PT1390440E - Dispositivo para controlar a pressão do gás numa câmara de forno de coque - Google Patents

Description

PE1390440 1

DESCRIÇÃO

"DISPOSITIVO PARA CONTROLAR A PRESSÃO DO GÁS NUMA CÂMARA DE FORNO DE COQUE" A presente invenção refere-se a um dispositivo para controlar a pressão do gás numa câmara de forno de coque, com um reservatório de imersão, para o qual é fornecida água, e com um tubo de imersão que se encontra ligado ao espaço do gás da câmara de forno de coque e termina no reservatório de imersão, apresentando o reservatório de imersão, uma descarga e um meio de drenagem que se pode fechar, encontrando-se o tubo de imersão concebido com um troço da extremidade, cuja secção transversal da saída do gás livre depende do nível do líquido no reservatório de imersão. Um tal dispositivo é conhecido da patente EP0649455B1. Ao variar o nível do líquido no reservatório de imersão, a pressão do gás de uma câmara de forno de coque associada pode ser controlada como uma função da libertação do gás. A variação no nivel do liquido no reservatório de imersão tem lugar indirectamente pelo controlo da entrada da água e pela saida da água. Neste caso, são estabelecidos os níveis de água equilibrados, os quais são dependentes da pressão estática da coluna de água no reservatório de imersão e na secção transversal livre do 2 PE1390440 orifício de drenagem e que se altera no caso de flutuações na quantidade de entrada ou quantidade de drenagem. Se existir um defeito técnico num dos dispositivos para controlar a entrada da água ou drenagem da água, existe o risco de o nível equilibrado de água variar de um modo descontrolado e a pressão na câmara de forno de coque aumentar demasiado rapidamente, ou cair demasiado rapidamente. No caso de uma subida de pressão, podem ocorrer emissões através das vedações de forno. No caso da queda de pressão, existe o risco de uma infiltração de ar na câmara de forno de coque, o que pode conduzir a sobreaquecimento. Uma outra desvantagem é que, para cada câmara de forno de coque de uma bateria de fornos de coque, é necessário possuir um controlo complicado para determinar e medir as entradas de água e descargas de água durante uma operação de carbonização.

Numa forma de realização alternativa descrita na patente EP0649455B1 (figura 10), o tubo de imersão apresenta uma peça da extremidade telescopicamente extensível. O controlo da pressão do compartimento tem lugar imergindo a peça da extremidade diferentemente no depósito de recolha do reservatório de imersão. Devido às grandes dimensões do tubo de imersão que transporta o gás, é necessário um mecanismo complicado para ajustar a peça da extremidade. Um problema adicional é a vedação entre a peça da extremidade telescópica e o tubo de imersão.

Da DE4424874C1 é conhecido um processo e um 3 PE1390440 dispositivo para irrigaçao de reservatórios e aspiração de gás de enchimento de uma bateria de fornos de coque. A invenção tem como objectivo fornecer um dispositivo para controlar a pressão do gás numa câmara de forno de coque, que permite um controlo directo e preciso do nivel de liquido no reservatório de imersão. Deverá estar construído de um modo simples em termos estruturais e assegurar que a câmara de forno de coque opere de modo seguro e simples em termos de controlo. A partir de um dispositivo que apresenta as características descritas inicialmente, este objectivo é alcançado, de acordo com a invenção, em que, para controlar o nível do líquido, encontra-se fornecido um tubo de drenagem para a água, cuja extremidade do lado da entrada se projecta para dentro do tubo de imersão e contém orifícios de entrada do lado do revestimento para a entrada de água, em que dentro do tubo de drenagem se encontra fornecido um cursor que se encontra aberto em ambas as faces da extremidade e que fecha os orifícios de entrada e do tubo de drenagem na direcção longitudinal de acordo com a posição do referido cursor, formando uma descarga ajustável verticalmente para a água que flui para dentro do tubo de drenagem, sendo que a extremidade do lado da entrada do tubo de drenagem se encontra rodeado por um tubo do sifão que fecha o tubo de drenagem no lado superior e que forma uma conduta anular para a entrada da água, emitindo a referida conduta anular para dentro do 4 PE1390440 reservatório de imersão abaixo do tubo de imersão.

