ES2904862T3 - Análisis de imagen de llama para control de combustión de hornos - Google Patents

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Abstract

Un método de calentamiento de material en un horno, que comprende (A) calentar material (2) que comprende materia carbonosa en un horno (1) que tiene una chimenea (6), utilizando calor generado por combustión en el horno de combustible (13) y oxidante (12) gaseoso que se alimentan al horno, produciéndose de este modo monóxido de carbono procedente de la materia carbonosa, en donde se forma una llama (4, 15) en el horno que se extiende fuera del horno desde la chimenea (6); (B) caracterizar la concentración de monóxido de carbono en la llama (15) a partir de imágenes de la llama (15) tomadas fuera del horno mediante una cámara digital (21) situada fuera del horno, expresando electrónicamente al menos un parámetro que corresponde a la intensidad de la llama (15) y que corresponde a la concentración de monóxido de carbono en la llama, y determinar la concentración caracterizada de monóxido de carbono en la llama a partir de correlaciones predeterminadas de las concentraciones reales de monóxido de carbono en una llama con valores expresados del al menos un parámetro; (C) comparar la concentración caracterizada de monóxido de carbono en la llama como se caracteriza según la etapa (B) hasta un valor de concentración umbral preestablecido para dicha concentración; (D) cuando la concentración caracterizada de monóxido de carbono en la llama supera dicho valor de concentración umbral preestablecido, ajustar la cantidad de oxígeno, la cantidad de combustible, o las cantidades tanto de oxígeno como de combustible, que se alimentan al horno que está disponible para reaccionar en el horno a una cantidad o cantidades de los mismos que es eficaz para reducir la concentración caracterizada de monóxido de carbono en la llama que es igual o menor que el valor de concentración umbral preestablecido durante un periodo de tiempo predeterminado, mientras se continúa caracterizando la concentración de monóxido de carbono en la llama a partir de imágenes de la llama (15) tomadas por la cámara digital fuera del horno, caracterizado por que se toman imágenes mediante la cámara digital (21) de la llama (15) que se extiende fuera del horno (1) desde la chimenea (6).

Description

DESCRIPCIÓN
Análisis de imagen de llama para control de combustión de hornos
Campo de la invención
La presente invención se refiere al funcionamiento de un sistema de control de combustión para un horno (por lo que se entiende un espacio cerrado tal como una cámara de combustión en la que se someten a combustión combustible y oxidante gaseoso) en el que se calienta material y el calentamiento puede provocar la formación de monóxido de carbono, para controlar y/o disminuir las emisiones de monóxido de carbono del horno.
Antecedentes de la invención
Las operaciones en las que se calienta material en un horno pueden llevar a la formación de monóxido de carbono en el horno. Los mecanismos por los que puede formarse monóxido de carbono incluyen una combustión incompleta de combustible en el horno; combustión incompleta de material combustible cuando el material que va a calentarse en el horno también está destinado a la combustión; y/o conversión de material carbonoso que está presente en o sobre el material que va a calentarse. Ejemplos de tal conversión incluyen pirólisis y/o combustión incompleta del material carbonoso.
Cuando se forma monóxido de carbono en el horno, la emisión del monóxido de carbono fuera del horno es normalmente indeseable. Existen diversas tecnologías para retirar el monóxido de carbono del gas de descarga gaseoso que sale del horno, tal como la absorción del monóxido de carbono en absorbentes, o la adición de reactivos al gas de descarga que reaccionan con el monóxido de carbono. Estas tecnologías presentan inconvenientes tales como gasto y dificultad de aplicación y control.
La presente invención proporciona un método eficiente para impedir la emisión de monóxido de carbono desde un horno. También proporciona un método eficiente para controlar el funcionamiento del horno para obtener una mejor eficiencia y mejores velocidades de producción.
US-2007/264604 A1 se refiere a un método de calentamiento de un material en un horno, en donde el flujo de combustible a los quemadores de postcombustión situados en una cámara de postcombustión se controla según imágenes de vídeo de la llama en el horno. US-2009/190799 A1 se refiere a un método de calentamiento de un material en un horno en donde se controlan las condiciones de combustión generales en una zona de quemado de gas de chimenea corriente abajo de la cámara en la que se genera el gas de chimenea basándose en la medición del contenido de hollín determinado a partir de imágenes de vídeo. DE 197 10206 A1 se refiere a un procedimiento de combustión en donde se monitorizan las condiciones de combustión basándose en el análisis de llama utilizando una cámara CCD.
