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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung eines Feststoffanteils
aus der Fest-Flüssig-Trennung
einer biologisches Material enthaltenden Dispersion in einer Trocknungsanlage,
insbesondere eines Feststoffanteils aus der Trennung von Gärresten
einer Biogasanlage und/oder aus der Trennung von Gülle. Darüber hinaus
betrifft die vorliegende Erfindung eine Trocknungsanlage zur Durchführung des
zuvor genannten Verfahrens.
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Gülle fällt vor
allem bei der Massentierhaltung in großen Mengen an und besteht aus
einer Mischung von Kot, Harn und Einstreu. Der Feststoff- und der
Wassergehalt der Gülle
sowie deren Zusammensetzung können
dabei stark variieren. Die Gülle wird
in den Betrieben gesammelt und, da sie den Abfallbestimmungen unterliegt
und somit nicht als Wirtschaftsgut gehandelt werden darf, vorzugsweise
für die
eigenen Zwecke verwendet. Gülle
unterliegt aber strengen Auflagen in bezug auf ihre Verwendung als Düngemittel
für die
Felderbewirtschaftung. Bei der Nährstoffbilanzierung
ist in vielen Fällen
der Phosphorgehalt der Gülle
der begrenzende Faktor. Gleiches gilt für Gärreste, die beispielsweise
bei der Vergärung
von Gülle
zur Erzeugung von Biogas anfallen. In Nährstoffüberschußgebieten stellen die Entsorgungskosten
für phosphorhaltige
ein biologisches Material enthaltende Dispersionen, wie Gülle und/oder
Gärreste,
einen die Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen oder Stallneubauten
limitierenden Faktor dar, wobei der hohe Wassergehalt der in Rede stehenden
Dispersionen einen Transport in der Regel unwirtschaftlich macht.
Eine Biogasanlage mit einer Leistung von 500 kW benötigt beispielsweise
allein zur Unterbringung der Phosphormengen ca. 260 ha landwirtschaftlicher
Nutzflächen.
Ist es erforderlich, Gülle
und Gärreste über eine
sogenannte Güllebörse abzugeben,
sind dafür
Kosten von 7 bis 9 EUR/m3 Gülle/Gärrest zu
veranschlagen.
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Es
werden daher im Stand der Technik mechanische Trennverfahren vorgeschlagen,
um biologisches Material enthaltende Dispersionen aufzubereiten,
wobei eine Dispersion in einen Feststoffanteil und in einen Flüssiganteil
ge trennt wird. Die Trennung von Gülle kann beispielsweise vor
oder nach der Vergärung
stattfinden. Dazu werden im Stand der Technik unter anderem Schneckenpressen
oder Dekanterzentrifugen eingesetzt, wobei der so erhaltene Feststoffanteil
mit phosphorhaltigen Bestandteilen angereichert ist. Die flüssige Phase
weist dagegen einen geringeren Phosphorgehalt auf und kann vor Ort
ausgebracht werden, während
sich die Feststoffe als Dünger
im Gartenbau, als Einstreumaterial oder zur Kompostierung eignen.
Dies ist insbesondere für Regionen
mit Nährstoffüberschuß von erheblicher Bedeutung.
Dabei läßt sich
die Anreicherung des Feststoffanteils mit Phosphor weiter erhöhen, wenn der
Dispersion vor der mechanischen Trennung Flockungsmittel zugesetzt
werden.
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Der
bei der mechanischen Trennung der Dispersion erhaltene Feststoffanteil
enthält
eine Restfeuchte von bis zu 80%. Aufgrund des hohen Wasseranteils
ist der Abtransport der bei der mechanischen Trennung erhaltenen
Feststofffraktion von der Biogasanlage zu einem Verwertungsort kostenintensiv.
Im Stand der Technik wird daher vorgeschlagen, den Wasseranteil
der Feststofffraktion in entsprechend ausgebildeten Verdampfereinrichtungen
zu verdampfen, was einen hohen Energieaufwand erfordert.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Trocknungsanlage
zur Trocknung eines Feststoffanteils jeweils der eingangs genannten
Art zur Verfügung
zu stellen, mit dem es energie- und kostengünstig möglich ist, einen aus der Fest-Flüssig-Trennung
einer biologisches Material enthaltenden Dispersion erhältlichen
Feststoffanteil zu trocknen, wobei der Feststoffanteil nach der Trocknung
einen geringen Restfeuchtegehalt aufweisen soll.