No dispositivo de acordo com a invenção, a respectiva posição do bordo superior do cursor define a altura do nivel de água dentro do reservatório de imersão. Por meio de movimentos de ajuste do cursor, o nível de água pode ser controlado directamente e com grande precisão. O controlo tem lugar dentro do tubo de imersão e consequentemente no lado da alimentação do gás, onde pode ter lugar somente ligeiras turbulências da superfície da água. Em contraste com a superfície da água no exterior do tubo de imersão, que é colocado em turbulência numa grande extensão pelas bolhas de gás que se erguem do gás a evacuar, a superfície da água comparativamente calma dentro do tubo de imersão permite um ajuste e controlo de elevada precisão do nível do líquido. 0 tubo do sifão, que se encontra fornecido na extremidade do lado da entrada do tubo de drenagem e que fecha o tubo de drenagem no lado superior e forma uma conduta anular para a entrada de água, emitindo a referida conduta anular para dentro do reservatório de imersão abaixo do tubo de imersão, impede que o gás flua para fora através do tubo de drenagem e de influenciar adversamente o controlo. Devido à forma de realização do tubo do sifão, o gás é forçado a seguir o trajecto do tubo de imersão através da imersão na água de altura ajustável ou, quando a imersão não é completa, através da secção transversal da saída do gás livre do tubo de imersão. O comprimento do tubo do sifão depende do âmbito do controlo exigido para ajustar o nível de líquido. 5 PE1390440

Deverá ser entendido que o bordo inferior do tubo do sifão tem que estar sempre localizado abaixo do nivel de água ajustado no reservatório de imersão, de modo a impedir uma descarga de gás. 0 reservatório de imersão pode ser inundado movendo o cursor para a sua posição mais alta e pelos orifícios de entrada no lado da caixa do tubo de drenagem sendo neste caso totalmente fechado. Uma drenagem da água do reservatório de imersão não é mais possível através do tubo de drenagem. Dentro do reservatório de imersão, é estabelecida uma coluna de água, que é determinada pela descarga do reservatório de imersão. A coluna de água encontra-se dimensionada de modo que o trajecto do gás entre o espaço do gás da câmara de forno de coque e um colector de gás bruto no lado de drenagem do dispositivo seja interrompido. Nesta posição de funcionamento, a câmara de forno de coque pode ser aberta e o coque carbonizado expelido. O reservatório de imersão pode também ser esvaziado completamente pela drenagem do reservatório de imersão que está a ser aberto. Com o reservatório de imersão vazio, o espaço do gás da câmara de forno de coque é ligado a um colector de gás bruto no lado de drenagem do dispositivo, sem qualquer turbulência do fluxo de gás, de modo que os gases são aspirados para fora por meio do vácuo que prevalece no colector de gás bruto. Esta posição de funcionamento é necessária de modo a suspender uma câmara 6 PE1390440 de forno de coque realmente cheia com hulha no colector de gás bruto de uma bateria de fornos de coque.

De acordo com uma forma de realização preferida da invenção, o tubo de drenagem encontra-se ligado, como elemento de ajuste móvel, a um tampão do furo de vazamento atribuído à drenagem do reservatório de imersão, cuja água flui para fora no tubo de drenagem através de uma conduta de água do tampão do furo de vazamento que veda o reservatório de imersão. O tampão do furo de vazamento pode ser movimentado para uma posição aberta por meio de um movimento de elevação do tubo de drenagem e liberta drenagem do reservatório de imersão. Numa forma realização adicional, a invenção ensina que uma haste de ajuste encontra-se ligada ao cursor. Por meio de um movimento de elevação da haste de ajuste, o cursor pode ser movimentado contra um batente de paragem do tubo de drenagem conduzindo consigo o tubo de drenagem juntamente com o tampão do furo de vazamento firmemente ligado.