Breve resumen de la invención
La invención se refiere a un método de calentamiento de material en un horno como se define en la reivindicación 1.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una representación esquemática que muestra cómo puede aplicarse la presente invención a un aparato de horno.
La Figura 2 es un gráfico que muestra la secuencia de etapas de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
La presente invención es útil en el calentamiento de cualquier material que pueda calentarse en un horno. Ejemplos de tales materiales incluyen metales ferrosos tales como hierro y acero, incluyendo productos acabados, así como chatarra, así como minerales ferrosos y otros compuestos. Ejemplos adicionales incluyen metales no ferrosos, tales como aluminio y cobre, incluyendo productos acabados, así como chatarra, y minerales y otros compuestos de los mismos. El calentamiento de cualquiera de tales materiales se emplea para prepararlos para un procesamiento químico y/o físico posterior.
La presente invención también es útil en el calentamiento de materiales en los que se funde una parte o la totalidad del material. En tales operaciones, los materiales pueden incluir cualquiera de los metales anteriores, óxidos metálicos y otros compuestos metálicos. Otros ejemplos incluyen productos que se funden juntos en un horno de fabricación de vidrio para formar vidrio fundido; tales materiales incluyen trozos de vidrio reciclado conocidos como vidrio roto, y materias primas conocidas como carga que se funden conjuntamente para fabricar vidrio, incluyendo tales materiales de forma típica óxido de sodio, óxido de potasio y silicatos de sodio y potasio. Otro ejemplo de tal operación es un horno de cemento, en el que las materias primas incluyen normalmente cal o piedra caliza, y sílice y/o aluminosilicatos (arcillas) y otros aditivos deseados, se calientan conjuntamente de modo que se funden y reaccionan entre sí para formar los compuestos que constituyen el cemento.
La presente invención también es útil en el calentamiento de materiales en los que una parte o la totalidad del material va a someterse a combustión, tal como incineradores. Los materiales que pueden calentarse en la práctica de este aspecto de la presente invención incluyen todos los productos combustibles tales como combustibles carbonosos y residuos sólidos.
Cualquiera de los materiales tratados según esta invención tiene la característica de que incluye cierta cantidad de materia carbonosa, de modo que el calentamiento del material puede hacer que se forme monóxido de carbono en el horno a partir de la materia carbonosa. La materia carbonosa presente pueden ser compuestos orgánicos presentes en el material que está calentándose y/o pueden comprender una parte o la totalidad del material que se calienta y posteriormente se combustiona en el horno. Por ejemplo, la chatarra que comprende aluminio, cobre, hierro y/o acero puede llevar en la misma materia carbonosa tal como pintura u otros recubrimientos orgánicos, alimentos orgánicos y/o residuos humanos y similares. El vidrio roto presente en materiales para la fabricación de vidrio puede llevar en el mismo materia orgánica que sea un residuo de productos alimentarios u otra materia orgánica que haya estado presente en el vidrio roto antes de que se reciclase como vidrio roto.
El monóxido de carbono que se forma en el horno puede producirse mediante uno cualquiera o más de varios mecanismos posibles, tales como combustión incompleta de combustible en el horno; combustión incompleta de material combustible cuando el material que va a calentarse en el horno también está destinado a la combustión; y/o conversión de material carbonoso que está en o sobre el material que va a calentarse, incluyendo ejemplos de tal conversión la pirólisis o la combustión incompleta del material carbonoso. Al igual que las emisiones de monóxido de carbono de los hornos no son deseables independientemente de la fuente del monóxido de carbono, la presente invención es útil independientemente de la fuente o del mecanismo a partir del que se forma el monóxido de carbono que podría emitirse desde el horno.