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Die
vorgenannte Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß ein Abgasstrom
aus der Verbrennung von Biogas wenigstens einer den Feststoffanteil
aufweisenden Trocknungseinrichtung der Trocknungsanlage zugeführt wird
und daß der
Feststoffanteil in der Trocknungseinrichtung zumindest teilweise
durch Wärmeübertragung
von dem Abgasstrom auf den Feststoffanteil getrocknet wird. Vorrichtungsgemäß ist dementsprechend
bei einer Trocknungsanlage der eingangs genannten Art wenigstens
eine Trenneinrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung der Dispersion
in ei nen Feststoffanteil und in einen Flüssiganteil und wenigstens eine
Trocknungseinrichtung zur Trocknung des Feststoffanteils vorgesehen,
wobei die Trocknungseinrichtung an eine Abgasleitung einer Verbrennungsanlage
für Biogas
anschließbar
ist und der Feststoffanteil mittels einer Fördereinrichtung der Trocknungseinrichtung
zugeführt
wird.
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Der
Erfindung liegt insbesondere der Grundgedanke zugrunde, die im Abgas
aus der Biogasverbrennung enthaltene Wärmeenergie zur Trocknung des
Feststoffanteils zu nutzen. Der Feststoffanteil wird beispielsweise
durch die Trennung von Gärresten
der Biogasanlage und/oder durch die Trennung von Gülle erhalten.
Dabei können
in einer Biogasanlage verschiedene Rohstoffe, beispielsweise Bioabfälle, Gülle, Klärschlämme, Fette
oder Pflanzen eingesetzt werden. Durch anaerobe Gär- oder
Fäulnisprozesse
entsteht Biogas, das aufgrund des hohen Methangehaltes zur dezentralen
gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung
in Blockheizkraftwerken genutzt werden kann. Das Biogas wird dabei
in einem Verbrennungsmotor der Biogasanlage verbrannt, der einen
Generator antreibt. Der so produzierte Strom wird ins Netz eingespeist.
Die im Motorkühlwasser enthaltene
Wärme kann
in Wärmeübertragern
zurückgewonnen
werden, wobei ein Teil der Wärme
benötigt
wird, um die Betriebstemperatur des Vergärungsprozesses von 37°C oder 55°C zu erreichen. Die überschüssige Wärme des
Motors wird im Stand der Technik zur Beheizung von Gebäuden oder
zum Trocknen der Ernte verwendet.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird die Dispersion vorzugsweise mechanisch in eine feste Phase
und in eine flüssige
Phase getrennt. Hierzu können
insbesondere Schälzentrifugen,
aber auch Dekanterzentrifugen und Schneckenpressen eingesetzt werden.
Der so erhaltene Feststoffanteil wird in die Trocknungseinrichtung
der Trocknungsanlage gefördert,
wobei die Wärmeenergie
des Abgases genutzt wird, um den Feststoffanteil kostengünstig und vorzugsweise
vollständig
zu trocknen. Das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Trocknungsanlage
lassen es zu, den Restfeuchtegehalt in dem Feststoffanteil auf 5
bis 15 Gew.-% zu verringern, insbesondere bei mehrstufiger Trocknung. Der
geringe Wasseranteil in dem getrockneten Feststoff ermöglicht einen
Transport des Feststoffs bei geringen Transportkosten.
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Die
Trocknungseinrichtung ist vorzugsweise als Rotationstrockner ausgebildet.
Dabei ist es so, daß der
Feststoffanteil in der Trocknungseinrichtung während des Trocknungsvorgangs
von dem Abgasstrom überströmt und/oder
durchströmt
wird, so daß eine
direkte Wärmeübertragung
zwischen dem Abgasstrom und dem Feststoffanteil stattfindet. Der Feststoffanteil
wird während
der Trocknung umgewälzt
und intensiv durchmischt, was den Wärmeübergang und die Verdampfung
und/oder Verdunstung der im Feststoffanteil enthaltenen Feuchte
begünstigt.
