DE102020123594A1

DE102020123594A1 - Verfahren und Anordnung zur Entfernung von Schwermetallen aus Klärschlamm

Info

Publication number: DE102020123594A1
Application number: DE102020123594.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Spohr; Uwe Zickert
Original assignee: MVV Umwelt Asset GmbH
Current assignee: MVV Umwelt Asset GmbH
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2021-03-11

Abstract

Ein Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus Klärschlamm (2), bei welchem der Klärschlamm (2) an einem ersten Ende (4a) einem Drehrohrofen (4) aufgegeben, in diesem mit einem in den Drehrohrofen (4) eingeleiteten Rauchgas (6), insbesondere dem Rauchgas (6) einer Abfallverbrennungsanlage (7), beaufschlagt und die durch die Beaufschlagung mit dem Rauchgas (6) unter Anwesenheit eines Aufschlussmittels (8) erzeugte Klärschlammasche (2a) an einem zweiten Ende (4b) aus dem Drehrohrofen (4) ausgetragen wird, zeichnet sich dadurch aus, dass am zweiten Ende (4b) des Drehrohrofens (4) ein Reaktor (10) mit einem im Wesentlichen geschlossenes Reaktorgehäuse (12) angeordnet ist, welches einen Reaktorinnenraum (14) begrenzt, der von Rauchgas (6) durchströmt wird und mit dem Innenraum (4i) des Drehrohrofens (4) in Strömungsverbindung steht, und in den die aus dem Drehrohrofen (4) ausgetragene Klärschlammasche (2a) unter Anwesenheit eines Sauersoff enthaltenden Gases (16) und oder sauerstoffhaltiges Mischgas (117) aus Umgebungsluft (16) und/oder Rezirkulationsgas (116), zur Beaufschlagung mit vom Rauchgas (6) emittierter Wärmestrahlung eingeleitet wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Entfernung von Schwermetallen aus Klärschlamm gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 9.
Zur Entsorgung von mit Schwermetallen belastetem Klärschlamm wird dieser bei der sogenannten Monoverbrennung unter weitgehendem Luftabschluss in das obere Ende eines geneigt angeordneten, langsam rotierenden Drehrohres eines Drehrohrofens eingeleitet. In diesem wird der zu Anfang wässrige Klärschlamm während des Durchlaufens des Drehrohres mit Rauchgas einer Abfallverbrennungsanlage beaufschlagt, welches am unteren Ende des Drehrohres über eine feststehende Heißgashaube unter Ausschluss von Umgebungsluft in dieses eingeleitet werden.
Durch die im Gegenstromprinzip in das Drehrohr eingeleiteten Rauchgase, die eine Temperatur von ca. 950 °C und einen Sauerstoffgehalt von ca. 10 % besitzen, erfolgt im Gegenstromprinzip zunächst eine Trocknung des Klärschlamms, dann in der Mitte des Rohrs eine Vergasung unter Sauerstoffabschluss, d.h. eine Reduktion im chemischen Sinne, und am unteren Ende des Drehrohres durch Restsauerstoff im Rauchgas eine Oxidation des Klärschlamms zu Klärschlammasche. Die bei der Vergasung in der Reduktionszone im mittleren Teil des Drehohrofens aus der Klärschlammasche ausgetriebenen Komponenten wie beispielsweise Synthesegas, werden zusammen mit dem Rauchgas in die Abfallverbrennungsanlage zurückgeführt und dort zur Wärmeerzeugung genutzt, bzw. in den entsprechenden Filtern gereinigt. Das zuvor beschriebene, seit langem bekannte Verfahren besitzt den Vorteil, dass die Beheizung des Drehrohrofens sozusagen kostenlos über die Rauchgase der Abfallverbrennungsanlage erfolgen kann, ohne dass zusätzliche Energie zum Beheizen des Drehrohres erforderlich wäre.
Die als Endprodukt erhaltene Klärschlammasche enthält bei der zuvor beschriebenen vereinfachen Ausführungsform des Verfahrens neben dem im Klärschlamm enthaltenen Phosphor, welcher aus der Klärschlammasche zurück gewonnen werden kann, zusätzlich auch Schwermetalle, die üblicherweise ebenfalls im Klärschlamm enthalten sind.
Um nun auch die bei dieser vereinfachten Verfahrensvariante entstehenden Schwermetalle ebenfalls aus der Klärschlammasche zu entfernen, um die Asche beispielsweise ohne eine aufwendige Weiterverarbeitung als Düngemittel einsetzen zu können, ist es weiterhin bekannt, dem Klärschlamm vor dem Einbringen in das Drehrohr Erdalkalichloride, insbesondere Magnesiumchlorid, zuzusetzen. Dies führt dazu, dass sich durch das in den Erdalkalichloriden enthaltene Chlor Schwermetallsalze bilden, die aufgrund der hohen Temperaturen von ca. 950 °C im unteren Teil des Drehrohrofens in die Gasphase übergehen und zusammen mit dem Rauchgas in die MVA transportiert werden, in der sie in den entsprechenden Schwermetallfiltern in effizienter Weise abgeschieden und ggf. recycelt oder entsorgt werden können.
