com as grelhas móveis, grelhas vibratórias, grelhas de inclinação, ou hidro-grelhas. Em uma típica caldeira do tipo grelha, as grelhas cobrem a parte de baixo do piso da caldeira e são fabricadas de componentes pesados de ferro fundido com ' 10 furos e fendas para ar de combustão (chamado de ar sob a grelha) para ser forçado através de um espaço abaixo repleto de matéria. Em operação, combustível sólido chega sobre as grelhas a partir de cima e queima nas superfícies superiores das grelhas. A cinza resultante é jogada para fora á medida que as grelhas se movem (giram como uma esteira de tanque de 15 guerra), vibram, ou inclinam (em seções). Os sistemas do tipo grelha sofrem dos problemas de manutenção e operação onerosas. Por exemplo, no caso de grelha móveis, a grelha é constituída de centenas de segmentos individuais similares aos elos de corrente que formam uma "esteira de tanque de guerra" rotativa através da largura da caldeira. Estas peças são sujeitas ao 20 desgaste mecânico devido ao contato com fricção entre as várias peças móveis e ao ataque a partir do ambiente quente da caldeira. A manutenção das grelhas móveis tipicamente pode custar dezenas de milhares de dólares por ano, e os custos de substituição podem somar centenas de milhares.

Outro tipo de grelha é a grelha escalonada com movimento de 25 vaivém como descrita, por exemplo, na Patente US n° 5.069.146 para Dethier, na Patente US n° 4.676.176 para Bonomelli, e na Patente US n° 4.884.516 para Linsén. Na grelha escalonada com movimento de vaivém, os degraus com movimento recíproco entre os degraus fixos forçam o combustível para baixo em uma série de degraus. A combustão é proporcionada 30 entre os degraus fixos e de movimento recíproco.

Operacionalmente, os sistemas de grelha sofrem até alguma extensão dos problemas de acúmulo de combustível e de "curto-circuito"do ar de combustão. Por exemplo, quando o combustível sólido é descarregado na grelha, especialmente em altas taxas de carga e/ou com conteúdo de umidade mais elevado do combustível sólido, pilhas de combustível frequentemente são formadas sobre o mesmo. As pilhas de combustível podem se formar com tal profundidade e densidade que o ar da grelha não pode ser forçado através da grelha a partir de baixo. Portanto, o ar da grelha é dito como sofrendo um "curto-circuito"á medida que ele é forçado ao redor da pilha, resultando em menos ar disponível do que requerido para queimar a pilha e mais ar para queimar qualquer material mais fino envolvendo a pilha.

Este cenário de curto-circuito não somente exacerba a situação de formação de pilha, mas adicionalmente resulta em combustão não uniforme através da soleira da fornalha. Para combater isto, caldeiras com queima em grelha frequentemente são ativadas em taxas de carga reduzidas, em altas velocidades de movimento e com ar extra sob a grelha. O uso de ar extra, em parti- cular, reduz as eficiências de combustão e térmica da caldeira e pode levar a emissões em excesso. Adicionalmente, os sistemas com grelha móvel sofrem de falhas de vedação entre as grelhas e as paredes da caldeira, levando a escapamento excessivo de ar e até mesmo a um maior curto-circuito e uso do ar excessivo sob a grelha. As grelhas mecânicas também devem ser resfriadas para impedir falha prematura. Vários sistemas de grelha contam com um grande fluxo de ar sob a grelha para resfriamento. Isto limita a flexibilidade de controle de combustão à medida que o ar da grelha possui um grande requerimento de fluxo de ar mínimo para resfriamento. As hidro- grelhas utilizam tubos resfriados por água para suportarem o combustível durante a combustão e podem não exigir tanto ar sob a grelha, entretanto, os tubos resfriados por água resfriam a pilha de combustível e reduzem a eficiência da combustão. Devido à tolerância à temperatura relativamente baixa das grelhas mecânicas, e à natureza inerentemente fria das hidro- grelhas, ambos os sistemas devem ser ativados em temperaturas muito mais baixas do que as ideais para os propósitos de combustão.

As caldeiras de leito fluidizado, incluindo estas com leitos fluidi- zados circulantes ou outras disposições, geralmente possuem uma massa de areia ou de outro meio, formando um leito através do piso da caldeira a- través do qual um fluxo de ar de combustão, ou uma mistura de ar e de gás de combustão da caldeira, é percolado para fluidizar o leito. Em outras pala-vras, devido ao ar de percolação, o leito de areia se comporta como um flui- 5 do, e é dito como sendo "fluidizado". As partículas do combustível sólido flu-tuam dentro do leito de areia fluidizado, suspensas pelo movimento turbulento da areia e do ar. O leito fluidizado, compreendendo uma massa quente de areia fluidizada, atua como um dissipador de calor, como um sistema de secagem de combustível, como um sistema de mistura turbulenta de combus- • 10 tível/ar, como um sistema de distribuição de combustível e como o dispositi vo para separar o combustível e a cinza na caldeira. Estas caldeiras nor-malmente sofrem de problemas de manutenção devido ao fato de a areia ser muito abrasiva, frequentemente causando escapamentos nas partes pressu-rizadas da caldeira. Para remediar este problema, estas caldeiras normal- 15 mente trabalham com menor potência, ou seja, são operadas em saída menor do que a ideal. As caldeiras de leito fluidizado também sofrem das ruins eficiências de combustão e térmica devido à quantidade requerida de ar de fluidização que é frequentemente ditada pela necessidade de fluidizar o leito. Portanto, é difícil controlar a quantidade de ar de fluidização em uma base 20 estequiométrica.