Für eine
intensive Umwälzung
des Feststoffanteils kann die Trocknungseinrichtung wenigstens ein Rührwerk und
wenigstens eine eine Austragsschnecke aufweisende Schneckenfördereinrichtung
aufweisen. Die Austragsschnecke kann in zwei unterschiedlichen Laufrichtungen
betreibbar sein, wobei in einer Laufrichtung getrockneter Feststoff
aus der Trocknungseinrichtung heraustransportiert wird. Wird die
Austragsschnecke in einer zweiten entgegengesetzt gerichteten Laufrichtung
betrieben, führt dies
zu einem Umwälzen
des Feststoffanteils in der Trocknungseinrichtung. Bei dem Rührwerk kann
es sich um ein Paddelrührwerk
handeln mit einer Mehrzahl von versetzt zueinander angeordneten
Wendeschaufeln, wobei die Drehachse des Paddelrührwerks und die Drehachse der
Austragsschnecke parallel zueinander angeordneten sein können. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, daß die Austragsschnecke beim
Umwälzen
des Feststoffanteils mit einer Drehzahl von 30 bis 70 U/min, insbesondere
von 50 U/min, und das Paddelrührwerk
mit einer Drehzahl von 10 bis 30 U/min, insbesondere von 20 U/min,
betrieben werden. Dadurch wird der Feststoffanteil beim Trocknungsvorgang
intensiv durchmischt, so daß die
Verdampfung bzw. Verdunstung von Feuchte gefördert und die Bildung von Staunässe im Feststoffanteil
verhindert wird.
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Im übrigen wird
darauf hingewiesen, daß der Abgasstrom
nach der Trocknung des Feststoffanteils bedarfsweise abgekühlt werden
kann, so daß es
zur Abscheidung von Wasser und anderen flüchtigen Bestandteilen aus dem
Abgasstrom durch Kondensation kommt. Die abgeschiedene flüssige Phase
kann als Prozeßwasser
einer Biogasanlage zurückgeführt werden.
Im übrigen
kann die aus dem Abgasstrom abgeschiedene flüssige Phase in einer Abwasserreinigungsanlage
aufbereitet werden.
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Der
Feststoffanteil wird der Trocknungseinrichtung vorzugsweise diskontinuierlich
zugeführt und/oder
diskontinuierlich aus der Trocknungseinrichtung abgeführt. Die
Trocknung des Feststoffs erfolgt dann chargenweise, was den verfahrenstechnischen
Aufwand bei der Trocknung des Feststoffanteils verringert. Grundsätzlich ist
es natürlich
auch möglich,
daß der
Feststoffanteil kontinuierlich der Trocknungseinrichtung zugeführt, dort
getrocknet und in getrocknetem Zustand aus der Trocknungseinrichtung
abgeführt
wird.
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Bei
hohen Abgastemperaturen ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Abgas
aus der Biogasverbrennung vor dem Trocknen des Feststoffanteils
mit einem Luftstrom vermischt und der so erhaltene Abgasstrom anschließend der
Trocknungseinrichtung zugeführt
wird. Zur Regelung der Temperatur des Abgasstroms ist eine Temperaturregeleinrichtung
vorgesehen, wobei die Regelung der Abgastemperatur durch Zufuhr
des Luftstroms zu dem Abgas erfolgt. Die Temperaturregeleinrichtung
ist vorzugsweise derart ausgelegt, daß die Eintrittstemperatur des
Abgasstroms in die Trocknungseinrichtung zwischen 150 bis 200°C, vorzugsweise
zwischen 180 bis 195°C,
beträgt.
Dadurch kann sichergestellt werden, daß es beim Trocknungsvorgang
nicht zu einem Entzünden
des Feststoffs in der Trocknungseinrichtung kommt. Darüber hinaus
dient die Zugabe von Umgebungsluft zum Abgas Zwecken des Explosionsschutzes.