Como propulsor para accionar a haste de ajuste, é utilizado apropriadamente um propulsor que, no caso de falha da sua energia de accionamento, permanece na última posição de controlo, dado que isto respectivamente representa uma posição em que a combinação do nível da água/pressão do gás corresponde a um estado de funcionamento seguro definido da câmara de forno de coque. Dado que, no dispositivo de acordo com a invenção, cada posição de controlo do accionador que actua no cursor pode 7 PE 1390440 imediatamente e directamente ser atribuída a um nível de água no reservatório de imersão, o nível de água não irá alterar no caso de um defeito técnico do propulsor ou após a falha da energia de accionamento. Isto é importante, acima de tudo, na remoção do gás bruto da câmara de forno de coque, dado que, aqui, a pressão não deve aumentar demasiado rapidamente nem cair demasiado rapidamente. No caso anterior, podem ocorrer emissões através das vedações do forno, sendo que no último caso existe o risco de uma entrada de ar para dentro da câmara de forno de coque e, como resultado, possíveis danos devido ao sobreaquecimento. O último nível de água ajustado antes da falha de um accionador, representa, ao mesmo tempo, para este estado, a posição segura para o funcionamento do forno.

As formas de realização adicionais do dispositivo de acordo com a invenção são objecto das reivindicações 4 e 5. A invenção é descrita a seguir tomando como referência um desenho que ilustra somente uma forma de realização exemplar. As figuras representam esquematicamente:

Fig. la e lb dispositivo, fornecido no trajecto do gás entre uma câmara de forno de coque e um colector de gás bruto, para controlar a pressão do gás na câmara de forno de coque em diferentes PE1390440 posições de funcionamento,

Fig. 2 corte longitudinal através do dispositivo numa ilustração ampliada em relação às figuras la e lb,

Fig. 3 e 4 outras posições de funcionamento do dispositivo ilustrado na figura 2. O dispositivo ilustrado nas figuras serve para controlar a pressão do gás numa câmara de forno de coque 1 de uma bateria de fornos de coque. Encontra-se fornecido dentro de um colector 2 de gás bruto da bateria de fornos de coque e encontra-se ligado através de um tubo de elevação 3 para o espaço do gás da câmara de forno de coque 1 (figuras la, lb) . A montagem básica do dispositivo compreende um reservatório de imersão 4, para o qual a água 5 é constantemente fornecida, e um tubo de imersão 6 que se encontra ligado ao tubo de elevação 3 através de um cotovelo 7 de tubo de elevação e termina no reservatório de imersão 4. O reservatório de imersão 4 apresenta uma descarga 8 e uma drenagem 9 que se pode fechar. O tubo de imersão 6 encontra-se concebido com um troço da extremidade 10, cuja secção transversal da saída do gás livre depende do nível de líquido 11 no reservatório de imersão 4. Na forma de realização exemplar, o troço da extremidade 10 apresenta fendas 12 do lado da caixa (figura 2). Além disso, o bordo inferior pode estar perfilado ou biselado.

Pode ser observado na figura 2 que, de modo a controlar o nível de líquido 11, se encontra fornecido um 9 PE1390440 tubo de drenagem 13 para água, sendo que a extremidade do lado da entrada do mesmo se projecta para dentro do tubo de imersão 6 e contém orificios de entrada 14 do lado da caixa para a entrada de água. Dentro do tubo de drenagem 13 encontra-se fornecido um cursor 15 que se encontra aberto em ambas as faces da extremidade e que fecha os orificios 14 de entrada do tubo de drenagem 13 na direcção longitudinal de acordo com a posição do referido cursor, formando uma descarga ajustável verticalmente para a água que flui para dentro do tubo de drenagem 13. A extremidade do lado de entrada do tubo de drenagem 13 encontra-se rodeada por um tubo de sifão 16 que fecha o tubo de drenagem 13 no lado superior e que forma uma conduta anular para a entrada de água, emitindo a referida conduta anular para dentro do reservatório de imersão 4 abaixo do tubo de imersão 6. O bordo superior do cursor 15 define a altura do nivel da água dentro do reservatório de imersão 4. O tubo do sifão 16 neste caso impede a situação em que o gás pode fluir através do tubo de drenagem 13, influenciando de modo adverso o controlo do nivel de água.