De modo que o combustível queime de forma eficiente, ele deve ser misturado com o ar de combustão de uma maneira agressiva. Tipicamente, o combustível cai pela calha e entra na caldeira com alto conteúdo residual de umidade (até 50% ou mais). A água no combustível inibe a com- 25 bustão na fornalha, frequentemente requerendo o uso contínuo de combustíveis fósseis complementares ou um leito fluidizado para proporcionar transferência adicional de calor para compensar variações de umidade. Também é muito comum que a taxa de carga nestas caldeiras altere frequentemente em reação às demandas variadas de vapor. O conteúdo inconsistente e com 30 alta umidade dos combustíveis torna difícil que a caldeira responda de forma eficaz às alterações requeridas de carga. Isto exige, novamente, o uso de combustíveis fósseis suplementares para melhorar a resposta da caldeira às alterações da taxa de carga. Os combustíveis fósseis tipicamente são utilizados para iniciar estas caldeiras, mas o uso contínuo de combustíveis fósseis é extremamente caro. Os leitos fluidizados em particular podem ajudar a compensar os conteúdos variados de umidade e as taxas de carga devido 5 ao fato de que eles atuam como dissipadores de calor, mas eles podem possuir problemas operacionais e mecânicos significativos tais como a sinte- rização da areia e a erosão pela areia e eles exigem um sistema de recuperação de areia. Os leitos de areia fluidizados também possuem um limite de temperatura que é bem abaixo da temperatura ideal de combustão para vá- 10 rios combustíveis. Isto limita a eficiência da combustão.

Para aliviar o problema de combustão incompleta, ar de combustão adicional, tipicamente chamado de ar queimado em excesso (OFA), é injetado dentro destas caldeiras acima da grelha ou do leito fluidizado para ajudar a completar a combustão. Entretanto, na prática, o projeto dos siste- 15 mas OFA é pouco adequado para superar as deficiências do sistema de ar sob a grelha ou de fluidização.

As concretizações da presente invenção endereçam várias des-vantagens mencionadas acima destes tipos de caldeiras de combustível sólido.

Sumário da Invenção

Um objetivo da invenção é proporcionar um dispositivo aperfeiçoado para queimar combustíveis sólidos sem a necessidade de uma grelha mecânica móvel ou do leito fluidizado cheio com areia.

A presente invenção inclui uma região de combustão que inclui 25 um piso escalonado que melhora a combustão da fornalha inferior. Em al-gumas concretizações, o combustível é movido entre os degraus do piso por um gás, ao invés do que pelo dispositivo mecânico, e o combustível é movido a partir de um degrau superior para um degrau inferior à medida que ele é queimado. Em algumas concretizações, os degraus são degraus fixos 30 possuindo uma camada de material refratário.

O dito anteriormente esboçou de forma ampla os aspectos e as vantagens técnicas da presente invenção de modo que a descrição detalha- da da invenção a seguir pode ser mais bem entendida. Aspectos e vanta-gens adicionais da invenção serão descritos daqui para frente. Deve ser a- preciado pelos versados na técnica que a concepção e as concretizações específicas descritas podem ser prontamente utilizadas como uma base pa- 5 ra modificar ou projetar outras estruturas para realizar os mesmos propósitos da presente invenção. Também deve ser percebido pelos versados na técnica que tais construções equivalentes não se afastam do espírito e do escopo da invenção como expostos nas reivindicações anexas.

Breve Descrição dos Desenhos

Para um entendimento mais completo da presente invenção, e das vantagens da mesma, agora é feita referência às descrições seguintes feitas em conjunto com os desenhos acompanhantes, nos quais: a figura 1 apresenta uma vista secional em elevação da parte inferior de uma caldeira de uma concretização preferida da presente invenção; e a figura 2 apresenta a caldeira da figura 1, adicionalmente representando sua operação.

Descrição Detalhada das Concretizações Preferidas

As concretizações da presente invenção incluem um método e 20 aparelho para queimar combustível sólido em uma região inferior da fornalha que inclui um piso escalonado. Em uma concretização preferida, uma caldeira de combustível sólido inclui uma série de superfícies de suporte de combustível dispostas em degraus para o piso da caldeira. Um sistema de entrada de gás também é proporcionado, onde cada degrau de preferência incor- 25 pora abaixo do mesmo ou dentro do mesmo um espaço repleto de ar e o bocal para proporcionar ar de combustão diretamente para o combustível suportado no degrau inferior subsequente. Os degraus de preferência são dispostos para permitir que o ar primário, ou ar de combustão, a partir de debaixo de pelo menos alguns dos 30 degraus, seja proporcionado para o combustível sólido que pode ser derramado sobre a superfície superior dos degraus, desse modo soprando através da parte de cima de cada degrau e ventilando a combustão do combus- tível nestes degraus. O ar de combustão sopra em uma pressão tal que à medida que o combustível seca, queima, e é reduzido em tamanho, ele é eventualmente soprado para baixo para o degrau inferior sucessivo. Este processo é repetido com cada degrau até que a cinza que resta a partir da 5 combustão seja soprada para suspensão onde ela é totalmente queimada acima dos degraus, ou irá cair através de um espaço proporcionado após o degrau mais baixo e abaixo dentro de um sistema de tratamento de cinza. Concretizações preferidas incorporam degraus no piso da caldeira com o espelho de cada degrau incorporando um espaço repleto de ar e o bocal ao longo de seu comprimento que proporciona ar de combustão diretamente para o combustível sendo derramado nos degraus. O bocal pode ser um componente separado ou pode ser formado por uma estrutura de espaço repleto de ar. Periodicamente, o fluxo de mistura de gás através dos bocais pode ser aumentado para forçar o combustível em excesso/a cinza residual 15 para fora dos degraus superiores para sobre os degraus inferiores, e, final-mente, para dentro do dispositivo de remoção abaixo do degrau mais baixo na série de degraus. Alternativamente, vapor ou água pressurizada pode ser utilizado por um dispositivo separado para periodicamente soprar o material residual a partir dos degraus. Adicionalmente, um sistema de controle de 20 realimentação pode automaticamente perceber a formação de combustível em excesso nos degraus e atuar o aumento de pressão do gás ou da velocidade do sistema de entrada.