Volviendo a la Figura 1, el horno 1 se muestra en sección transversal. Aunque el horno representado tiene la forma que es típica de un horno que puede hacerse rotar alrededor de un eje, que sería horizontal en la realización mostrada en la Figura 1, la presente invención puede ponerse en práctica también con cualquier otro tipo y forma de horno. En el horno 1, el material que va a calentarse se representa como 2. El material 2 se calienta con calor procedente de una llama 4 que se forma en el horno mediante la combustión del combustible 13 con el oxidante 12 en el quemador 11. Un combustible 13 adecuado puede ser cualquier sustancia carbonosa combustible, cuyos ejemplos preferidos incluyen metano, gas natural y fueloil atomizado. Oxidantes adecuados alimentados en 12 incluyen cualquier producto gaseoso que contenga oxígeno, tal como aire, aire enriquecido con oxígeno, y corrientes que tengan contenidos de oxígeno de al menos 50 % en volumen, preferiblemente al menos 90 % en volumen. Se comercializan corrientes que tienen tales contenidos elevados de oxígeno a través de cualquiera de varios proveedores de gases atmosféricos. Aunque se muestra una llama 4, el horno con el que puede ponerse en práctica la presente invención puede incluir más de un quemador 11 y más de una llama 4.
El horno 1 incluye al menos una chimenea 6 a través de la cual pueden salir los productos gaseosos del horno 1. Los productos gaseosos que salen de la chimenea 6 incluyen productos gaseosos de combustión entre el oxidante 12 con el combustible 13, tales como dióxido de carbono y vapor de agua, y pueden contener compuestos orgánicos volátiles (COV) y pueden contener monóxido de carbono. En la aplicación práctica de esta invención, si sólo hay una chimenea 6 presente, entonces una llama 15 se extiende desde la salida 7 de la chimenea 6. Si hay presentes dos o más chimeneas 6, hay una llama 15 presente que se extiende desde al menos una salida 7 de al menos una chimenea 6. Puede haber presente monóxido de carbono en la llama 15 y puede o no combustionar completamente en la llama 15.
El horno 1 puede incluir una mirilla 10 en una pared del horno, a través de la cual puede observarse la llama 4 en el interior del horno 1 desde el exterior del horno 1, sin embargo, esta no es objeto de la presente invención.
Según la presente invención, la cámara 21 está posicionada fuera del horno 1. La cámara 21 incluye la abertura 22 a través de la cual la cámara 21 recibe una imagen. En una realización de la invención, la cámara 21 está posicionada en relación con el horno 1 de modo que la abertura 22 de la cámara 21 apunta hacia la llama 15. En otra realización que no es según la invención, la cámara 21 está posicionada en relación con el horno 1 de modo que la abertura 22 de la cámara 21 está alineada con la mirilla 10, de modo que la cámara 21 puede recibir una imagen de la llama 4 en el interior del horno 1.
La cámara 21 es una cámara digital, lo que significa que la cámara 21 detecta una o más características del objeto (en este caso, incluyendo las características detectadas al menos una intensidad de la llama hacia la que apunta la cámara 21) y expresa electrónicamente en forma digital una imagen que corresponde a las características detectadas. Hay cámaras digitales con esta capacidad disponibles comercialmente. Pueden ser una unidad independiente o pueden formar parte de un elemento de equipo que tiene también capacidades funcionales adicionales (tales como telefonía, cronometraje y similares).
Todavía haciendo referencia a la figura 1, los controles 25 controlan el caudal del oxidante 12 y el combustible 13 al quemador 11 (o a múltiples quemadores si está presente más de un quemador 11). De forma opcional, pero preferiblemente, se proporciona la lanza 27 para emitir oxidante adicional al horno 1 cuando debe hacerse pasar oxidante adicional al horno 1. El flujo de oxidante a través de la lanza 27 se controla mediante los controles 29. El oxidante que puede hacerse pasar a través de la lanza 27 al horno 1 puede ser aire, aire enriquecido con oxígeno u oxidante de mayor pureza que tenga un contenido de oxígeno de al menos 50 % en volumen e incluso al menos 90 % en volumen. El contenido de oxígeno del oxidante que se alimenta a través de la lanza 27 al horno 1 puede ser igual o distinto del contenido de oxígeno del oxidante 12 que se alimenta al horno 1.
En la Figura 1, el bloque 23 se refiere al sistema completo que lleva a cabo la secuencia de etapas que se exponen en la Figura 2 como 31,33 y 35. El sistema puede estar presente en un aparato integrado, o los componentes que llevan a cabo etapas particulares pueden separarse físicamente de otros componentes y conectarse entre sí mediante cables adecuados o mediante una conexión inalámbrica sin cable. Algunos o todos los componentes pueden estar incluidos en la cámara 21. Sin embargo, para facilitar la función y debido a la posibilidad de que la cámara 21 puede estar situada en un entorno que pueda ser caliente y polvoriento y, por tanto, potencialmente agresivo para componentes tales como procesadores, se prefiere que la cámara 21 esté separada físicamente de los otros componentes, y que la cámara 21 se conecte por cable o conexión inalámbrica a al menos el componente que lleva a cabo la etapa 31 que sigue en primer lugar a la adquisición de imágenes mediante la cámara 21. Como puede observarse en la figura 1, el sistema 23 está conectado a la cámara 21 para recibir una entrada de la cámara 21, y el sistema 23 está conectado a controles 25 y (si están presentes) a controles 29, para proporcionar señales a los controles 25 y 29.