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Bei
hohem Wärmeenergiegehalt
des Abgasstroms, d. h. bei hoher Abgastemperatur und großem Abgasvolumenstrom,
kann vorgesehen sein, daß der Feststoffanteil
und ein Teilstrom der Dispersion und/oder ein Teilstrom eines bei
der Fest-Flüssig-Trennung
der Dispersion erhältlichen
Flüssiganteils
der Trocknungseinrichtung zugeführt
werden. Beispielsweise kann nicht getrennter Gärrest oder nicht getrennte
Gülle direkt
zusammen mit dem Feststoffanteil in den Trockner geleitet werden,
wobei durch die Verdampfung des flüssigen Anteils in dem Gärrest oder
der Gülle
eine thermische Fest-Flüssig-Trennung in der Trocknungseinrichtung
erreicht wird. Um unterschiedlichen Wärmeenergiegehalten des Abgasstroms
Rechnung zu tragen, kann das Verhältnis von der Trocknungseinrichtung
zugeführtem Feststoffanteil
zu dem zugeführten
Teilstrom der Dispersion und/oder dem Teilstrom des Flüssiganteils
in Abhängigkeit
von dem Wärmeenergiegehalt
des Abgasstroms geregelt werden. Konstruktiv ist in diesem Zusammenhang
vorgesehen, daß die
Trenn einrichtung eine Zufuhrleitung für die Dispersion und eine Ablaßleitung
für die
Flüssigphase
aufweist und daß die
Zufuhrleitung und/oder die Ablaßleitung
mit der Trocknungseinrichtung verbunden sind. Beispielsweise kann
hier eine Bypaßleitung
vorgesehen sein, die mit der Zufuhrleitung einerseits und der Ablaßleitung
andererseits verbunden ist und die es ermöglicht, die Dispersion an der
Trenneinrichtung vorbei direkt in die Ablaßleitung und damit in die Trocknungseinrichtung
zu leiten. Zur Steuerung oder Regelung der Zufuhr des Feststoffanteils
und/oder der Dispersion und/oder des Flüssiganteils zu der Trocknungseinrichtung
ist vorzugsweise eine Steuer- oder Regeleinrichtung vorgesehen,
wobei, vorzugsweise, die Zufuhr in Abhängigkeit von der Wärmeenergie des
Abgasstroms regelbar ist. Dadurch wird sichergestellt, daß die im
Abgas enthaltene Wärmeenergie in
einem möglichst
großen
Umfang genutzt werden kann, was zu einer Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades
der gasmotorischen Nutzung von Biogasen beiträgt.
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Die
Trocknung des Feststoffanteils kann ein- oder mehrstufig durchgeführt werden,
wobei insbesondere bei mehrstufiger Trocknung die Restfeuchte des
Feststoffanteils nach dem letzten Trocknungsvorgang zwischen 20
bis 18 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 5 bis 15 Gew.-%, betragen kann.
In diesem Zusammenhang kann die Trocknungsanlage wenigstens eine
weitere Trocknungseinrichtung zur Nachtrockung des Feststoffanteils
aufweisen, wobei, vorzugsweise, die weitere Trocknungseinrichtung ebenfalls
als Rotationstrockner ausgebildet sein kann. In einer ersten Trocknungseinrichtung
der Trocknungsanlage kann eine Wärmübertragung
von dem Abgasstrom auf den Feststoffanteil zur Vortrocknung des
Feststoffanteils erfolgen. Anschließend wird in wenigstens einem
der Trocknungseinrichtung nachgeschalteten Wärmeübertrager eine Restwärmeübertragung
von dem Abgasstrom auf einen weiteren Luftstrom vorgesehen, wobei
in der nachgeschalteten weiteren Trocknungseinrichtung eine Wärmeübertragung
von dem weiteren Luftstrom auf den Feststoffanteil zur Nachtrocknung
des Feststoffanteils erfolgt. Der Feststoffanteil muß dabei
von der ersten Trocknungseinrichtung zur zweiten Trocknungseinrichtung
gefördert
werden, was entsprechende Fördermittel
erfordert.
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Bei
der Restwärmeübertragung
von dem Abgasstrom auf den weiteren Luftstrom kommt es zur Kondensation
von flüssigen
Bestandteilen aus dem Ab gasstrom, die aus dem Wärmeübertrager abgeführt und
ggf. einer Wasseraufbereitung zugeführt werden müssen. Die
Wärmeübertragung
zwischen dem Abgasstrom und dem weiteren Luftstrom erfolgt vorzugsweise
indirekt, so daß der
weitere Luftstrom nicht mit Abgasbestandteilen kontaminiert wird.
Der weiteren Trocknungseinrichtung wird im Ergebnis nicht-kontaminierte
Umgebungsluft auf einem gegenüber
der Umgebungsluft erhöhten
Temperaturniveau zugeführt.