Referindo-se à figura 1, uma concretização preferida do piso escalonado para uma caldeira de combustível sólido da presente invenção é 25 apresentado como geralmente compreendendo os tubos 1 envolvendo a câmara de combustão 2. É para ser entendido que as paredes da caldeira de combustível sólido pode ser fabricada de tubos, de uma caixa refratária revestida, de uma combinação dos dois, ou de qualquer compartimento e- quivalente. As entradas de combustível, tal como as calhas de combustível 30 3, são dispostas para direcionar o combustível através das paredes 1. Os distribuidores de combustível 4 são dispostos na extremidade de base das calhas 3 para auxiliar na dispensa do combustível que chega. Em uma con- cretização preferida da presente invenção, entradas de gás que proporcionam gás para combustão do combustível sólido nas superfícies de suporte e para mover o combustível para a superfície de suporte subsequente de preferência incluem os dutos de ar 5 que passam sob os espaços repletos de ar 5 de alimentação da caldeira 6, os quais, por sua vez, são conectados com os dutos de canal 7 que terminam nos bocais de ar 8 entre os degraus adjacentes 10. Uma estrutura de suporte de aço 9 suporta o piso e forma os espaços repletos de ar 6, os dutos de canal 7 e os bocais 8. O piso de preferên-cia é disposto em uma série de superfícies ou degraus de suporte de com- - 10 bustível 10 que de preferência são revestidos com tijolo refratário 11 ou com outro material adequado. Uma saída ou espaço de combustível gasto 12 entre os dois degraus mais baixos conecta de forma comunicada o interior da caldeira com um sistema de remoção de cinza abaixo (não apresentado).

Na concretização da figura 1, três degraus em cada lado da cal- deira sucessivamente descem até o espaço 12 no meio da caldeira. Em pelo menos uma concretização preferida, cada degrau e cada montagem de bocal substancialmente se estende até a largura interior total da caldeira como apresentado na figura 1. Outras concretizações podem possuir uma quantidade diferente de degraus, diferentes proporções de altura para largura do 20 degrau, ou podem possuir degraus que se estendem a partir de uma parede até uma parede oposta, culminando com um espaço entre o degrau final e a parede oposta. O espaço pode ser vedado com um sifão (não apresentada), como é conhecido pelos versados na técnica. Em outra concretização, uma grelha móvel pode fechar o espaço e permitir o dumping periódico da cinza que é derramada sobre a mesma. Os versados na técnica irão apreciar que uma disposição preferida dos degraus pode ser dependente do tamanho da caldeira e da disposição das calhas de combustível e dos distribuidores de combustível. Caldeiras maiores com calhas de combustível e distribuidores em paredes opostas podem se beneficiar de um piso que desce a partir das 30 paredes opostas em direção ao centro da caldeira, separados por um espaço. Caldeiras menores com calhas de combustível e distribuidores em um lado podem se beneficiar de um piso que desce a partir de uma parede substancialmente até a parede oposta, separados por um espaço. No último caso, a extremidade alta do piso tipicamente seria oposta às calhas de combustível e aos distribuidores, enquanto a extremidade inferior e o espaço seriam no mesmo lado ou sobre a mesma parede que as calhas e os distri- 5 buidores de combustível.

Referindo-se agora à figura 2, a operação de uma concretização preferida da caldeira é apresentada. O combustível desce a partir de cima em 13, desliza para baixo da calha em 14 e é injetado dentro da caldeira em 15. Apesar da figura 2 apresentar o combustível sendo injetado a partir de *10 um lado, é para ser entendido que o combustível também pode ser injetado a partir de mais do que um lado ao mesmo tempo. O combustível pode ser injetado dentro da caldeira ou colocado nos degraus, por qualquer método ou estrutura, e deve ser entendido que qualquer estrutura ou método que coloque o combustível nos degraus da presente invenção está dentro do escopo desta revelação. Se existirem calhas de combustível e distribuidores de combustível em paredes opostas, como apresentado na concretização da figura 2, o combustível tipicamente é injetado a partir de ambas as paredes e os processos descritos abaixo ocorrem em ambos os lados da caldeira. O combustível injetado 15 viaja através da câmara de combustão através da salamandra 27 dentro da câmara de combustão. Partículas de combustível menores irão secar rapidamente e queimar enquanto em suspensão, desse modo ajudando a manter a combustão. Partículas maiores irão começar a secar em voo, mas o que não queima em suspensão irá continuar através da caldeira e cair nos degraus 16, de preferência, o degrau mais superior do lado oposto. O ar de combustão 17 sopra através da parte de cima de cada degrau, de preferência de forma contínua, ventilando a combustão do com-bustível neste degrau. À medida que o combustível seca e queima, as partí-culas de combustível são reduzidas em tamanho e podem se tornar cinza. Como instruído neste documento, o ar de combustão sopra com pressão e 30 velocidade suficiente para eventualmente (uma vez que as partículas sejam suficientemente reduzidas em tamanho e peso) forçar as partículas ou cinza para o próximo degrau inferior 18 onde elas podem continuar a queimar com o ar de combustão fornecido 17 proporcionado sobre este degrau. Para este fim, é preferível que o degrau acima de um degrau inferior sucessivo sobreponha o degrau inferior de modo a melhor impedir as partículas de combustível ou a cinza de entrar no bocal 8, no duto de canal 7, ou no espaço reple- 5 to de ar 6. Este processo continua até que todos os degraus estejam engajados em queimar o combustível ou até que eles se tornem sobrecarregados com cinza. Será apreciado que enquanto o combustível está queimando nos degraus, partículas menores podem ser sopradas em suspensão, ou para dentro da salamandra, onde elas são totalmente queimadas. Devido ao fato 10 de que o combustível está sendo queimado à medida que ele se move de degrau para degrau, em algumas concretizações, pode ser preferível fabricar os degraus com diferentes larguras para refletir as propriedades de alteração do combustível e da cinza à medida que eles se movem de degrau para degrau. Em algumas concretizações, alguns ou todos os degraus podem ser 15 inclinados, ou seja, a orientação da superfície de alguns ou de todos os degraus pode variar a partir da horizontal.

