BRPI0903534A2 - dispositivo de selagem para forno e resfriador rotativos para calcinação de coque de petróleo - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE SELAGEM PARA FORNO E RESFRIADOR ROTATIVOS PARA CALCINAçãO DE COQUE DE PETRóLEO, compreendendo placas de grafite (1), ordinariamente retangulares, todas elas deslizavelmente montadas em suportes individuais (2) fixados em um flange (3) que constitui a parte fixa do forno ou resfriador, onde ditas placas estão alinhadas uma ao lado da outra formando um colar de placas coplanares que circunscreve o diâmetro externo do forno ou resfriador formando uma cortina de vedação auto-ajustável entre o ponto de encontro (L) das suas partes rotativa e fixa, sendo que dito corpo cilindrico (B ou N) apresenta pista (4), contra a qual todas as placas são molejadamente mantidas com certa pressão mantendo a vedação entre a parte rotativa e fixa do conjunto, tanto no forno como também no resfriador.

Description

DISPOSITIVO DE SELAGEM PARA FORNO E RE S FRIADORROTATIVOS PARA CALCINAÇÃO DE COQUE DE PETRÓLEO.

Campo da Invenção.

Mais particularmente a presente Invenção refere-se a aprimoramentos técnicos e funcionais especialmentecriados em um dispositivo de selagem circularparticularmente desenvolvido para cingir o diâmetroexterno de fornos ou resfriadores rotativos utilizadospara calcinação de coque de petróleo, tendo em vista aconfiguração de uma cortina de vedação auto-ajustável aodiâmetro externo do referido forno ou do resfriador,evitando a entrada de ar falso ao sistema que comprometeo controle dos parâmetros do processo.

Estado da técnica.

Tanto o forno como o resfriador possuem corposcilíndricos rotativos com cabeças fixas e, entre estas eos correspondentes corpos cilíndricos rotativos formampontos que devem ser vedados para evitar a entrada de arfalso que compromete o controle preciso do processo.Atualmente esta vedação ou selagem é definida por umsistema fixo que cinge toda a periferia externa do fornocalcinador ou resfriador, logicamente nas suasextremidades e junto aquele ponto de encontro entreparte rotativa e parte fixa, onde a vedação é obtida complacas metálicas de sustentação, todas elas com furosoblongos e meios para serem tracionadas contra a parededo forno calcinador.

Não resta a menor dúvida de que a tecnologia doestado da técnica apresenta meios para evitar a entradade ar falso, entretanto, não com a desejada eficiência,não só no que se refere a precisão de funcionamento, mastambém no que se refere a durabilidade, pois, trata-sede um sistema com muito atrito e conseqüente desgasteacentuado, o que exige maiores cuidados de manutenção e,mesmo assim, alguns inconvenientes ocorrem com prejuízofinal que comprometem a vedação entre a parte móvel(rotativa) e a parte estática do sistema e conseqüenteentrada de ar falso no sistema, inclusive exigindomuitas intervenções de manutenção para ajuste daselagem.

Objetivos da Invenção.

Diante das circunstâncias acima e com o objetivode superá-las, foi criada a presente invenção que, emsuas linhas gerais, é um novo conceito de vedação,definido por uma pluralidade de placas de grafite, todasiguais, com feitio ordinariamente retangular, todas elasmontadas radial e de forma coplanar contra a face de umflange ou detalhe correspondente existente tanto noforno rotativo como também no resfriador rotativo e, comisso, todas as placas são deslizavelmente montadas eincidem radialmente contra cada qual o diâmetro externodo corpo rotativo, inclusive com certa pressãoestabelecida por um par de molas. Desta maneira, éformado um colar de vedação que cinge e se auto-ajustapor sobre o diâmetro do corpo rotativo, compensandoeventuais irregularidades do seu diâmetro, inclusiveaquelas deformações acentuadas causadas pelas altastemperaturas, finalizando assim um sistema eficiente devedação e, ao mesmo tempo, eficiente também no que serefere a durabilidade, pois, combina o grafite e umsistema molejado, o que garante uma vedação adequada semaumento do atrito entre partes fixas e móveis,proporcionando vantagens significativas, principalmentemelhor vedação dos "gaps" entre a parte móvel (rotativa)e a parte estática do sistema, impedindo a entrada de arfalso; diminuição das intervenções de manutenção paraajuste da selagem; e melhor controle do processo.

Descrição dos desenhos.

Para melhor compreensão da presente Invenção, éfeita em seguida uma descrição detalhada da mesma,fazendo-se referências aos desenhos anexos:

FIGURA 1 é uma vista lateral esquemática de umforno rotativo calcinador de coque de petróleo;

FIGURA 2 mostra outra vista esquemática, porém,de um resfriador rotativo de coque calcinado depetróleo; e as

FIGURAS 3 e 4 mostram várias vistas detalhando amontagem e as peças que formam o presente dispositivo.