Der Feststoffanteil wird in der weiteren Trocknungseinrichtung von
dem weiteren Luftstrom überströmt und/oder
durchströmt,
wobei wiederum eine direkte Wärmeübertragung
zwischen dem weiteren Luftstrom und dem Feststoffanteil vorgesehen sein
kann. Konstruktiv können
die Trocknungseinrichtung und die weitere Trocknungseinrichtung gleich
ausgebildet sein. Aufgrund der gleich ausgebildeten Trocknungseinrichtungen
wird der Aufbau der Trocknungsanlage vereinfacht und der Aufwand für Wartung
und Instandhaltung der Trocknungsanlage verringert. Im übrigen kann
die Trocknungseinrichtung auch als Rotations-Kondensations-Trockner ausgebildet
sein.
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Der
mit Wasserdampf und anderen flüchtigen
Bestandteilen angereichte Abgasstrom, der nach dem Trocknungsvorgang
des Feststoffanteils aus der Trocknungseinrichtung austritt, wird
vorzugsweise vor dem Eintritt in den zur Erwärmung des weiteren Luftstroms
vorgesehenen Wärmeübertrager
gefiltert, wobei ein Schwebstoffilter und/oder ein Biofilter vorgesehen
sein können.
Auch können
mehrere Filtereinrichtungen in Strömungsrichtung hintereinanderliegend
angeordnet sein, um eine ausreichende Reinigung des Abgasstroms
zu gewährleisten.
Ein Biofilter kann sicherstellen, daß die Ammoniakkonzentration
im Abgasstrom die vorgeschriebenen Grenzwerte nicht überschreitet.
Darüber
hinaus ist vorzugsweise vorgesehen, daß auch der weitere Luftstrom,
der zur Nachtrocknung des Feststoffanteils die weitere Trocknungseinrichtung
durchströmt,
anschließend gereinigt
wird. Hierzu können
wiederum Schwebstoff- und Biofilter vorgesehen sein.
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Die
Erfindung wird nachfolgend exemplarisch anhand der in der Zeichnung
dargestellten Trocknungsanlage beschrieben. Im übrigen läßt es die Erfindung bedarfsweise
zu, die in den Ansprüchen
genannten und/oder die anhand der Zeichnung offenbarten und beschriebenen
Merkmale miteinander zu kombinieren, auch wenn dies nicht im einzelnen
beschrieben ist. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und
beschriebene Trocknungsanlage beschränkt. Die vorstehenden Werteangaben
und die angegebenen Intervalle erfassen jeweils sämtliche
Werte, also nicht nur die Untergrenzen bzw. bei Intervallen die
Intervallgrenzen, ohne daß dies
einer ausdrücklichen
Erwähnung
bedarf. In der Zeichnung zeigen
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1 ein
Verfahrensfließbild
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Trocknung eines Feststoffanteils aus der Fest-Flüssig-Trennung
einer biologisches Material enthaltenden Dispersion am Beispiel
der Trennung von Gärresten
einer Biogasanlage,
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2 eine
schematische Querschnittsansicht einer Trocknungseinrichtung der
in 1 dargestellten Trocknungsanlage von der Seite,
wobei ein Feststoffanteil aus der Fest-Flüssig-Trennung der Dispersion
aus einem Bunker in die Trockeneinrichtung gefördert wird, und
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3 die
in 2 dargestellte Anordnung aus Trocknungseinrichtung
und Bunker in einer Querschnittsansicht von oben.
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In 1 ist
eine Trocknungsanlage 1 zur Trocknung eines Feststoffanteils 2 aus
der Fest-Flüssig-Trennung
einer biologisches Material enthaltenden Dispersion 3 dargestellt,
wobei es sich bei der Dispersion 3 um Gärreste einer nicht dargestellten Biogasanlage
handelt. Ebensogut kann es sich bei der Dispersion beispielsweise
um Gülle
handeln. Zur Trennung der Dispersion 3 ist eine Trenneinrichtung 4 vorgesehen,
wobei die Dispersion 3 in der Trenneinrichtung 4 mechanisch
in den Feststoffanteil 2 einerseits und in einen Flüssiganteil 5 andererseits
getrennt wird. Bei der Trenneinrichtung 4 kann es sich vorzugsweise
um eine Zentrifuge, beispielsweise eine Schälzentrifuge, oder um eine Presse
handeln. Aus der Trenneinrichtung 4 wird der bei der Fest-Flüssig-Trennung
erhaltene Feststoffanteil 2 in einen in den 2 und 3 schematisch
dargestellten Bunker 6 gefördert und von dort mittels
einer ebenfalls in den 2 und 3 dargestellten
Fördereinrichtung 7 einer
Trocknungseinrichtung 8 zugeführt. Bei der Trocknungseinrichtung 8 handelt
es sich bei der beschriebenen Trocknungsanlage 1 um einen
Rotationstrockner.