Existe uma certa quantidade de ar requerida em cada degrau para manter a profundidade ou altura adequada do combustível e para dis-tribuir o combustível para os degraus inferiores. Este ar pode conter mais 20 oxigênio do que é desejado para uma boa combustão. Portanto, em concre-tizações preferidas, a quantidade de oxigênio fornecido para cada degrau é controlada ou regulada pela mistura do ar de combustão com o gás de com-bustão da caldeira re-circulado (FGR) que está com oxigênio esgotado. Para variar a mistura, a quantidade apropriada de oxigênio pode ser distribuída 25 enquanto ainda fisicamente controlando os níveis de combustível. Em geral, a quantidade de oxigênio fornecida para o piso através dos degraus será de forma significativa menor do que o requerimento estequiométrico para quei-mar o combustível. Além disso, em concretizações preferidas, ar de combus-tão adicional é fornecido através de portas de ar queimado em excesso (não 30 apresentadas) que mantém o salamandra 27 e completa a combustão.

O calor a partir do combustível queimando nos degraus e a partir da sala-mandra 27 irá gaseificar o combustível sólido e este gás será queimado na salamandra 27. Adicionalmente, controlar o ar de combustão entrando através dos degraus irá limitar as emissões produzidas pela caldeira, especial-mente óxidos de nitrogênio (NOx). Quando o combustível é queimado sub- estequiometricamente, o oxigênio de preferência é consumido nas reações 5 de combustão e não fica disponível para reagir com o nitrogênio no combus-tível, desse modo limitando o NOx "combustível". Adicionalmente, como ins-truído neste documento, controlar os níveis de oxigênio na fornalha inferior irá controlar as temperaturas de combustão limitando o NOx "térmico". O nitrogênio e o oxigênio estão presentes no ar em percentagens de 21% de * 10 oxigênio e de 79% de nitrogênio. Se for permitido que as temperaturas de combustão subam até aproximadamente 1.204,44° C (2200° F), o nitrogênio irá se ligar com o oxigênio para formar NOx, o que é uma emissão poluente. A habilidade de precisamente controlar os níveis de oxigênio na fornalha inferior é única para a presente invenção devido ao fato de que estas situa- 15 ções que tipicamente causam concentrações incontroláveis de oxigênio, tal como empilhamento de combustível, curto-circuito e escapamentos de ar, são evitadas pela presente invenção. Com a disposição dos degraus como instruído na presente invenção, o empilhamento é automaticamente controlado e não pode ocorrer o curto-circuito do ar, e devido ao fato de não existi- 20 rem vedações de ar vazando devido à areia ou às peças móveis, o ar externo não pode penetrar na câmara de combustão.

Periodicamente, a quantidade de cinza acumulada nos degraus irá interferir com a combustão do combustível. Quando isto acontece, de a- cordo com concretizações preferidas da presente invenção, a pressão do ar 25 ou a mistura de ar/FGR pode ser momentaneamente aumentada 19 para soprar a cinza para fora do degrau mais baixo. Os degraus mais baixos irão acumular mais cinza e quando a cinza é soprada para fora do degrau, ela irá cair através do espaço 20 e dentro de um sistema de tratamento de cinza abaixo. Os degraus superiores também serão "soprados" 21 periodicamente 30 para empurrar o combustível restante e a cinza para o próximo degrau inferior 22. Em uma concretização alternativa, o piso irá descer a partir de um lado durante todo o caminho até o outro lado e terminar com um espaço en- tre o degrau mais baixo e a parede. Neste caso, a cinza a partir do degrau mais baixo é soprada para dentro do espaço entre o degrau e a parede, e então cai dentro do sistema de tratamento de cinza. Uma concretização alternativa incorpora um sistema de sopro de cinza por vapor e/ou água pres- 5 surizada consistindo em uma série de bocais incorporados nos degraus. Os bocais são espaçados ao longo de um tubo orientado ao longo de cada degrau e dispostos para oscilarem para trás e para frente. Periodicamente, vapor ou água pressurizada pode ser direcionado ao longo das partes de cima dos degraus para remover qualquer material estranho aderido ao mesmo.

A presença do refratário ou do tijolo refratário 11 protege e isola a estrutura de piso de aço do calor da combustão e mantém o calor na caldeira melhorando a gaseificação do combustível. O refratário ou tijolo pode ser instalado em múltiplas camadas consistindo em refratário ou de tijolo com diferentes propriedades térmicas. O nível inferior pode ser um material 15 com altas propriedades de isolamento térmico para reduzir a transferência de calor para a estrutura de suporte e para reter o calor na caldeira. Uma camada superior pode ser de material com alta temperatura e alta resistência ao choque térmico com uma alta capacidade de calor. A camada superior então é mais adequada para as cargas físicas e térmicas e atua como um dissipador de calor para ajudar no processo de combustão. Cada degrau é proporcionado com um espaço repleto de ar 6 que incorpora um dispositivo (não apresentado) para controlar a pressão do ar ou do ar/FGR fornecido para este espaço repleto de ar. Como apresentado pela seta 24, o ar ou a mistura de ar/FGR flui para dentro do espaço repleto de ar 6 a partir do duto 25 5, então, é forçado para fluir sob o piso através do duto do piso 24, e então ao redor da borda interior do degrau através do duto vertical 25, e finalmente sai no bocal 26. O duto do piso 24 de preferência é disposto para aumentar a velocidade do ar ou do fluxo de ar/FGR de modo a melhorar a transferência convectiva do calor a partir do piso de metal para o ar ou para a mistura de ar/gás. Deste modo, o fluxo de ar ou de ar e FGR de combustão até os degraus irá resfriar o piso sob o refratário ou tijolos.

Nas concretizações mencionadas acima, a altura do combustível nos degraus é descrita como sendo controlada pelo fluxo, velocidade, temperatura, ou pressão do vapor, água, ar, gás ou de qualquer mistura dos mesmos por regulagem manual. A auto-regulagem ou regulagem automática da altura do combustível nos degraus também é contemplada neste docu- 5 mento. Os versados na técnica irão prontamente reconhecer que um sistema de controle de circuito de realimentação disposto no sentido da altura da pilha de combustível pode ser empregado para aumentar a pressão, velocidade, temperatura ou fluxo do ar, gás, ou mistura proporcionado através do bocal em direção à pilha de combustível. Por exemplo, tal sistema de contro- 10 le de realimentação pode incluir sensores que medem um aumento na resistência da pressão da mistura de ar proporcionada através dos bocais para indicar uma acumulação da pilha de combustível além de um valor limite. O sensor então sinalizaria um atuador para aumentar a pressão, velocidade ou quantidade da mistura de ar. Qualquer tal sistema de controle de circuito de 15 realimentação que possa ser utilizado para este propósito pelos versados na técnica sem experimentação indevida pode ser empregado. Por exemplo, um sensor pode detectar a temperatura de uma parte da pilha de combustível ou o peso da pilha de combustível para sinalizar o atuador. Além disso, a velocidade, pressão, temperatura ou volume da mistura de ar pode ser sim- 20 plesmente aumentada ou diminuída periodicamente em uma programação baseada no tempo. Neste caso, os versados na técnica irão reconhecer que um sistema de circuito de realimentação não é requerido.