Descrição detalhada da invenção.

Como é de conhecimento dos habilitados nestatécnica, atualmente o coque calcinado de petróleo é umimportante insumo utilizado na produção de alumínioprimário, e tem por objetivo conduzir corrente elétricapara a reação eletrolítica de dissociação da aluminapara a produção de alumínio. A maior parcela de produçãode coque calcinado de petróleo no mundo é realizada emfornos rotativos.

A figura 1 representa esquematicamente um fornotípico utilizado na calcinação do coque de petróleo. Oforno rotativo (A) compreende as seguintes partesbásicas: cilindro rotativo (B) montado na horizontal eretratado internamente, como também possui umdeterminado ângulo de inclinação; insufladores de ar

(C), denominados de ar terciário que tem por objetivo ainjeção de ar atmosférico na zona de calcinação do coqueonde a temperatura varia de 1300 a 1400°C; ventiladores

(D) montados na zona externa do forno próximos adescarga do material denominados de sopradores docabeçote, cujo objetivo principal é a refrigeração docabeçote de descarga do forno; queimador (E) montado nadescarga do forno, para utilização em partida da unidadeou retomada da mesma; sistema de medição por pirometriaóptica (F-G) das temperaturas da zona de calcinação edescarga; termopar (H) para medição da temperatura desaida dos gases do forno; e (I) sistema de acionamentocomposto de coroa, pinhão, engrenagem e motor parapropiciar o movimento circular do forno ou de seu corpocilíndrico (B) , cuja extremidade mais baixa com a bocade descarga (J) constitui a parte fixa (K) e, entre estae o corpo cilíndrico (B) existe um ponto de folga quedeve ser vedado para evitar a entrada de ar falso (L)que compromete o controle do processo.

Após o processo de calcinação o coque édescarregado através da boca de descarga (J) em umresfriador rotativo (M) esquematicamente mostrado nafigura 2, por onde se verifica que o mesmo possui corpocilíndrico rotativo (N) que, por uma extremidade, tem aentrada de produto (0) e entrada de água de apagamento(P) e, na extremidade oposta, também existe entrada deágua (Q) , porém, de emergência, sendo que, ainda, aolongo do corpo cilíndrico existe ainda uma unidade decaptação de ar-vapor (R) e unidade de acionamento ourotação (S). Desta maneira, por meio de jatos de água, atemperatura do coque calcinado é rebaixada de IlOO0Cpara 110°C, logo após o seu resfriamento o coquecalcinado segue para estocagem em silos e posteriorenvio para o mercado do alumínio. O resfriador rotativo(M) também apresenta uma parte fixa (K) com um ponto defolga que deve ser vedado para evitar a entrada de arfalso (L) que compromete o controle do processo.

Em contra-fluxo ao coque dentro do calcinadorexiste uma grande massa gasosa, composta de diversassubstâncias provenientes do craqueamento da matéria-volátil presente no coque verde, umidade, finosarrastados e ar que é injetado dentro calcinador.

A liberação da umidade e aquecimento do coqueocorre na faixa de 25 a 400°C, a desvolatização ocorreno intervalo de 500 a IOOO0C, a densificação do coque equeima de uma pequena quantidade carbono ocorre de 1200a 1400 °C .

Os finos arrastados durante o processo sãoconsiderados como um subproduto de baixo valor agregado,cuja sua geração e transporte dependem vários fatoresassociados durante a calcinação.

Como já foi dito, o sistema convencional maisutilizado de selagem do forno rotativo ou do resfriadoré aquele composto por um sistema fixo que circunscrevetoda a periferia externa do forno calcinador em suasextremidades, composto de placas de sustentaçãometálicas com furos oblongos que era tracionada contra aparede do forno calcinador. Este sistema, como já foidito, não é eficiente, não só pelo fato de a vedação nãoocorrer como desejado, como também pelo fato de exigirmuitas intervenções de manutenção para ajuste daselagem.

Conforme ilustram as figuras 3 e 4, a presenteinvenção, DISPOSITIVO DE SELAGEM PARA FORNO E RESFRIADORROTATIVOS PARA CALCINAÇÃO DE COQUE DE PETRÓLEO, estácaracterizada pelo fato de substituir o sistemaconvencional utilizando-se uma pluralidade de placas degrafite (1), ordinariamente retangulares, todas elasdeslizavelmente montadas em suportes individuais (2)fixados em um flange (3) que constitui a parte fixa doforno ou resfriador, onde ditas placas estão alinhadasuma ao lado da outra formando um colar de placascoplanares que cinge ou circunscreve o diâmetro externodo forno ou resfriador formando uma cortina de vedaçãoauto-ajustável entre o ponto de encontro (L) das suaspartes rotativa e fixa, sendo que dito corpo cilíndrico(B ou N) apresenta pista (4), contra a qual todas asplacas são molejadamente mantidas com certa pressão,consequentemente, se obtêm uma excelente vedação entre aparte rotativa e fixa do conjunto, tanto no forno comotambém no resfriador.