As reentrâncias 12 do lado da caixa no troço da extremidade 10 do tubo de imersão 6, reentrâncias essas por exemplo com uma concepção em forma de fenda, estendem-se na direcção longitudinal por cima de um troço a, cujo comprimento se encontra adaptado ao âmbito de ajuste do cursor 15 dentro do tubo de drenagem 13. O cursor 15 pode ser movimentado por meio de uma 10 PE1390440 haste de ajuste 17 que é conduzida através de um troço do tubo de imersão 6. A referida haste de ajuste é conduzida através da parede do cotovelo 7 do tubo de elevação, cujo alongamento representa o tubo de imersão 6, que se encontra conduzido para o exterior e é ligado ali a um accionador 18 apropriado (figuras la, lb). O que é apropriadamente utilizado como um propulsor 18 é um dispositivo de accionamento que, no caso de falha da sua energia de accionamento, permanece na última posição de controlo, dado que esta representa a posição na qual a combinação de nível de água/pressão de gás corresponde a um estado seguro definido. Isto é importante, acima de tudo, na remoção de gás bruto da câmara de forno de coque, dado que, aqui, a pressão não deve subir demasiado rapidamente ou cair demasiado rapidamente. No caso de uma subida de pressão descontrolada, existe o risco de emissão através das vedações do forno, sendo que no caso de uma queda de pressão, é possível uma descarga de ar para dentro da câmara de forno de coque, que pode conduzir a danos devido a sobreaquecimento. O último nível de água controlado antes da falha da energia de accionamento do propulsor 18 ou antes de qualquer outra falha do propulsor 18 ao mesmo tempo, para este estado, representa a posição segura para o funcionamento do forno.

Na posição de funcionamento do dispositivo, tal como ilustrado na figura 3, os orifícios 14 de entrada do lado da caixa do tubo de drenagem 13 que se encontram concebidos, por exemplo, como fendas longitudinais, 11 PE1390440 encontram-se fechados por meio do cursor 15. O reservatório de imersão 4 é inundado pela água de entrada. A água flui através da descarga 8 do reservatório de imersão 4. A coluna de líquido b no tubo de imersão 6 é de modo que o trajecto de gás entre o espaço do gás da câmara de forno de coque 1 e o colector de gás bruto 2 seja interrompido. A câmara de forno de coque 1 pode ser aberta e o coque carbonizado expelido. O dispositivo de acordo com a invenção impede a situação em que o ar possa passar para dentro do colector de gás bruto 2. O tubo de drenagem 13 encontra-se ligado, como um elemento de ajuste móvel, a um tampão do furo de vazamento 19 atribuído à drenagem 9, cuja água flui para fora no tubo de drenagem 13 fluindo através de uma conduta de água de um tampão do furo de vazamento 19 que veda o reservatório de imersão 4 (figuras la e 2) . O tampão do furo de vazamento 19 pode ser movimentado para a posição aberta, ilustrada na figura 4, por meio de um movimento de ascensão do tubo de drenagem 13, libertando a drenagem 9 do reservatório de imersão 4 para esvaziar o reservatório de imersão. O dispositivo de acordo com a invenção assume a posição de funcionamento ilustrada na figura 4 quando a câmara de forno de coque 1 ilustrada é novamente cheia com hulha. Os gases de enchimento são aspirados para fora, sem estrangulamento, para o colector 2 de gás bruto por meio do vácuo que prevalece no colector 2 de gás bruto.

Por meio do dispositivo de acordo com a invenção, 12 PE1390440 o ciclo de funcionamento completo de uma câmara de forno de coque pode ser controlado ou regulado. Para carregar a câmara de forno de coque 1 com hulha, o reservatório de imersão 4 é esvaziado completamente, de modo que os gases de enchimento podem ser aspirados para fora, sem estrangulamento, para o colector 2 de gás bruto por meio do vácuo que prevalece no colector 2 de gás bruto. Durante o período de carbonização, a pressão da câmara é controlada de acordo com o valor estipulado pelo controlo do nível de líquido no dispositivo de acordo com a invenção. Para expelir o coque carbonizado da câmara de forno de coque 1, o trajecto do gás é interrompido pela inundação do reservatório de imersão 4, de modo que nenhum ar pode passar para dentro do colector 2 de gás bruto. Pode ser retirado de uma vista comparativa das figuras que o controlo, fecho, e abertura do trajecto do gás tem lugar por meio de um movimento co-direccional do cursor 15. Por meio dos movimentos de ajuste do cursor 15, pode ser controlado o nível de líquido (figura 2). Por meio do movimento de ajuste adicional do cursor, podem ser fechados os orifícios de entrada 14 do tubo de drenagem 13 (figura 3) . O cursor 15 pode ser movimentado contra um batente de paragem, por exemplo a cobertura superior do tubo de drenagem 13, sendo que, durante o movimento de elevação adicional, retira o tubo de drenagem 13 juntamente com o tampão do furo de vazamento 19 firmemente ligado, sendo a drenagem 9 do reservatório de imersão 4 aberta (figura 4). Na sequência dos passos de funcionamento, os movimentos de ajuste necessários da haste de ajuste 17 são pequenos, de 13 PE1390440 modo que os passos de funcionamento podem ser executados rapidamente.