Uma concretização alternativa da invenção também inclui um revestimento refratário no interior dos tubos da parede da caldeira ou uma se- 25 ção da caldeira inferior que é desprovida de tubos resfriados por água e ao invés disso possui uma estrutura de suporte de aço que é revestida no interior com refratário e isolada no exterior. Ambas concretizações incluindo e- lementos refratários são pretendidas para aumentar o calor na fornalha infe-rior, o qual é retornado para gaseificar o combustível.

Em algumas concretizações, existe um espaço entre a parte de cima de um degrau e a parte de baixo dos degraus adjacentes a partir do qual o gás pode entrar na área de combustão; em outras concretizações, a superfície de cima de um degrau pode ter cerca da mesma altura que a parte de baixo do degrau precedente de modo que não existe espaço entre os degraus, com os bocais para o gás localizados dentro do degrau e o gás sendo emitido a partir da face vertical do degrau. Em outras palavras, os bo- 5 cais podem estar localizados dentro do degrau ou de outro modo na borda vertical do degrau, sendo proporcionados com a mistura de ar a partir do encanamento que está pelo menos parcialmente dentro do degrau.

Em concretizações preferidas da invenção, o combustível é movido de um degrau para um degrau inferior sem utilizar dispositivo mecânico, ■10 ou seja, sem um dispositivo tal como um empurrador ou raspador que entra em contato com o combustível. Em uma concretização preferida, ó combustível é movido a partir de um degrau para um degrau inferior pelo movimento do gás. O gás é de preferência injetado entre os degraus ou acima de um degrau. O gás pode ser injetado de forma horizontal, paralelo à superfície do 15 degrau, ou em um ângulo de menos do que 45 graus a partir da horizontal.

Em algumas concretizações, um dispositivo mecânico pode ser utilizado em algumas partes do caminho do combustível sem o afastamento da invenção, por exemplo, um dispositivo mecânico pode ser utilizado para mover o material para cima e para fora de qualquer degrau. O dispositivo mecânico de 20 preferência não compreende um degrau móvel entre os degraus fixos, ou seja, o dispositivo mecânico de preferência não compreende uma superfície plana que se estenda a partir do espaço entre os degraus. Um raspador preferido pode incluir, por exemplo, uma face frontal, perpendicular à superfície de cima do degrau e nenhuma superfície substancial paralela à superfície do 25 degrau. Por exemplo, um dispositivo mecânico preferido poderia compreender uma lâmina que se estende de entre os degraus e a partir da parede lateral da região de combustão.

As concretizações preferidas de uma caldeira de combustível sólido da presente invenção incluem um piso da câmara de combustão dispos- 30 to em degraus fixos. De preferência, o combustível e/ou a cinza é movida a partir do degrau superior do piso até um respectivo degrau inferior sem degraus móveis ou degraus possuindo partes móveis. Os degraus podem se originar em duas paredes opostas e descerem em direção ao meio ou, alternativamente, os degraus se originam em uma parede e descem em direção à parede oposta. Além disso, os degraus podem se originar na parede oposta aos distribuidores de combustível e descerem em direção aos distribuido- 5 res de combustível. Os degraus podem atuar como juntas de expansão.

Em algumas concretizações preferidas, a cinza cai através de um espaço adjacente ao degrau ou degraus mais baixos. O espaço de prefe-rência é vedado com um sifão. Em uma concretização alternativa, o espaço é conectado por uma grelha móvel que permite o dumping periódico da cinza - 10 para dentro do espaço abaixo.

De preferência, o combustível é pelo menos parcialmente queimado e/ou gaseificado nos degraus. Além disso, de preferência, o combustível é pelo menos parcialmente queimado ou gaseificado em suspensão. De preferência, o combustível é queimado e/ou gaseificado sobre ou acima do 15 piso de forma subestequiométrica.

As concretizações preferidas dos degraus da caldeira de combustível sólido da presente invenção incluem uma parte vertical possuindo um ou mais bocais para fornecer um gás, tal como, por exemplo, vapor, á- gua, ar de combustão, gás de combustão recirculado, ou qualquer mistura 20 dos mesmos.

De preferência, um bocal é incluído entre os degraus sucessi-vos, de modo que um bocal é posicionado entre um primeiro degrau superior e um respectivo segundo degrau inferior para direcionar o combustível e/ou a cinza em direção ao terceiro degrau sucessivamente inferior abaixo do se- 25 gundo degrau. Em algumas concretizações preferidas, o bocal (bocais) fornecem combustível com oxigênio.

Em algumas concretizações preferidas, a proporção de mistura, a pressão, a temperatura, a velocidade e o fluxo ou a direção do gás se preferência são regulados. Além disso, em algumas concretizações preferidas, 30 a altura do combustível nos degraus é controlada pelo fluxo, velocidade, temperatura, ou pressão do vapor, água, ar, gás ou qualquer mistura dos mesmos.

Nas concretizações preferidas, um distribuidor de combustível distribui combustível na maior parte para o degrau ou degraus superiores. Um distribuidor pneumático de combustível pode ser utilizado. Como explicado em detalhes abaixo, o combustível é então distribuído para os degraus 5 inferiores pelo gás direcionado a partir de entre os degraus, e pode ser periodicamente distribuído para os degraus inferiores por ajuste propositado do * fluxo, velocidade, ou pressão do gás. Concretizações preferidas incluem remover cinza do degrau ou degraus inferiores pela mistura de gás. Concretizações alternativas incluem o dispositivo mecânico para mover a cinza e/ou -10 o combustível a partir de um degrau superior para um degrau inferior enquanto os próprios degraus não se movem.