Das zuvor beschriebene Verfahren ist beispielsweise in der DE 10 2009 014 884 B4 beschrieben, wobei der Klärschlamm mit 3 % Magnesiumchlorid vermischt dem oberen Teil des Drehrohres in der sogenannten Reduktionsstufe bei Temperaturen zwischen 500 °C und 1100 °C aufgegeben wird, in dem eine Pyrolyse stattfindet, und im Anschluss daran im unteren Teil des Drehrohrofen eine Nachverbrennung des entstandenen Klärschlammkoks unter oxidierenden Bedingungen durch den im Rauchgas enthaltenen Reststauerstoff bei Temperaturen zwischen 800 °C und 1200 °C erfolgt. Bei dem zuvor beschriebenen Verfahren nach der DE 10 2009 9014 884 B4 ergibt sich das Problem, dass die Aufschlussmittelzugabe zum Klärschlamm vor der thermochemischen Behandlung in Kombination mit dem Gegenstromprinzip zu einem Verlust von großen Teilen des Aufschlussmittels führt, noch bevor die Temperaturen und Prozessbedingungen für die Schwermetallentfrachtung in der Reduktionszone erreicht werden, in der auch eine Trocknung des wässrigen Klärschlamms erfolgt. Darüber hinaus ist der Ausbrand des Klärschlamms im Drehrohr nicht optimal, wobei eine deutliche Erhöhung des Sauerstoffgehalts in der Rauchgaszuführung nicht wirtschaftlich ist. Demgemäß besitzt die nach dem zuvor beschriebenen Verfahren der DE 10 2009 014 884 B4 erzeugte Klärschlammasche einen hohen Restkohlenstoffgehalt von mehr als 5% bezogen auf das Gesamtgewicht der Asche, welcher eine direkte Verwendung derselben als Düngemittel ausschließt.
Weiterhin beschreibt die DE 102 43 840 B4 ein Verfahren zur Abtrennung von umweltrelevanten Schwermetallen aus Klärschlammasche, bei der der Klärschlammasche - und nicht dem Klärschlamm - Alkali- und/oder Erdalkalichloride beigemischt werden, bevor die Mischung auf eine Temperatur von ca. 1050 °C erwärmt wird, um eine Bildung von Schwermetallchloriden aus den Alkali- und/oder Erdalkalichloriden und den Schwermetallen zu bewirken und die Schwermetallchloride anschließend zu verdampfen, die hierzu separat aufgefangen werden. Die Schrift gibt keinen Hinweis darauf, den Drehrohrofen mit dem Rauchgas einer Abfallverbrennungsanlage zu beaufschlagen und die verdampften Schwermetallchloride in effizienter Weise in der Rauchgasreinigung derselben Anlage abzuscheiden.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren sowie eine zugehörige Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich Klärschlamm in wirtschaftlich effizienter Weise zu von Schwermetallen entfrachteter Klärschlammasche verbrennen lässt, die einen Restkohlenstoffgehalt von weniger als 5 Gew.- % bezogen auf das Gesamtgewicht der Asche besitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie eine zugehörige Anordnung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen von Anspruch 9 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß der Erfindung zeichnet sich ein Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus Klärschlamm, bei dem der Klärschlamm einem Drehrohrofen an einem ersten Ende aufgegeben, in diesem mit einem in den Drehrohrofen eingeleiteten Rauchgas beaufschlagt und die durch die Beaufschlagung mit dem Rauchgas unter Anwesenheit eines Aufschlussmittels erzeugte Klärschlammasche an einem zweiten Ende aus dem Drehrohrofen ausgetragen wird, dadurch aus, dass die aus dem Drehrohrofen ausgetragene Klärschlammasche in den Innenraum eines dem zweiten Ende des Drehrohrofens vorgeordneten und vom Rauchgas vor der Einleitung in den Drehrohrofen durchströmten Reaktor zugeführt wird, in welchem die Klärschlammasche unter Anwesenheit von Sauerstoff mit vom Rauchgas emittierter Wärmestrahlung beaufschlagt wird.
Durch die Nutzung der Wärmestrahlung des Abgases ergibt sich der Vorteil, dass kein zusätzlicher Energieaufwand erforderlich ist, um die Nachoxidation der Klärschlammasche nach ihrem Austrag aus dem Drehrohrofen zu bewirken, sondern die ohnehin im Rauchgas enthaltene Wärmeenergie unmittelbar für diesen Zweck genutzt werden kann. Zusätzlich wird die Abkühlung der Klärschlammasche aus dem Drehrohr bis zur Aufgabe in den Reaktor reduziert und der Energiebedarf für die Nachoxidation minimiert, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Förderschnecke zum Einsatz gelangt, mit der die Klärschlammasche vom zweiten Ende des Drehrohres in die Reaktionszone des Reaktors transportiert wird.