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In
der Trocknungseinrichtung 8 wird der Feststoffanteil 2 getrocknet,
wobei die Trocknungseinrichtung 8 an eine nicht dargestellte
Abgasleitung einer ebenfalls nicht dargestellten Verbrennungsanlage
zur Verbrennung von Biogas angeschlossen ist. In der Trocknungseinrichtung 8 wird
der Feststoffanteil 2 von einem Abgasstrom 9 überströmt und/oder durchströmt, wobei
eine direkte Wärmeübertragung zwischen
dem Abgasstrom 9 und dem Feststoffanteil 2 erfolgt.
Dabei wird der Feststoffanteil 2 während der Trocknung in der
Trocknungseinrichtung 8 umgewälzt. Die Trocknungseinrichtung 8 weist
hierzu ein Rührwerk 10 und
eine in zwei unterschiedlichen Laufrichtungen betreibbare Austragsschnecke 11 auf. Das
Rührwerk 10 weist
eine Mehrzahl von versetzt zueinander angeordneten Schaufelarmen 12 auf,
an denen Wendeschaufeln 13 befestigt sind. Beim Drehen
der Schaufelarme 12 wird der Feststoffanteil 2 intensiv
umgewälzt
und durchmischt. Die Austragsschnecke 11 wird dabei entgegen
der Austragsrichtung X bewegt, was zu einer noch besseren Durchmischung
des Feststoffanteils 2 in der Trocknungseinrichtung 8 beiträgt. Das
intensive Umwälzen
des Feststoffanteils 2 in der Trocknungseinrichtung 8 verbessert
den Wärmeübergang,
wodurch gewährleistet wird,
daß ein
großer
Teil der in dem Feststoffanteil 2 enthaltenen Flüssigkeit
verdampft bzw. verdunstet. Ist die Restfeuchte des Feststoffanteils 2 ausreichend
stark abgesunken, wird die Laufrichtung der Austragsschnecke 11 umgekehrt,
was zum Austrag des Feststoffanteils 2 aus der Trocknungseinrichtung 8 führt. In
diesem Zusammenhang kann eine entsprechende Temperatur- und Feuchtemessung
vorgesehen sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
die Trocknungseinrichtung 8 für einen Feststoffdurchsatz
von ca. 200 bis 250 kg/h ausgelegt, wobei die Austragsschnecke 11 mit
einer Drehzahl von ca. 50 U/min und das Rührwerk mit einer Drehzahl von
ca. 20 U/min betrieben wird. Dies stellt eine rasche und weitgehend
vollständige
Trocknung des Feststoffanteils 2 sicher.
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Über einen
nicht dargestellten Abgaskamin der Verbrennungsanlage wird Abgas 14 entnommen, wobei
bei hohen Abgastemperaturen vorgesehen sein kann, einen Luftstrom 15 aus
der Umgebung mit dem Abgas 14 zu vermischen. Der so erhältliche
Abgasstrom 9 weist dann vorzugsweise eine Temperatur von
ca. 180 bis 195°C
auf. Die Temperatur des Feststoffanteils 2 vor dem Eintritt
in die Trocknungseinrichtung 8 beträgt zwischen 50 bis 70°C. Zur Regelung
der Temperatur des Abgasstroms 9 sind in den das Abgas 14 und
den Luftstrom 15 führenden Leitungen
Klappen 16 vorgesehen, wobei über die Stellung der Klappen 16 Einfluß auf das
Mischungsverhältnis
von Abgas 14 und Luftstrom 15 genommen werden
kann, was letztlich eine Regelung der Abgastemperatur des Abgasstroms 9 ermöglicht.