En funcionamiento, la combustión se lleva a cabo dentro del horno 1 en presencia de material 2 en el horno 1. Se forma una llama en el horno que puede aparecer como la llama 15 que se extiende fuera de la abertura 7 de una chimenea 6. Según la invención, la cámara 21 se apunta a la llama 15 de modo que se reciben imágenes de la llama 15 a través de la abertura 22. En otra realización que no es según la invención, la cámara 21 apunta hacia el horno 1, de modo que se recibe una imagen de una llama 4 en el interior del horno 1 en la abertura 22 a través de la mirilla 10. La llama 15 o 4 puede ser muy brillante, por lo que la abertura 22 y la exposición deben ajustarse para evitar el velado de la imagen. En algunas circunstancias podría ser deseable poder ajustar la exposición de la imagen de manera dinámica para que se logre una resolución adecuada cuando la imagen es muy oscura. En la mayoría de circunstancias, tal ajuste dinámico no es necesario. El factor de visión y la resolución de la imagen de la cámara deben ser tales que el tamaño de imagen sea de al menos 50 por 50 píxeles, preferiblemente al menos 300 por 300 píxeles. Un experto en la técnica puede determinar fácilmente la resolución de imagen y el factor de visión de imagen apropiados para una distancia dada de la cámara 21 desde la llama 15 o 4, y para un tamaño dado de la llama 15 o 4. La cámara 21 crea una imagen electrónica digital de la llama 15 o de la llama 4, basándose en al menos un parámetro de la llama, tal como una intensidad de la llama 15 o de la llama 4. La imagen electrónica es transmitida electrónicamente por la cámara 21 al aparato que lleva a cabo la etapa 31.
En la etapa 31, la señal correspondiente a la imagen de la llama 15 o 4 se convierte en uno o más valores que representan la intensidad o variedad de intensidades de la llama, y puede comprender un intervalo de valores en el área de la llama que esté dentro del campo de visión de la cámara 21. Las intensidades se detectan y expresan digitalmente para crear una serie de valores que corresponden a la intensidad detectada. El parámetro de intensidad detectado corresponde también a una concentración de monóxido de carbono que está presente en la llama.
En la etapa 33, el parámetro de intensidad detectado se compara con las correlaciones preestablecidas del parámetro de intensidad con concentraciones reales de monóxido de carbono en la llama. Pueden establecerse las correlaciones preestablecidas midiendo simultáneamente la concentración de monóxido de carbono en la llama mediante una técnica establecida tal como muestreo de gases, utilizando una sonda de muestreo de gases seguida de análisis del gas muestreado, o monitorización de emisión continua, y observación del valor del parámetro expresado que se deriva en la etapa 31 del valor basado en la intensidad detectado por la cámara 21, y registrando la concentración medida y el valor de parámetro conjuntamente donde puedan leerse juntos, como en un ordenador o en un catálogo impreso. De este modo, cada parámetro de intensidad expresado por el sistema corresponde a un valor de concentración real de monóxido de carbono en la llama. La determinación de las correlaciones preexistentes entre el parámetro expresado y la concentración medida de monóxido de carbono, puede haberse llevado a cabo ya durante la configuración inicial del sistema en un horno, no siendo necesario normalmente que se repita en un horno dado cada vez que se hace funcionar el horno. Sin embargo, el operario puede encontrar preferible establecer un conjunto nuevo de correlaciones para distintos hornos, así como en un horno dado en situaciones en las que las condiciones en las que el horno dado vaya a funcionar difieran significativamente.