Em uma construção preferida, cada suporte (2) édefinido por cantoneiras laterais (5) e travessa (6),formando uma corrediça de encaixe deslizante tipo gavetapara cada placa de grafite (1).

Em uma construção preferida, cada placa degrafite (1) é molejadamente mantida pressionada por umpar de molas helicoidais (7), uma de cada lado, cujasextremidades são fixadas, respectivamente, na parte maisbaixa do suporte (2) e em outro suporte (8), este últimoacoplado à extremidade radialmente mais afastada daplaca de grafite (1), de modo que esta última possa sermantida pressionada radialmente contra a pista (4) dodiâmetro do corpo (B ou N) do forno ou resfriador.

Como se percebe após o que foi exposto eilustrado, as placas de grafite (1) dispostas na formade um colar garantem a formação de uma cortina devedação do ponto de encontro (L) formado entre a parterotativa e fixa do forno ou do resfriador. Essa cortinaproporciona melhor vedação dos "gaps" entre a partemóvel (rotativa) e a parte estática do sistema,impedindo a entrada de ar falso no sistema,consequentemente, proporciona melhor controle doprocesso, inclusive com outra vantagem adicional, pois,o grafite combinado com a forma de funcionamentoindividual de cada placa proporciona ajuste automáticocompensando desgastes e as irregularidades superficiaisdo diâmetro do corpo do forno ou resfriador,consequentemente, com vida útil muito longa para oconjunto e diminuindo consideravelmente as intervençõesde manutenção.

Será compreendido que determinadascaracterísticas e combinações dos detalhes construtivosdo forno e do resfriador poderão variar radicalmente,mantendo-se o mesmo conceito funcional para os doisconjuntos, conseqüentemente, nota-se que as construçõesdescritas em detalhes à título de exemplo para o forno eo resfriador, bem como para o presente sistema deselagem de entrada de ar falso, estão claramentesujeitas a variações construtivas, porém, sempre dentrodo escopo do conceito inventivo ora revelado de umsistema de vedação na forma de colar definido por umapluralidade de placas de grafite dispostas radialmente ede forma molejada, e como muitas modificações podem serfeitas na configuração ora detalhada de acordo com asexigências descritivas da lei, é entendido que osdetalhes presentes devam ser interpretados como de formailustrativa e não limitadora.

Claims (3)

1.) DISPOSITIVO DE SELAGEM PARA FORNO E RESFRIADOR ROTATIVOSPARA CALCINAÇÃO DE COQUE DE PETRÓLEO, caracterizado pelofato de compreender placas de grafite (1),ordinariamente retangulares, todas elas deslizavelmentemontadas em suportes individuais (2) fixados em umflange (3) que constitui a parte fixa do forno ouresfriador, onde ditas placas estão alinhadas uma aolado da outra formando um colar de placas coplanares quecircunscreve o diâmetro externo do forno ou resfriadorformando uma cortina de vedação auto-ajustável entre oponto de encontro (L) das suas partes rotativa e fixa,sendo que dito corpo cilíndrico (B ou N) apresentapista (4), contra a qual todas as placas sãomolejadamente mantidas com certa pressão mantendo avedação entre a parte rotativa e fixa do conjunto, tantono forno como também no resfriador.

2.) DISPOSITIVO DE SELAGEM PARA FORNO E RESFRIADOR ROTATIVOSPARA CALCINAÇÃO DE COQUE DE PETRÓLEO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de, em umaconstrução preferida, cada suporte (2) ser definido porcantoneiras laterais (5) e travessa (6), formando umacorrediça de encaixe deslizante tipo gaveta para cadaplaca de grafite (1).

3.) DISPOSITIVO DE SELAGEM PARA FORNO E RESFRIADOR ROTATIVOSPARA CALCINAÇÃO DE COQUE DE PETRÓLEO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de, em umaconstruçãopreferida, cada placa de grafite (1) ser molejadamentemantida pressionada por um par de molas helicoidais (7),uma de cada lado, cujas extremidades são fixadas,respectivamente, na parte mais baixa do suporte (2) e emoutro suporte (8), este último acoplado à extremidaderadialmente mais afastada da placa de grafite (1), demodo a pressão das ditas molas possa ser mantida nosentido de fora para dentro e radialmente contra a pista(4) do diâmetro do corpo (B ou N) do forno ouresfriador.