Dadurch kann der Abgasstrom 9 derart abgekühlt werden,
daß es
beim Trocknungsvorgang nicht zu einem Entzünden des Feststoffanteils 2 oder
gar zu einer Explosion in der Trocknungseinrichtung 8 kommt.
Zur Zufuhr des Abgasstroms 9 in die Trocknungseinrichtung 8 ist ein
Gebläse 17 vorgesehen.
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Die
Verbrennungsanlage kann Teil eines Blockheizkraftwerkes sein, das
mit Biogas aus der Vergärung
von Biomasse betrieben wird. Die Entnahme von Abgas 14 erfolgt
dabei vorzugsweise, nachdem das Abgas einen Wärmetauscher des Blockheizkraftwerkes
durchströmt
hat, wobei der Wärmetauscher
im Stand der Technik bereits zur Rückgewinnung von Wärmeenergie
aus dem Abgas vorgesehen ist. Die Temperatur des Abgases 14 nach
dem Durchströmen
des Wärmetauschers
des Blockheizkraftwerkes liegt in der Regel zwischen 150 bis 200°C, so daß bei dem
beschriebenen Verfahren die Zufuhr eines Luftstroms 15 zur
Temperaturregulierung des Abgasstroms 9 nicht in jedem
Fall erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit
die Nutzung der Restwärme
des Abgases 14, die im Abgas 14 nach dem Durchströmen des
Wärmetauschers
des Blockheizkraftwerkes noch enthalten ist und im Stand der Technik
zum Teil ungenutzt mit dem Abgas an die Umgebung abgegeben wird. Das
beschriebene Verfahren trägt
daher zu einer Steigerung des thermischen Wirkungsgrades des Blockheizkraftwerkes
bei.
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Enthält der Abgasstrom 9 eine
sehr große Wärmemenge,
was auf eine hohe Abgastemperatur und/oder einen hohen Abgasvolumenstrom
zurückzuführen sein
kann, so kann vorgesehen sein, daß zusammen mit dem Feststoffanteil 2 ein
Teilstrom der Dispersion 3 und/oder ein Teilstrom des Flüssiganteils 5 der
Trocknungseinrichtung 8 zugeführt werden. Die Trocknungsanlage 1 weist
hierzu eine Bypaßleitung
auf, über
die mittels eines Ventils 18 bedarfsweise ein Teilstrom
der Dispersion 3 zu dem aus der Trenneinrichtung 4 entnommenem
Flüssiganteil 5 geleitet
werden kann. Ein weiteres Ventil 19 ist vorgesehen, um
einen Zufluß der
Dispersion 3 und/oder des Flüssiganteils 5 in der
erforderlichen Menge zu der Trocknungseinrichtung 8 zu
ermöglichen.
Es versteht sich, daß eine
nicht im einzelnen dargestellte Steuer- oder Regeleinrich tung zur
Steuerung oder Regelung der Zufuhr des Feststoffanteils 2 und/oder der
Dispersion 3 und/oder des Flüssiganteils 5 vorgesehen
ist, wobei, vorzugsweise, die Zufuhr in Abhängigkeit von dem Wärmeenergiegehalt
des Abgasstroms 9 regelbar ist. Wird die Dispersion 3 direkt
in den trocknenden Feststoffanteil 2 in der Trockeneinrichtung 8 eingebracht,
vorzugsweise eingespritzt, so wird durch die einsetzende Verdampfung
des flüssigen
Anteils der Dispersion 3 eine thermische Fest-Flüssig-Trennung
erreicht. Die Zufuhr des Flüssiganteils 5 in
die Trocknungseinrichtung 8 ist insbesondere dann von Vorteil,
wenn der Flüssiganteil 5 eine
große
Menge von Feststoffen aufweist. Der nicht der Trocknungseinrichtung 8 zugeführte Flüssiganteil 5 wird
in einen nicht dargestellten Sammelbehälter geleitet. Aufgrund eines
bei der Fest-Flüssig-Trennung
in der Trenneinrichtung 4 erreichten geringen Phosphorgehaltes
kann der Flüssiganteil 5 vor
Ort ausgebracht werden.