Em concretizações preferidas, os degraus são revestidos com tijolo, refratário, ou com outro material isolante resistente ao calor e/ou resistente à água e/ou termicamente isolante. Os degraus podem ser resfriados 15 pelo fluxo da mistura de gás.

Em concretizações preferidas da presente invenção para queimar combustível sólidos, ar, gás, vapor, água, ou qualquer mistura dos mesmos pode ser introduzida em uma câmara de combustão de um modo horizontal em pontos se originando no interior da câmara de combustão (em 20 outras palavras, jatos de ar ou bocais estão direcionando a mistura de gás de forma horizontal, mas não apenas no perímetro da caldeira). Algumas concretizações preferidas podem incorporar a introdução de ar de combus-tão e/ou de gás de combustão recirculado ou de uma mistura dos mesmos em pelo menos uma elevação acima do piso escalonado.

Em algumas concretizações preferidas, os distribuidores de combustível são angularmente ajustáveis.

Em algumas concretizações preferidas, o piso escalonado da presente invenção é suportado a partir do solo, mas a caldeira é suportada a partir de cima, sendo pendurada. Alternativamente, o piso e a caldeira são 30 ambos suportados a partir do solo. Vedações deslizantes podem ser incor-poradas entre o sistema e as paredes da caldeira.

De preferência, pelo menos uma calha de combustível distribui combustível para o sistema. Além disso, o gás de combustão quente pode ser levado a fluir através da calha (calhas) de combustível. O piso escalonado da presente invenção pode ser incorporado em uma nova caldeira ou re- adequado para uma caldeira existente.

As concretizações preferidas da presente invenção reduzem as emissões e/ou controlam a formação de NOx.

* Uma câmara de combustão preferida para uma caldeira de com bustível sólido incluindo o piso escalonado da presente invenção inclui uma * entrada de combustível para proporcionar o combustível sólido para o interi- '10 or da câmara de combustão e uma região de combustão do combustível sólido possuindo: uma primeira superfície de suporte para suportar o combustível sólido; uma segunda superfície de suporte para suportar o combustível 15 sólido, a segunda superfície de suporte sendo posicionada pelo menos em parte abaixo da primeira superfície; e uma entrada de gás para proporcionar gás para mover o com-bustível entre a primeira e a segunda superfície de suporte; o combustível sólido se movendo a partir da entrada de combus- 20 tível até a região de combustão de combustível sólido, pelo menos alguma parte do combustível se movendo sem dispositivo mecânico a partir da primeira superfície de suporte para a segunda superfície de suporte à medida que ele é queimado.

Uma concretização preferida da presente invenção inclui uma 25 saída de combustível gasto para remoção de combustível gasto a partir da região de combustão, o combustível sólido se movendo entre as superfícies de suporte e a saída de combustível gasto sem engendrar movimento relativo entre os componentes do piso. De preferência, uma entrada de gás é po-sicionada de modo que o gás (por exemplo, uma mistura de gás e gás de 30 combustão) é introduzido entre a primeira e a segunda superfície de suporte, ou entre as superfícies de suporte adjacentes. A primeira, a segunda e a superfície de suporte adicional de preferência formam uma série de superfí- cies de suporte, a partir da primeira superfície de suporte até a última super-fície de suporte, cada superfície de suporte na série sendo posicionada a- baixo da superfície de suporte anterior.

Concretizações preferidas da presente invenção incluem as su- 5 perfícies de suporte que incluem material refratário no qual o combustível é queimado, o material refratário não metálico de preferência inclui tijolo refra- * tário ou múltiplas camadas de material refratário com diferentes propriedades mecânicas e/ou térmicas.

Concretizações preferidas da presente invenção incluem super- * 10 fícies de suporte nas quais a extremidade da primeira superfície de suporte se estende ou passa pelo começo da segunda superfície de suporte, e assim por diante com respeito às superfícies de suporte subsequentes, de mo-do que o combustível caindo a partir da extremidade da primeira superfície de suporte cai sobre a segunda superfície de suporte, etc.

Nas concretizações preferidas, o gás flui sob pelo menos uma dentre a primeira e a segunda superfícies de suporte para resfriar a pelo menos uma dentre a primeira e a segunda superfícies de suporte antes do gás fluir através da entrada ou bocal de gás.

As concretizações preferidas podem adicionalmente compreen- 20 der um ou mais sensores para determinar se a acumulação de combustível está interferindo com o gás fluindo a partir da entrada ou do bocal de gás.

Em algumas concretizações preferidas, a entrada ou bocal de gás está posicionada dentro das próprias superfícies de suporte, ao invés de entre superfícies de suporte adjacentes. Além disso, uma entrada de com- 25 bustível de preferência distribui combustível sobre uma ou mais das superfí-cies de suporte.

Uma concretização preferida da presente invenção para queimar combustível sólido inclui: uma primeira superfície de suporte para suportar um combustí- 30 vel sólido; uma segunda superfície de suporte para suportar o combustível sólido, a segunda superfície de suporte sendo posicionada pelo menos em parte abaixo da primeira superfície; e uma entrada de gás para introduzir um gás acima da primeira superfície de suporte, a entrada de gás configurada para forçar o combustí-vel a partir da primeira superfície de suporte para a segunda superfície de 5 suporte.

Concretizações preferidas adicionalmente incluem as superfícies de suporte subsequentes abaixo da segunda superfície de suporte de um modo tipo escada, e as entradas de gás entre a primeira e a segunda superfície de suporte e as superfícies de suporte subsequentes, nas quais a intro- ’ 10 dução de gás força o combustível a partir das superfícies de suporte superiores para as superfícies de suporte subsequentemente inferiores. De preferência, as superfícies de suporte são fixas de modo que elas não se movem com respeito umas as outras para o propósito de forçar o combustível a partir de uma superfície de suporte superior para uma superfície de suporte in- 15 ferior.