Ein weiterer Vorteil, der sich durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt, ist darin zu sehen, dass die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Klärschlammasche, die in der Regel einen hohen Phosphorgehalt aufweist, direkt, d.h. ohne weitere chemische Aufbereitung zur Reduzierung des Schadstoffgehalts, für die Düngemittelherstellung verwendbar ist.
Ein besonders effiziente Nachoxidation der Klärschlammasche und ein damit verbundener niedriger Restkohlenstoffgehalt lässt sich bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens dadurch erhalten, dass die Klärschlammasche nach dem Austrag aus dem Drehrohrofen mechanisch z.B. in einer Förderschnecke oder einem Mahlwerk zu Klärschlammaschepartikeln zerkleinert und die Klärschlammaschepartikel in den Reaktorinnenraum eingeleitet werden. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des den Reaktorinnenraum durchströmenden Rauchgases in Abhängigkeit von der Partikelgröße nach dem mechanischen Zerkleinern so gewählt wird, dass diese kleiner ist, als die Absinkgeschwindigkeit der Klärschlammaschepartikel im Reaktor.
Wie von der Anmelderin gefunden wurde, wird durch Verteilen der Klärschlammasche aus dem Austrag der Förderschnecke in den Reaktor durch einen starken Luftstrom, der bevorzugt ein Gemisch aus Umgebungsluft und Rezirkulationsgas ist, das typischerweise mit Luftgeschwindigkeiten von 20 - 60 m/s strömt, die Asche gleichmäßig im Reaktor verteilt und die Energiefreisetzung aus der Nachoxidation des Restkohlenstoffs ebenfalls gleichmäßig über ein großes Volumen verteilt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine lokale Temperaturerhöhung über den Ascheschmelzpunkt vermieden, so dass die Klärschlammasche nicht verglast. Das Verteilen der Klärschlammasche in den Reaktor kann in vorteilhafter Weise über Luftdüsen verschiedenster Ausführungsformen oder Düsengruppenböden im Reaktor optimiert werden.
Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Klärschlammaschepartikel in einer Reaktionszone in den Reaktor eingeleitet werden, welche unterhalb einer Beruhigungszone angeordnet ist, in der das Rauchgas durch den Innenraum des Reaktors hindurchtritt, bzw. aus dem Reaktorinnenraum abgeführt wird, und dass sich unterhalb der Reaktionszone eine Absink- und Austragszone befindet, die besonders vorteilhaft nach unten hin konisch zusammenläuft, und in der die nachoxidierten Klärschlammaschepartikel aus dem Reaktorinnenraum ausgetragen werden.
Bei den beiden zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Absinkgeschwindigkeit der Klärschlammaschepartikel durch ein in den Reaktorinnenraum eingeleitetes sauerstoffhaltiges Gas, insbesondere Umgebungsluft, veränderbar, wobei das sauerstoffhaltige Gas insbesondere in den unteren Teil des Reaktorgehäuses eingeleitet wird, derart, dass die Klärschlammaschepartikel während ihrer Beaufschlagung mit der vom Rauchgas emittierten Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) im Reaktor von einem in Aufwärtsrichtung gerichteten Gasstrom getragen werden.
Durch eine entsprechende Veränderung der zugeführten Menge an Umgebungsluft, deren Volumenstrom in bekannter Weise z.B. über die Drehzahl eines die Luft fördernden Gebläses und entsprechende Luftklappen gesteuert, bzw. geregelt werden kann, lässt sich hierbei der Sauerstoffgehalt während der Nachoxidation der Partikel im Reaktor und dadurch der Grad der Nachoxidation gezielt verändern und dementsprechend der chemische Reaktionsprozess prozesstechnisch effektiv kontrollieren.
Die zugeführte Menge an Umgebungsluft kann in veränderlichen Anteilen von 0-100 % Vol. mit Rauchgas aus dem mit Abfall befeuerten Kessel vermischt werden, wobei die Entnahme des Rauchgases nach dem Austritt aus dem Kessel vorzugsweise nach erfolgter Entstaubung erfolgt. Das im Rahmen dieser Anmeldung als Rezirkulationsgas bezeichnete Rauchgas, das in Durchströmungsrichtung des Kessels betrachtet hinter diesem austritt, hat bevorzugter Weise eine Temperatur im Bereich von 160 - 200 °C und einen Restsauerstoffgehalt von 5- 8 Vol. %, trocken. Eine bevorzugt vorgenommene Vermischung des Rezirkulationsgases mit Umgebungsluft hat den Vorteil, dass der Sauerstoffgehalt während der Nachoxidation noch effektiver geregelt werden kann.
Die Temperatur des Mischgases, d.h. des mit Umgebungsluft vermischten Rezirkulationsgases, kann gleichzeitig oder alternativ auch über eine zusätzliche Vorwärmung der Umgebungsluft in einen Bereich bis ca. 500 °C erhöht werden, um unterschiedliche Lastfälle zu berücksichtigen, d.h. unterschiedliche Mengen an Klärschlammasche, die in Folge von unterschiedlichen Beladungen des Drehrohres und unterschiedlichen Mengen an optional zugegebener Fremdasche in den Reaktor eingetragen werden.