El sistema descrito en la presente memoria puede utilizarse para lograr cualquiera de varios métodos para controlar el funcionamiento del horno. Uno de estos métodos es controlar las emisiones de monóxido de carbono mediante el control de la alimentación de oxígeno al horno, que se describe a continuación:
El funcionamiento del horno tendrá un valor preestablecido para la concentración de monóxido de carbono en la llama, de modo que los valores de concentración de monóxido de carbono por encima de ese valor no sean aceptables y deban reducirse. Valores típicos de monóxido de carbono en exceso pueden estar en el intervalo de 3 % en volumen a 30 % en volumen, aunque los valores pueden variar dependiendo de la situación, de la naturaleza del material 2 que se calienta en el horno 1, o de otras condiciones. El valor preestablecido se basa en cualquier factor o grupo de factores que tienen importancia para el operario, tales como valores que representan un riesgo excesivo de daño ambiental, o que corren el riesgo de incumplir reglamentos ambientales aplicables, o que indican un desequilibrio no deseado de condiciones económicas y termodinámicas en el horno.
En la etapa 33 se almacena el valor preestablecido para la concentración de monóxido de carbono en la llama (que también puede denominarse valor umbral, o punto de ajuste), y el parámetro de intensidad detectado que corresponde a la concentración de monóxido de carbono en la llama en un punto en el tiempo se compara con el valor umbral preestablecido. La comparación puede realizarse a cualquier velocidad deseada, pero preferiblemente la comparación se realiza a una velocidad de una vez cada 2 a 5 segundos. Preferiblemente, la comparación se realiza automáticamente mediante un controlador programado adecuadamente.
Cuando el parámetro de intensidad detectado y procesado corresponde a una concentración real de monóxido de carbono en la llama que supera el valor umbral preestablecido, el sistema realiza una acción que da lugar a la provisión de oxígeno adicional dentro del horno 1. En la Figura 2, esta acción se representa como la generación, en la etapa 33, de una señal que activa el sistema 35 de control de combustión para hacer que haya presente oxígeno adicional dentro del horno 1. El oxígeno adicional es para que reaccione con el monóxido de carbono presente en el horno, de modo que salga menos cantidad de monóxido de carbono del horno 1 a través de la chimenea 6 en la llama 15 o de otro modo. Puede proporcionarse oxígeno adicional al horno 1 para que reaccione con el exceso detectado de monóxido de carbono, mediante cualquiera de varios modos. Por ejemplo, uno de tales modos es que el sistema 35 de control aumente la cantidad de oxígeno 12 que se alimenta al horno 1 a través del quemador 11 sin aumentar el caudal de combustible 13 al interior del horno 1. Otro modo posible es alimentar oxidante adicional, o una mayor cantidad de oxígeno adicional, a través de la línea 29 de alimentación adicional (mostrada en la figura 1), también sin aumentar el caudal del combustible 13 al interior del horno 1. Otro modo posible es disminuir la cantidad de combustible 13 alimentado al horno 1, sin reducir la cantidad de oxígeno 12 o de oxígeno 27 adicional que se alimenta al horno 1. O bien puede aplicarse cualquier combinación de estos modos al mismo tiempo.
La realización preferida es proporcionar oxígeno 27 adicional, de modo que el operario no tenga que ajustar la relación estequiométrica del oxidante y el combustible que se alimenta a través del uno o más quemadores 11. La línea 27 de alimentación adicional debe situarse preferiblemente de modo que alimente oxidante en regiones dentro del horno en el que pueda haber presentes cantidades relativamente mayores de monóxido de carbono, o en regiones en las que el monóxido de carbono sería especialmente no deseable, tal como cerca del área donde el interior del horno 1 se conecta con el extremo corriente arriba de la chimenea 6.
La provisión de oxígeno adicional continúa hasta que el valor detectado y procesado que representa la concentración de monóxido de carbono en la llama disminuya hasta un valor igual a, o menor que, el valor umbral preestablecido mencionado anteriormente. Si se prefiere, debe proporcionarse el oxígeno adicional hasta que el valor detectado y procesado sea menor que el valor umbral preestablecido, tal como de 0,5 % a 2 % por debajo del valor umbral preestablecido, para minimizar el número de veces que deba iniciarse la provisión del oxígeno adicional y posteriormente interrumpirse.
Las etapas 31, 33 y 35 pueden llevarse a cabo en controladores programados adecuadamente que están conectados entre sí mediante cables adecuados o mediante conexiones inalámbricas. En cambio, pueden estar todos presentes en un componente de hardware.