Lisboa, 18 de Outubro de 2006

Claims (5)

1. PE1390440 1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para regular a pressão do gás numa câmara de forno de cogue, compreendendo um reservatório de imersão (4) para o gual é fornecida água, e um tubo de imersão (6) que se encontra ligado ao espaço do gás da câmara de forno de coque (1) e termina no reservatório de imersão, sendo que o reservatório de imersão (4) apresenta uma descarga (8) e uma drenagem (9) que se pode fechar e em que o tubo de imersão (6) está concebido com um troço da extremidade (10) cuja secção transversal da saida do gás livre depende do nivel do liquido (11) no reservatório de imersão (4), caracterizado por, para controlar o nivel do liquido (11), ser fornecido um tubo de drenagem (13) para a água, cuja extremidade do lado da entrada se projecta para dentro do tubo de imersão (6) e contém aberturas de entrada (14) do lado da caixa para a entrada de água, por dentro do tubo de drenagem (13) ser fornecido um cursor (15) que se encontra aberto em ambas as extremidades e fecha as aberturas de entrada (14) do tubo de drenagem (13) de um modo que depende da posição do referido cursor na direcção longitudinal, formando uma drenagem ajustável verticalmente para a água que flui para dentro do tubo de drenagem (13), e por a extremidade do lado da entrada do tubo de drenagem (13) ser rodeada por um tubo de sifão (16) que fecha o tubo 2 PE1390440 de drenagem (13) na parte superior e forma um canal anular para a entrada da água, abrindo o referido canal anular para dentro do reservatório de imersão (4) abaixo do tubo de imersão (6).
2. 2. Dispositivo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por o tubo de drenagem (13) ser ligado, como um elemento de ajuste móvel, a um batente de paragem (19) atribuído ao escoamento (9) do reservatório de imersão (4), em que a água que flui para fora no tubo de drenagem (13), flui para fora através de um canal de água do batente de paragem (19) que veda o reservatório de imersão (4), e por 0 batente de paragem (19) poder ser movimentado para uma posição aberta por meio de um movimento de ascensão do tubo de drenagem (13) e libertar a drenagem (9) do reservatório de imersão (4).
3. 3. Dispositivo de acordo com as Reivindicações 1 ou 2, caracterizado por uma haste de ajuste (17) ser ligada ao cursor (15), sendo que devido ao movimento de ascensão da haste de ajuste, as aberturas da entrada (14) do tubo de drenagem (13) podem ser fechadas, e por o cursor (15), devido a um movimento de ascensão adicional da haste de ajuste (17) poder ser movimentado contra um batente de paragem do tubo de drenagem (13), transportando com o mesmo o tubo de drenagem (13) juntamente com o batente de paragem (19) firmemente ligado.
4. 4. Dispositivo de acordo com a Reivindicação 3, 3 PE1390440 caracterizado por a haste de ajuste (17) ser passada através de um troço do tubo de imersão (6).
5. 5. Dispositivo de acordo com qualquer das Reivindicações 1 a 4, caracterizado por o troço da extremidade (10) do tubo de imersão (6) apresentar reentrâncias do lado da caixa (12) que se estendem na direcção longitudinal por cima de um troço (a) , sendo o comprimento do referido troço adaptado aos limites de ajuste do cursor (15) dentro de um tubo de drenagem (13). Lisboa, 18 de Outubro de 2006