Wie von der Anmelderin weiterhin gefunden wurde, wird ein optimales Reaktionsergebnis bezüglich des Ausbrandes des Restkohlenstoffs sowie eine optimale Aschequalität für die Verwendung der Asche in der Herstellung von Düngemittel bei Temperaturen von 800 bis 1200 °C im Reaktor erhalten, bei denen sich optimale Nachoxidationsbedingungen im Reaktor einstellen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der zuletzt beschriebenen Ausführungsform des Verfahrens kann es weiterhin vorgesehen sein, dass das eingeleitete sauerstoffhaltige Gas und oder Mischgas aus Umgebungsluft und Rezirkulationsgas vor der Einleitung in den Reaktor vorgewärmt wird, um die Temperatur des Rauchgases nicht signifikant abzukühlen. Das Vorwärmen erfolgt zum einen über eine Haube oberhalb des Drehrohrs sowie durch einen nicht näher gezeigten Lufterhitzer und zum anderen dadurch, dass das sauerstoffhaltige Gas, d.h. die Umgebungsluft, entgegengesetzt zur Förderrichtung in den Auslass einer Austragsschnecke eingeleitet wird, über welche die von Schwermetallen entfrachteten Klärschlammaschepartikel aus dem Reaktor ausgetragen werden. Hierdurch ergibt sich eine besonders vorteilhafte und vor allem energieeffiziente Reinigung der Klärschlammasche, da keine bzw. nur eine sehr geringe zusätzliche Energie zu Erwärmen der zugeführten Umgebungsluft benötigt wird.
Nach einem weiteren der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken kann es ferner vorgesehen sein, dass der Klärschlamm vor der Aufgabe in den Drehrohrofen und/oder während seines Transports vom ersten Ende zum zweiten Ende des Drehrohrofens mit einem Aufschlussmittel beaufschlagt wird. Gleichzeitig oder auch alternativ kann ebenfalls die Klärschlammasche nach ihrem Austrag aus dem Drehrohrofen und vor ihrer Einleitung in den Reaktor mit dem Aufschlussmittel beaufschlagt werden, oder es können gleichzeitig oder alternativ hierzu gemäß einer weiteren Ausführungsform auch die Klärschlammaschepartikel während ihrer Verweilzeit im Reaktor mit dem Aufschlussmittel benetzt, insbesondere besprüht werden, bei welchem es sich besonders vorteilhaft um wässrige Magnesiumchlorid- und/oder Calciumchloridlösung mit bevorzugt 25-35%m Magnesium- (MgCl₂) und/oder Calciumchlorid (CaCl₂) oder alternativ auch um Salzsäure [HCl x(H₂O)] mit 10%m - 40%m Konzentration handelt.
Durch das Einleiten des Aufschlussmittels an den unterschiedlichen zuvor genannten Orten lässt sich die chemische Umsetzung der Schwermetalle im Klärschlamm prozesstechnisch besonders effizient steuern, und z.B. deren Übergang in die Gasphase im Drehrohrofen gezielt steuern, was die eingesetzte Menge an Aufschlussmittel gegenüber den eingangs im Stand der Technik beschriebenen Verfahren zusätzlich verringert und den Betrieb des Verfahrens entsprechend kostengünstiger gestaltet.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die am zweiten Ende aus dem Drehrohrofen ausgebrachte Klärschlammasche in vorteilhafter Weise über eine bekannte Förderschnecke zur Reaktionszone des Reaktors gefördert, wobei die Klärschlammasche während ihres Transports in der Förderschnecke zu Klärschlammpartikeln zerkleinert wird. Die Förderschnecke ist bevorzugt wassergekühlt, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass über die Einstellung der Drehzahl und dem Volumenstrom des Kühlwassers, d.h. der Kühlwassermenge pro Zeiteinheit, die Eintrittstemperatur der Klärschlammasche in den Reaktor verändert werden kann, um eine optimale Nachoxidation zu erhalten. Hierbei hat es sich gezeigt, dass Asche-Eintrittstemperaturen von 650 - 800 °C für die Nachoxidation optimal sind.
Neben der Regelung der Drehzahl kann es weiterhin vorgesehen sein, den Zerkleinerungsgrad der Klärschlammasche durch eine Änderung der Flügelgeometrie der Förderschnecken zu verändern, um die Nachoxidation weiter zu optimieren.