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Der
mit Wasserdampf gesättigte
Abgasstrom 9 wird aus der Trockeneinrichtung 8 über einen Schwebstoffilter 20 einem
Wärmeübertrager 21 zugeführt. Der
Wärmeübertrager 21 ist
zur Wärmeübertragung
von Restwärme
des Abgasstroms 9 auf einen weiteren Luftstrom 22 nach
dem Durchströmen der
Trocknungseinrichtung 8 vorgesehen. Nach dem Durchströmen des
Wärmeübertragers 21,
bei dem eine indirekte Wärmeübertragung
erfolgt, wird der Abgasstrom 9 mit einem weiteren Gebläse 23 einem Biofilter 24 zugeführt, wodurch
sichergestellt wird, daß die
Ammoniakkonzentration im Abgasstrom 9 die vorgeschriebenen
Grenzwerte nicht überschreitet.
Der Abgasstrom 9 wird dann in die Umgebung abgeführt.
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Der
in der Trocknungseinrichtung 8 (vor)getrocknete Feststoffanteil 2 wird
zur Nachtrocknung in eine weitere Trocknungseinrichtung 25 gefördert, was
entsprechende nicht dargestellte Fördermittel erfordert. Bei der
weiteren Trocknungseinrichtung 25 kann es sich wiederum
um einen Rotationstrockner handeln. Die Trocknungseinrichtung 8 und
die weitere Trocknungseinrichtung 25 können im übrigen gleich ausgebildet sein.
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Nach
der Erwärmung
des weiteren Luftstroms 22 in dem Wärmetauscher 21 wird
dieser mit einem dritten Gebläse 26 der
weiteren Trocknungseinrichtung 25 zugeführt. In der weiteren Trocknungseinrichtung 25 erfolgt
eine Wärmeübertragung von
dem weiteren Luftstrom 22 auf den Feststoffanteil 2,
der der weiteren Trocknungseinrichtung 25 mit einem Restfeuchtegehalt
von 5 bis 15 Gew.-% entnommen wird. Der weitere Luftstrom 22 wird
nach dem Durchströmen
der weiteren Trocknungseinrichtung 25 in einem weiteren
Schwebstoffilter 27 und ggf. einen weiteren Biofilter 28 gereinigt
und anschließend
in die Umgebung abgeführt.
Bei den Filter 20 und 27 handelt es sich um selbstreinigende
und temperaturbeständige
Schwebstoffilter. Der Feststoffanteil 2 kann als Dünger im
Gartenbau, als Einstreumaterial oder zur Kompostierung eingesetzt werden.
Aufgrund des geringen Feuchtegehaltes des Feststoffanteils 2 bei
der beschriebenen zweistufigen Trocknung ist im übrigen ein kostengünstiger
Transport des Feststoffanteils 2 zu dem gewünschten
Einsatzort möglich.
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In
den 2 und 3 ist die Trocknungseinrichtung 8 aus 1 und
der Bunker 6 im einzelnen dargestellt. Über eine Materialaufgabe 29 wird der
Feststoffanteil 2 in den Bunker 6 eingefüllt. Mittels der
als Förderschnecke
ausgebildeten Fördereinrichtung 7,
die einen Antrieb 30 aufweist, wird der Feststoffanteil 2 in
eine Trocknungskammer 31 der Trocknungseinrichtung 8 gefördert. Dort
wird der Feststoffanteil 2 mit dem Rührwerk 10 umgewälzt und
mit der Austragsschnecke 11 im getrockneten Zustand aus der
Trockeneinrichtung 8 abgefördert. Die Austragsschnecke 11 weist
einen Antrieb 32 und das Rührwerk 10 einen weiteren
nicht dargestellten Antrieb auf. Die Zufuhr des Abgasstroms 9 in
die Trockeneinrichtung 8 erfolgt über einen Einlaßbereich 33,
von dem eine Bypaßleitung 34 abzweigt
und unterhalb der Austragsschnecke 11 außerhalb
der Trocknungseinrichtung 8 mündet. Hierdurch wird ein Teil
des Abgasstroms 9 vor dem Eintritt in die Trocknungseinrichtung 8 in
Richtung zur Austragsschnecke 11 umgeleitet. Der umgeleitete
Teilstrom unterstützt
das Ablösen
von Feststoffen 2 von der Austragsschnecke 11 nach
dem Austritt aus der Trocknungseinrichtung 8.