Como se indica, el sistema descrito en la presente memoria también puede utilizarse para llevar a cabo otros métodos de control del funcionamiento del horno, ajustando la alimentación de oxígeno (oxidante), combustible, o tanto oxígeno como combustible, para lograr las características deseadas de combustión dentro del horno o para llevar a cabo el control del funcionamiento del horno desde el inicio. En esta realización de la invención, se preestablecen un punto de ajuste o más de un punto de ajuste (normalmente de 3 a 10 puntos de ajuste) en el controlador que corresponden a caudales de combustible y caudales de oxígeno al horno (en un quemador o en cada uno de varios quemadores si el horno tiene múltiples quemadores).
En estas realizaciones, los parámetros de análisis de imagen se reciben en la etapa 33 y se comparan con los puntos de ajuste de los niveles de control definidos por el usuario, quien también preestablece los valores de caudal que van a utilizarse en el quemador y en la lanza de oxidante para cada nivel. Esta última parte comunica con el PLC de control de combustión del horno. El usuario también puede seleccionar otros parámetros de procedimiento, tales como temporizadores para activar/desactivar los niveles de control. En esta etapa, el usuario puede seleccionar también el idioma que aparecerá en los paneles de control que verá el operario, y también puede seleccionar otras variables a controlar. El controlador 33 recopila datos de la cámara y del software relacionado, procesa estos datos junto con entradas de usuario (límites, punto de ajuste de flujo de oxígeno, punto de ajuste de flujo de gas natural, tiempos de retardo) y ajusta de forma dinámica el procedimiento para reducir las emisiones de CO y aumentar la producción del horno.
El usuario selecciona la variable de control y establece los límites de inicio, los límites de parada y los valores de “ retardo de desconexión” (en cualquier número de cada uno que se desee, de forma típica de 1 a 10 de cada uno, y un número (de forma típica de 1 a 5) de valores de “ retardo de conexión” . El usuario también establece un punto de ajuste de flujo de oxígeno y un punto de ajuste de flujo de gas natural de quemador para cada límite correspondiente. Cuando se ha superado el primer límite de inicio durante un tiempo superior al tiempo de retardo de conexión, el software establece el punto de ajuste de flujo de oxígeno y el punto de ajuste de flujo de gas natural correspondientes. Los puntos de ajuste se procesan en orden a medida que se superan los límites. Una vez que la variable de control disminuye por debajo del límite de parada y el temporizador de retardo de desconexión está completo, se establece el nivel anterior.
Cuando la variable de control disminuye por debajo de todos los límites de parada y el retardo de desconexión final finaliza, el punto de ajuste de oxígeno se establece en cero y el punto de ajuste del combustible de quemador se devuelve al control normal.
Si se abre la puerta del horno, el punto de ajuste de oxígeno se establece en cero y el punto de ajuste del combustible de quemador se devuelve al control normal.
El sistema y método descritos en el presente documento permiten que el operario obtenga beneficios en el funcionamiento del horno, tales como un funcionamiento más eficiente en términos tales como consumo de combustible y tiempo de ciclo reducido. Monitorizando el contenido de monóxido de carbono de la llama (y al hacerlo en tiempo real, que es como puede utilizarse la presente invención), el operario puede ajustar las velocidades de alimentación de oxígeno y/o combustible al horno para que el calor de combustión del monóxido de carbono pueda retenerse en el horno y utilizarse de forma ventajosa, permitiendo de este modo que el operario logre el mismo grado de calentamiento y/o fusión del material dentro del horno en un tiempo de ciclo más corto, y permitiendo que el operario consiga el calentamiento y/o la fusión con menor consumo de combustible por unidad de material calentado.
La presente invención es un método ventajoso para controlar las emisiones de monóxido de carbono procedentes de hornos, y para controlar el funcionamiento general del horno, por varios motivos. Un motivo es que la aplicación del método de la presente invención a un horno en funcionamiento no requiere una medición directa continuada de la concentración del monóxido de carbono en la llama. Otro motivo es que la presente invención mide y detecta los parámetros que caracterizan el monóxido de carbono en la llama, más que en los gases de chimenea o en los gases de escape donde la medición tiende a ser más variable y menos fiable. Además, el método de la presente invención no mide temperaturas de la llama, y no se basa en la medición de diferencias de la temperatura de la llama, y, por tanto, es más fiable y menos vulnerable a fluctuaciones de temperatura en la llama. En cambio, el método de la presente invención se basa en correlaciones de parámetros de imagen que corresponden a la concentración de monóxido de carbono en la llama, que se cree que es un modo de funcionamiento novedoso y eficiente.