Als besonders effektiv hat es sich hierbei herausgestellt, wenn die Klärschlammasche in der Förderschnecke selbst während ihrer mechanischen Zerkleinerung mit Aufschlussmittel beaufschlagt wird, welches hierzu z.B. über Injektionsdüsen unter Druck durch die Seitenwand des zylindrischen Gehäuses der Förderschnecke hindurch in die Wendel der Schnecke eingedüst wird, während diese rotiert und die Klärschlammasche fördert und zu Klärschlammaschepartikeln zerkleinert.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung eröffnet sich weiterhin die Möglichkeit, dass der Förderschnecke unabhängig davon, ob diese mit Aufschlussmittel beaufschlagt wird oder nicht, zusätzlich zu der aus dem Drehrohrofen ausgetragenen Klärschlammasche weitere Klärschlammasche aus einem weiteren Klärschlamm-Verbrennungsprozess, insbesondere aus einer Wirbelschicht-Klärschlammmonoverbrennungsanlage, aufgegeben wird. Durch die Aufgabe von weiterer Klärschlammasche, welche z.B. einen vergleichsweise hohen Restkohlenstoffgehalt von z.T. deutlich größer 5 Gew.- % oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht der Asche aufweist, lassen sich mehrerer Drehohröfen zudem erheblich effektiver betreiben, da z.B. vier Öfen in bekannter Weise ohne einen erfindungsgemäßen Reaktor betrieben werden können, deren Klärschlammasche dann der Förderschnecke eines 5 Drehrohofens aufgegeben wird, welcher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet ist und einen nachgeschalteten Reaktor besitzt, welchem die Klärschlammasche in der zuvor beschriebenen Weise über die Förderschnecke zugeführt wird.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

1 eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem von Rauchgas einer schematische angedeuteten Abfallverbrennungsanlage durchströmten Drehrohrofen, dem eingangsseitig Klärschlamm aufgegeben wird und an dessen anderem Ende ein von dem Rauchgas durchströmter Reaktor angeordnet ist, in welchem die aus dem Drehrohrofen ausgetragene Klärschlammasche einer Nachoxidation und Beaufschlagung mit Aufschlussmittel unterzogen wird.

Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine Anordnung 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Drehrohrofen 4, welchem Klärschlamm 2 an einem ersten Ende 4a und Rauchgas 6 einer Abfallverbrennungsanlage 7 an einem zweiten Ende 4b zugeführt werden. Das Rauchgas 6 wird hierzu vorzugsweise aus dem ersten Zug eines mit Abfall, Ersatzbrennstoff und/oder auch mit Biomasse gefeuerten Dampferzeugers der Abfallverbrennungsanlage 7 entnommen und besitzt vor der Einleitung in die Anordnung eine Rauchgastemperatur zwischen 800°C und 1100°C, vorzugsweise 900°C. Der Sauerstoffgehalt des Rauchgases 6 beträgt bevorzugt zwischen 3%Vol, feucht bis 10% Vol, feucht.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform der Anordnung 1 wird der Klärschlamm 2 dem Drehrohrofen 4 zusammen mit einem Aufschlussmittels 8 über eine schematisch angedeutete, nicht näher bezeichnete eingangsseitige Förderschnecke zugeführt, wobei der Drehrohrofen 4 an diesem Ende in bekannter Weise durch ein feststehendes Einfallgehäuse (oder auch Brüdengashaube) verschlossen ist, aus der das mit gasförmigen Schwermetallsalzen, die durch die Reaktion des Aufschlussmittels 8 mit den Schwermetallen im Klärschlamm 2 entstehen, beladene Rauchgas 6 abgeleitet und der Abfallverbrennungsanlage 7 wieder zugeführt wird. In dieser werden die Schwermetallsalze in bekannter Weise in entsprechenden Filtern abgeschieden, wie dies z.B. aus der DE 10 2009 014 884 B4 bekannt ist.
Demgegenüber wird die von den Schwermetallen weitestgehend befreite Klärschlammasche 2a nach dem Durchwandern des vom ersten Ende 4a zum zweiten Ende 4b hin geneigten, und durch einen nicht näher gezeigten Antrieb fortlaufend rotierten Drehrohrs des Drehrohrofens 4, am zweiten unteren Ende 4b desselben abgeführt. Während ihrer Bewegung durch das Drehrohr wird der anfänglich aufgegebene Klärschlamm 2 im Wesentlichen unter Sauerstoffabschluss im Gegenstrom von dem am zweiten Ende 4b zugeführten Rauchgas 6 zunächst getrocknet, dann in der mittleren Zone des Drehrohres reduziert und im Bereich des zweiten Endes 4b die in der entstehende Klärschlammasche 2a enthaltenen Schwermetalle durch das Aufschlussmittel 8 in Schwermetallsalze überführt, die durch das ca. 900 °C heiße Rauchgas verdampft und mit dem Rauchgas abgeführt werden.
Wie der Darstellung der 1 weiterhin entnommen werden kann, ist am zweiten (unteren) Ende 4b des Drehrohrofens 4 ein vom Rauchgas 6 durchströmter Reaktor 10 angeordnet, in dessen Reaktorinnenraum 14 die Klärschlammasche 2a unter Zugabe eines sauerstoffhaltigen Gases 16, insbesondere Umgebungsluft, zur Verringerung des Restkohlenstoffgehalts in der Klärschlammasche 2a, 2b durch die Strahlungswärme des Rauchgases 6 erhitzt und oxidiert wird. Der Reaktor 10 besitzt hierzu ein gegenüber dem rotierenden Drehrohr des Drehrohrofens 4 ortsfestes Reaktorgehäuse 12, welches z.B. über eine bekannte Drehdurchführung im Wesentlichen gasdicht mit dem zweiten Ende des Drehrohres gekoppelt ist. Am zweiten Ende 4b des Drehrohrofens 4 ist ein ortsfester Fallschacht 4c angeordnet, über den die Klärschlammasche 2a aus dem Drehrohrofen 4 austritt. Unterhalb des Fallschachtes 4c ist - wie in 1 angedeutet - eine insbesondere zum Eigenschutz optional gekühlte Förderschnecke 18 angeordnet, welche den Klärschlamm 2a in den Reaktorinnenraum 14 fördert. Am Ausgang der Förderschnecke 18 befindet sich ein in Abwärtsrichtung gerichteter Austrittschacht 20a, über den die Klärschlammaschepartikel 2b bevorzugt im Zentrum des Reaktorgehäuses 14 in dieses eingeleitet werden.