Concretizações preferidas incluem a primeira superfície de suporte e a segunda superfície de suporte posicionadas para proporcionar um espaço entre as superfícies, o espaço incluindo a entrada de gás. Em outras concretizações preferidas, a entrada de gás é posicionada no degrau. A pri- 20 meira superfície de suporte pode ser a superfície de cima de um primeiro degrau fixo em uma disposição em escadaria de degraus, e a segunda superfície de suporte é uma superfície de cima de um segundo degrau fixo.

Algumas concretizações preferidas também podem incluir um raspador, tal como uma lâmina, para mover material a partir de uma superfí- 25 cie de suporte superior para uma superfície de suporte inferior.

Uma caldeira de combustível sólido, compreendendo: um sistema para queimar combustível sólido como descrito acima; uma entrada de combustível; e uma saída de combustível gasto.

A caldeira de combustível sólido da presente invenção adicio-nalmente pode incluir um espalhador de combustível sólido para espalhar o

combustível à medida que ele entra no sistema para queimar combustível sólido.

Um método preferido da presente invenção para queimar combustível sólido inclui: direcionar o combustível sólido para uma câmara de combustão e sobre uma primeira superfície fixa onde o combustível é parcialmente queimado; * direcionar um gás em direção ao combustível sólido na primeira superfície de suporte, o gás sendo utilizado na combustão do combustível sólido na primeira superfície de suporte fixa e sendo utilizado para mover o » 10 combustível sólido da primeira superfície de suporte fixa para sobre uma segunda superfície de suporte fixa onde o combustível é adicionalmente queimado, a segunda superfície de suporte fixa sendo mais baixa do que a primeira superfície de suporte fixa; e direcionar um gás para dentro do combustível sólido sobre a se- gunda superfície de suporte fixa, o gás sendo utilizado na combustão do combustível sólido na segunda superfície de suporte fixa e sendo utilizado para mover o combustível sólido da segunda superfície de suporte fixa para sobre uma superfície de suporte fixa subsequentemente inferior ou para dentro de uma saída de combustível gasto.

Métodos preferidos da presente invenção incluem direcionar um gás a partir de uma entrada abaixo da primeira superfície de suporte fixa e acima da segunda superfície de suporte, as superfícies de suporte sendo as superfícies superiores dos degraus. Além disso, nas concretizações preferidas, a entrada é entre os degraus ou as superfícies de suporte. A superfície de suporte pode ser pelo menos parcialmente fabricada de tijolo refratário.

Método preferidos para direcionar um gás para dentro do combustível sólido no segundo suporte incluem primeiro passar o gás sob a segunda superfície de suporte para resfriar a segunda superfície de suporte. Isto pode ser executado igualmente em outros degraus.

Métodos preferidos também incluem determinar quando o com bustível sólido está obstruindo o fluxo de gás e aumentar o fluxo de gás para remover a obstrução.

Um método de queimar combustível sólido compreendendo: distribuir combustível para uma série de superfícies de suporte nas quais o combustível sólido é parcialmente queimado ou gaseificado, cada superfície de suporte sendo mais baixa do que a superfície de suporte 5 anterior; e distribuir gás para o combustível sólido na série de superfícies * de suporte, o gás sendo utilizado na combustão do combustível sólido e sendo utilizado para mover o combustível sólido entre as superfícies de su- porte, o gás sendo introduzido entre pelo menos duas das superfícies de - 10 suporte.

Apesar das concretizações da presente invenção e de suas vantagens serem descritas em detalhes acima e abaixo, deve ser entendido que as concretizações descritas são somente exemplos, e que várias mudanças, substituições e alterações podem ser feitas neste documento sem o afasta- 15 mento do espírito e do escopo da invenção como definidos pelas reivindicações anexas. O escopo do presente pedido não é pretendido para ser limitado às concretizações particulares do processo, da máquina, da fabricação, da composição de material, dos dispositivos, métodos e etapas descritas no relatório descritivo. Como os versados na técnica irão prontamente apreciar 20 a partir da revelação da presente invenção, os processos, máquinas, fabricação, composições de material, dispositivos, métodos ou etapas atualmente existentes ou posteriormente sendo desenvolvidas que executem substancialmente a mesma função ou obtenham substancialmente o mesmo resultado que as concretizações correspondentes descritas neste documento podem ser utilizados de acordo com a presente invenção. Por exemplo, as concretizações da presente invenção podem incluir um sistema no qual a caldeira se apóia na parte de baixo da câmara de combustão ou na qual a caldeira fica pendurada a partir da parte de cima da câmara, na qual lacres corrediços são incorporados entre o sistema e as paredes da caldeira; na 30 qual o sistema e a caldeira são suportados a partir do solo, na qual o sistema é suportado a partir das paredes da caldeira, ou na qual o gás de combustão quente é levado a fluir através da calha (calhas) de combustível. As concretizações da presente invenção também podem incluir sistemas nos quais os degraus atuam como juntas de expansão, nos quais a proporção de altura para largura dos degraus pode variar dentro do sistema ou de sistema para sistema; ou nos quais o sistema se move com a caldeira à medida que ela expande e contrai. Por consequência, é pretendido que as reivindicações anexas incluam dentro de seu escopo tais processos, máquinas, fabricação, composição de material, dispositivos, métodos ou etapas.

Claims (24)