Otras ventajas incluirían un requisito reducido de mantenimiento del equipo utilizado, menor coste de instalación y poco o ningún tiempo de inactividad del horno para la instalación del sistema que realiza la invención; y un tiempo de respuesta más rápido para ajustar la alimentación de oxígeno, el suministro de combustible o tanto la alimentación de oxígeno como la alimentación de combustible, cuando el sistema detecta una condición que requiera un aumento u otro cambio en la cantidad de oxígeno y/o la cantidad de combustible que se alimentan al horno.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un método de calentamiento de material en un horno, que comprende
    (A) calentar material (2) que comprende materia carbonosa en un horno (1) que tiene una chimenea (6), utilizando calor generado por combustión en el horno de combustible (13) y oxidante (12) gaseoso que se alimentan al horno, produciéndose de este modo monóxido de carbono procedente de la materia carbonosa, en donde se forma una llama (4, 15) en el horno que se extiende fuera del horno desde la chimenea (6);
    (B) caracterizar la concentración de monóxido de carbono en la llama (15) a partir de imágenes de la llama (15) tomadas fuera del horno mediante una cámara digital (21) situada fuera del horno, expresando electrónicamente al menos un parámetro que corresponde a la intensidad de la llama (15) y que corresponde a la concentración de monóxido de carbono en la llama, y determinar la concentración caracterizada de monóxido de carbono en la llama a partir de correlaciones predeterminadas de las concentraciones reales de monóxido de carbono en una llama con valores expresados del al menos un parámetro;
    (C) comparar la concentración caracterizada de monóxido de carbono en la llama como se caracteriza según la etapa (B) hasta un valor de concentración umbral preestablecido para dicha concentración;
    (D) cuando la concentración caracterizada de monóxido de carbono en la llama supera dicho valor de concentración umbral preestablecido, ajustar la cantidad de oxígeno, la cantidad de combustible, o las cantidades tanto de oxígeno como de combustible, que se alimentan al horno que está disponible para reaccionar en el horno a una cantidad o cantidades de los mismos que es eficaz para reducir la concentración caracterizada de monóxido de carbono en la llama que es igual o menor que el valor de concentración umbral preestablecido durante un periodo de tiempo predeterminado, mientras se continúa caracterizando la concentración de monóxido de carbono en la llama a partir de imágenes de la llama (15) tomadas por la cámara digital fuera del horno,
    caracterizado por que
    se toman imágenes mediante la cámara digital (21) de la llama (15) que se extiende fuera del horno (1) desde la chimenea (6).
  2. 2. Un método según la reivindicación 1 en donde dicho material (2) comprende metal.
  3. 3. Un método según la reivindicación 1 en donde en la etapa (A) combustiona al menos una parte de dicho material (2) que se calienta.
  4. 4. Un método según la reivindicación 1 en donde en la etapa (A) se funde al menos una parte de dicho material (2) que se calienta.
  5. 5. Un método según la reivindicación 1 en donde en la etapa (D), ajustar la cantidad de oxígeno (12) en el horno que está disponible para reaccionar en el horno (1) comprende aumentar la cantidad de oxígeno que se alimenta a dicho horno con relación a la cantidad de dicho combustible (13) que se alimenta a dicho horno.
  6. 6. Un método según la reivindicación 1 en donde en la etapa (D), ajustar la cantidad de oxígeno (12) en el horno (1) que está disponible para reaccionar en el horno comprende reducir la cantidad de dicho combustible (13) que se alimenta a dicho horno con relación a la cantidad de oxígeno que se alimenta a dicho horno.
  7. 7. Un método según la reivindicación 1 que comprende ajustar la cantidad de oxígeno (12) que se alimenta al horno (1) cuando la concentración caracterizada de monóxido de carbono en la llama (4, 15) supera dicho valor de concentración umbral preestablecido.
  8. 8. Un método según la reivindicación 1 que comprende ajustar la cantidad de combustible (13) que se alimenta al horno (1) cuando la concentración caracterizada de monóxido de carbono en la llama (4, 15) supera dicho valor de concentración umbral preestablecido.
  9. 9. Un método según la reivindicación 1 que comprende ajustar la cantidad de oxígeno (12) y la cantidad de combustible (13) que se alimentan al horno (1) cuando la concentración caracterizada de monóxido de carbono en la llama (4, 15) supera dicho valor de concentración preestablecido.
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