Wie in 1 angedeutet ist, besitzt der Reaktor 10 bevorzugt drei Zonen, eine Beruhigungszone A, eine unter dieser angeordnete Reaktionszone B sowie eine unter der Reaktionszone B angeordnete Absink- und Austragszone C. Die Förderschnecke 18 ist bevorzugt in Höhe der mittleren Reaktionszone B angeordnet und fördert die Klärschlammasche 2a unmittelbar zur Reaktionszone B des Reaktors 10 in der sie aus dem Austrittsschacht 20a austritt. Dabei wird die Klärschlammasche 2b während ihres Transports in der Förderschnecke 18 erfindungsgemäße zu Klärschlammpartikeln 2b zerkleinert, die gleichzeitig in der Förderschnecke 18 auch mit Aufschlussmittel 8 beaufschlagt werden kann. Alternativ kann die Klärschlammasche vor ihrem Eintritt in die Förderschnecke 18 auch in einem nicht gezeigten Mahlwerk auf eine gewünschte mittlere Korngröße gemahlen werden. Hierbei zeigt sich eine Aufmahlung der Asche von einem mittleren Partikeldurchmesser von ca. 2 bis 5 mm auf 0,5 bis 1,5 mm als besonders vorteilhaft.
Wie in der Zeichnung weiterhin angedeutet ist, kann der Förderschnecke 18 zusätzlich zu der aus dem Drehrohrofen 4 ausgetragenen Klärschlammasche 2a optional weitere Klärschlammasche 2a' aus einem weiteren Klärschlamm-Verbrennungsprozess, insbesondere aus einer Wirbelschicht-Klärschlammmonoverbrennungsanlage, aufgegeben werden, welche in vorteilhafter Weise auf der der Reaktionszone B gegenüberliegenden Seite in die Förderschnecke 18 eingebracht wird. Auch diese wird bevorzugt während ihres Transports in der Förderschnecke 18 weiter zu Aschepartikeln 2b zerkleinert, die mit dem Aufschlussmittel 8 beaufschlagt werden, um auch den Restgehalt an Schwermetallen in der Klärschlammasche 2a, bzw. weiteren Klärschlammasche 2a' weiter zu verringern.
In der Reaktionszone B werden die Klärschlammaschepartikel 2b durch ein in den Reaktorinnenraum 14 eingeleitetes sauerstoffhaltiges Gas 16, insbesondere Umgebungsluft, von unten her beaufschlagt, welches in den unteren Teil des Reaktorgehäuses 14 insbesondere durch einen nicht näher bezeichneten Austragsschacht am Boden des Reaktors 12 eingeleitet wird. Der Volumenstrom und die Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluft 16 werden dabei so eingestellt, dass die Klärschlammaschepartikel 2b von einem in Aufwärtsrichtung gerichteten Gasstrom getragen werden, während sie von oben her mit der vom Rauchgas 6 emittierten Wärmestrahlung beaufschlagt werden, die in Verbindung mit dem Sauerstoff dazu führt, dass die mit Aufschlussmittel 8 benetzten Klärschlammaschepartikel 2a nachoxidiert werden, wodurch der Restkohlenstoffgehalt weiter verringert wird und die durch den Oxidationsprozesses entstehende zusätzliche Wärmeenergie dazu führt, dass die in den Partikeln 2b enthaltenen verbleibenden Schwermetalle aufgeschlossen und die dadurch erzeugten Schwermetallsalze aufgrund der hohen Temperaturen zuverlässig in die Gasphase überführt werden, um diese mit dem Rauchgas durch den Drehrohofen 4 hindurch in die Abfallverbrennungsanlage 7 abzuführen. Der Gasstrom an Umgebungsluft ist dabei erfindungsgemäß so eingestellt, dass die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des den Reaktorinnenraum 14 durchströmenden Rauchgases 6 kleiner ist als die Absinkgeschwindigkeit der Klärschlammaschepartikel 2b im Reaktor 10 wodurch die Klärschlammpartikel 2b eine gewisse Zeit lang in der Zone B des Reaktors verweilen und dann vom Zentrum desselben weg zu den Seitenwänden gelangen, in denen der aufwärts gerichtete Gasstrom an Umgebungsluft eine geringere Strömungsgeschwindigkeit besitzt, so dass die Partikel 2b nach dem chemischen Reaktionsprozess mit dem Aufschlussmittel 8 in die unterhalb der Reaktionszone B gelegene Absink- und Austragszone C absinken. Dort gelangen diese mit der konisch geformten Innenwand des Reaktorgehäuses 14 in Kontakt und gleiten an dieser bis in den Bodenbereich der Austragszone C, in dem Sie über den zuvor erwähnten Austragsschacht und eine Austragsschnecke 20 aus dem Innenraum 14 des Reaktors 10 herausgefördert werden.