1. Método para queimar combustível sólido em uma caldeira de combustível sólido, caracterizado por compreender: direcionar combustível sólido para dentro da câmara de combus-tão (2) da caldeira de combustível sólido e sobre uma superfície de suporte fixa; direcionar um gás em direção ao combustível sólido na primeira superfície de suporte fixa, o gás auxiliando na combustão do combustível sólido na primeira superfície de suporte fixa e movendo pelo menos uma parte do combustível sólido a partir da primeira superfície de suporte fixa para sobre uma segunda superfície de suporte fixa onde esta parte do com-bustível é adicionalmente queimado, o plano horizontal da segunda superfí-cie de suporte fixa sendo verticalmente inferior ao plano horizontal da primeirasuperfície de suporte fixa; aumentar o fluxo de gás para remover o combustível sólido que obstrui o fluxo de gás.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás é uma mistura de ar de combustão e de gás de combustão da caldeira recirculado.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende direcionar um gás em direção ao combustível sólido na segunda superfície de suporte fixa, a mistura de gás auxiliando na combustão do combustível sólido na segunda superfície de suporte fixa e soprando o combustível sólido a partir da segunda superfície de suporte fixa para sobre uma superfície de suporte fixa subsequentemente inferior ou para dentro de uma saída de combustível gasto.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende direcionar um gás a partir de uma entrada abaixo da primeira superfície de suporte fixa e acima da segunda superfície de suporte, a superfície de suporte sendo as superfícies superio-res dos degraus.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende regular pelo menos um parâmetro a partir do grupo consistindo na proporção de mistura do gás, pressão do gás, temperatura do gás, velocidade do gás, fluxo do gás e direção do gás.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende: determinar se a quantidade de combustível sólido sob pelo me-nos uma das várias superfícies de suporte está além de um limite superior ou inferior; e regular a quantidade de combustível sólido sobre a pelo menos uma superfície de suporte por ajustar a proporção de mistura do gás, a pres-são, a temperatura, a velocidade, o fluxo ou a direção.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende direcionar o gás para passar por baixo do pelo menos um dos vários degraus antes de ser direcionado para a superfície de suporte deste degrau.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende determinar quando o combustível sólido está obstruindo o fluxo de gás e aumentar o fluxo de gás para remover a obstrução.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que mover pelo menos uma parte do combustível sólido inclui mover pelo menos uma parte do combustível sólido sem um empurrador ou raspa-dormecânico que entra em contato com o combustível.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que mover pelo menos uma parte do combustível sólido inclui soprar pelo menos uma parte do combustível sólido pelo gás.

11. Caldeira de combustível sólido, caracterizada por compre-ender: um piso de câmara de combustão (2) com vários degraus dis-postos de um modo tipo escada, a disposição dos degraus incluindo degraus superiores (16) e inferiores (18), nos quais pelo menos uma parte dos de-graus inferiores (18) se estende além de uma borda das degraus superiores (16); e uma superfície de suporte sobre cada um dos vários degraus pa-ra suportar combustível sólido, a superfície de suporte sendo estacionária com respeito ao degrau, e os vários degraus sendo estacionários com res-peito uns aos outros; e meios para aumentar o fluxo de gás para remover o combustível sólido que obstrui o fluxo de gás.

12. Caldeira de combustível sólido, de acordo com a reivindica-ção 11, caracterizada pelo fato de que a parte de baixo de um degrau supe-rior e a superfície de suporte do degrau inferior adjacente são separadas por um espaço.

13. Caldeira de combustível sólido, de acordo com a reivindica-ção 12, caracterizada pelo fato de que o espaço inclui um bocal para dire-cionar um gás em direção à superfície de suporte do degrau inferior.

14. Caldeira de combustível sólido, de acordo com a reivindica-ção 11, caracterizada pelo fato de que a parte de baixo de um degrau supe-rior e a superfície de suporte do degrau inferior adjacente estão substanci-almente no mesmo nível ou altura, e na qual um bocal para direcionar gás em direção à superfície de suporte do degrau inferior está localizado dentro do degrau superior.

15. Caldeira de combustível sólido, de acordo com a reivindica-ção 12, caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende um canal para direcionar o gás para passar por baixo de pelo menos um dos vários degraus antes de ser direcionado para a superfície de suporte de um degrau.

16. Caldeira de combustível sólido, de acordo com a reivindica-ção 11, caracterizada pelo fato de que a disposição tipo escada dos degraus é configurada para continuar horizontalmente e de forma direcional para bai-xo a partir de uma parede da caldeira até uma parede oposta.

17. Caldeira de combustível sólido, de acordo com a reivindica-ção 11, caracterizada pelo fato de que a disposição tipo escada dos degraus é configurada para continuar horizontalmente e de forma direcional para bai- xo a partir das paredes opostas da caldeira até o centro da caldeira.

18. Caldeira de combustível sólido, de acordo com a reivindica-ção 11, caracterizada pelo fato de que inclui pelo menos um sensor para determinar o estado de combustão do combustível sólido nas superfícies opostas.

19. Caldeira de combustível sólido, de acordo com a reivindica-ção 11, caracterizada pelo fato de que os degraus incluem material refratário ou material termicamente isolado.

20. Caldeira de combustível sólido, de acordo com a reivindica-ção 11, caracterizada pelo fato de que pelo menos alguns dos vários de-graus incluem vários bocais que podem ser levados a periodicamente em-purrar material a partir de um degrau para o próximo degrau inferior utilizan-do vapor ou água pressurizada.

21. Caldeira de combustível sólido, caracterizada por compre-ender: um piso escalonado, o piso escalonado incluindo vários degraus fixos dispostos de um modo tipo escada, na qual um degrau inferior se es-tende pelo menos parcialmente além de uma borda de um respectivo degrau superior precedente, e na qual o plano horizontal de um degrau inferior é verticalmente inferior ao plano horizontal do respectivo degrau superior pre-cedente; uma superfície de suporte superior sobre cada um dos degraus, a superfície de suporte sendo estacionária com respeito ao degrau, e os vá-rios degraus sendo estacionários com respeito uns aos outros; um sistema de entrada de gás incluindo pelo menos um espaço repleto de ar para canalizar e direcionar ar de combustão para o combustível sólido apoiado sobre ou suspenso acima de pelo menos um dos degraus, o sistema de entrada de gás sendo ajustável de modo que o volume e a velo-cidade de combustão possam ser regulados.

22. Caldeira de combustível sólido, de acordo com a reivindica-ção 20, caracterizada pelo fato de que o espaço repleto de ar para canalizar e direcionar o ar de combustão inclui pelo menos um bocal, e na qual os vá- rios degraus incluem um material refratário.

23. Caldeira de combustível sólido, de acordo com a reivindica-ção 20, caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende uma entrada de combustível sólido acima dos vários degraus, e uma saída de com- 5 bustível gasto abaixo dos vários degraus.

24. Caldeira de combustível sólido caracterizada por possuir degraus estacionários em que dispositivos mecânicos são utilizados para mover o material a partir de um degrau superior para um degrau inferior.

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