Um hierbei die Gefahr einer unerwünschten Abkühlung des Rauchgases 6 im Reaktor 10 weiter zu verringern, wird das eingeleitete sauerstoffhaltige Gas 16 bevorzugt vor der Einleitung in den Reaktor 10 vorgewärmt. Die Vorwärmung der Umgebungsluft, bzw. des sauerstoffhaltigen Gases 16 kann über eine Haube 119 oberhalb des Drehrohrs, über die Umgebungsluft 16 abgesaugt wird sowie gleichzeitig oder alternativ durch einen nicht näher gezeigten Lufterhitzer erfolgen. Das Sauerstoff enthaltene Gas 16, wird bevorzugt zumindest teilweise, wie in der 1 angedeutet, entgegengesetzt zur Förderrichtung in den Auslass der Austragsschnecke 20 eingeleitet, die sich unterhalb der Austragszone C befindet und der die von Schwermetallen nahezu vollständige befreiten Klärschlammaschepartikel 2b durch den im Grund des konischen Abschnitts C des Reaktorgehäuses 14 geformten, nicht näher bezeichneten weiteren Fallschacht, bzw. eine Rutsche, aus dem Reaktor 10 von oben her zugeführt werden.
Wie in 1 weiterhin angedeutet ist, wird der Klärschlamm 2 bevorzugt vor der Aufgabe in den Drehrohrofen 4 mit Aufschlussmittel 8, insbesondere wässriger Magnesiumchloridlösung und/oder Calziumchloridlösung und/oder verdünnter Salzsäure beaufschlagt. Gleichzeitig oder alternativ kann es jedoch ebenfalls vorgesehen sein, dass der zu Anfang noch wässrige Klärschlamm erst während seines Transports vom ersten Ende 4a zum zweiten Ende 4b des Drehrohrofens 4 mit Aufschlussmittel 8 beaufschlagt wird. Dieses kann beispielsweise über ein Düsensystem 24, welches insbesondere eine Sprühlanze aufweist, erfolgen, die an dem feststehenden Ausfallgehäuse (oder auch Heißgashaube) 4d aufgenommen ist und dessen Sprühstrahl in den Innenraum 4i des Drehrohrofens 4 hinein gerichtet ist. Der Sprühstrahl des Düsensystems 24 ist bei der bevorzugten Ausführungsform auf die an dem ortsfesten Ausfallgehäuse 4d angrenzende Oxidationszone im Innenraum 4i gerichtet, in der der Klärschlamm 2 bereits schon vollständig entwässert vorliegt. Hierdurch ergibt sich gegenüber einer Aufgabe des Aufschlussmittels 8 am ersten Ende 4a des Drehrohrofens 4 der Vorteil, dass das Aufschlussmittel 8 in der kühleren Zone in der Mitte und am ersten Ende 4a des Drehrohrofens 4 nicht frühzeitig verdampft, ohne mit den Schwermetallen im wässrigen Klärschlamm zu reagieren, sondern das Aufschlussmittel 8 in vorteilhafter Weise nahezu ausschließlich bei sehr hohen Temperaturen mit der Klärschlammasche umgesetzt wird, so dass die erzeugten Schwermetallsalze zuverlässig in die Gasphase übertreten. Alternativ kann sich die eingesetzte Sprühlanze des Düsensystems 24, die auch verfahrbar sein kann, auch aus der Heißgashaube 4d heraus bis in den Innenraum 4i hinein erstrecken, so dass das Aufschlussmittel 8 gezielt in den gewünschten Bereich, z.B. nahe der Innenwand des Drehrohres injiziert werden kann.
Weiterhin kann das Düsensystem 24 dazu genutzt werden, gezielt zusätzliche Verbrennungsluft, insbesondere Umgebungsluft 16 in die Oxidationszone des Drehrohrs einzublasen, um den Ausbrand der Klärschlammasche zu verbessern. Diese zusätzliche Verbrennungsluft 16 dient dabei als Treibmittel sowie auch als Trägermedium für das Einbringen des Aufschlussmittels 8. Die zusätzliche Verbrennungsluft sowie das Aufschlussmittel 8 können dabei über ein gemeinsames Injektionssystem oder auch über getrennte Einphasensysteme unabhängig voneinander injiziert werden.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Klärschlammasche 2a nach ihrem Austrag aus dem Drehrohrofen 4 und vor ihrer Einleitung in den Reaktor 10 und/oder die Klärschlammaschepartikel 2b während ihrer Verweilzeit im Reaktor 10 mit Aufschlussmittel 8 beaufschlagt werden.
Hierzu kann am Fallschacht 4c und/oder an der Förderschnecke 18 und/oder an einem am Ausgang der Förderschnecke 18 vorgesehenen Austrittschacht 20a und/oder am Eingang der Austragsschnecke 20 ein Injektionseinrichtung 22 zum Einbringen von Aufschlussmittel 8 und/oder mit Sauerstoff angereicherter Frischluft angeordnet sein.
Nach einem weiteren der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken kann der Reaktor 10 zusätzlich zur Umgebungsluft 16 mit Rauchgas 116 beaufschlagt werden, welches der Abfallverbrennungsanlage 7 stromabwärts des Kessels entnommen wird, wie dies durch den strichpunktierten Pfeil 116 in 1 angedeutet ist. Das der Abfallverbrennungsanlage 7 entnommene Rauchgas wird nachfolgend auch als Rezirkulationsgas 116 bezeichnet und wird bevorzugt im Bereich des Austrittsschachts 20a für die Klärschlammaschepartikel in den Reaktor 10 eingedüst. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die Einleitung des Rezirkulationsgases 116, bevorzugt zusammen mit Umgebungsluft 16 als Mischgas 117, direkt in den Fallschacht oder Austrittsschacht 20a erfolgt, wodurch der Vorteil erhalten wird, dass die Asche in den Reaktor 10 eingeblasen und dort verteilt wird. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine effizientere Verteilung der Asche im Reaktor 10 und eine gleichmäßigere Energieauskopplung durch die entstehende exotherme Nachoxidationsreaktion in einem großen Volumen, wodurch lokale Überhitzungen der reagierenden Asche vermieden und eine Verglasung der Asche verhindert wird.
Gleichzeitig oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass das Rezirkulationsgas 116 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit der Umgebungsluft, bzw. dem sauerstoffhaltigen Gas 16 vermischt wird und das entstehende Gemisch aus 0 - 100 Vol.% Rezirkulationsgas 116 und Umgebungsluft 16, welches nachfolgend als Mischgas 117 bezeichnet wird, wie durch den Pfeil 118 in 1 angedeutet, in den Boden des Reaktors 10 eingeleitet wird. Um hierbei die Temperatur des in den Reaktor 10 eingeleiteten Mischgases 117, in Hinblick auf eine möglichste effektive Nachoxidation zu verändern, kann es weiterhin vorgesehen sein, die Umgebungsluft 16 vor dem Vermischen mit dem Rezirkulationsgas 116 in einem nicht näher gezeigten Lufterhitzer zu erhitzen. Da die Temperatur der Umgebungsluft 16 dort nicht niedriger ist als die Temperatur des Rauchgases, bzw. Rezirkulationsgases 116, lässt sich die Temperatur des in den Reaktor 10 eingeleiteten Mischgases 117 sehr effizient und mit einer hohen Genauigkeit regeln.
Zur weiteren Energieeffizienzoptimierung kann es gleichzeitig oder alternativ vorgesehen sein, dass die für den Prozess notwendige Umgebungsluft 16 allgemein und/oder insbesondere vor der Vermischung mit dem Rezirkulationsgas 116 über eine Haube 119oberhalb des Drehrohrs abgezogen und durch die Abstrahlungswärme und Konvektion der heißen Drehrohrtrommel vorgewärmt wird.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das Rauchgas 6 vor seiner Einleitung in den Reaktor 10 noch in einen stromaufwärts des Reaktors 10 angeordneten, nicht gezeigten Zyklon eingeleitet wird, um im Rauchgas 6 enthaltene Feststoffe aus dem Rauchgas abzuscheiden. Hierdurch können Ablagerungen im Rauchgaskanal zwischen der Abfallverbrennungsanlage 7 und dem Drehrohrofen 4 reduziert werden.
Das Reaktorgehäuse 12, welches beispielsweise aus Stahl oder keramischem Material besteht, kann auf seiner Innenseite insbesondere in der vom Rauchgas 6 durchströmten oberen Beruhigungszone A sowie auch ggf. in der darunter liegenden Reaktionszone B mit einem feuerfesten Auskleidungsmaterial, insbesondere Schamottsteinen ausgekleidet sein, um die im Rauchgas enthaltene thermische Energie möglichst effizient zu nutzten, bzw. die mit der Temperatur überproportional stark ansteigende Intensität der vom Rauchgas 6 emittierten Infrarotstrahlung effizient zur Erwärmung der Klärschlammaschepartikel 2a während ihrer Beaufschlagung mit dem Aufschlussmittel 8 im Reaktor 10 zu nutzen.
Wie weiterhin in 1 gezeigt ist, kann es ferner vorgesehen sein, dass in der nicht näher bezeichneten Rückleitung für das Rauchgas 6, die vom ersten Ende 4a des Drehrohrofens 4 zur Abfallverbrennungsanlage 7 führt, ein optionaler Staubabscheider 30 angeordnet ist. Dieser kann beispielsweise ein bekannter, in Abfallverbrennungsanlagen eingesetzter Elektrofilter oder Zyklonabscheider sein, dem das am ersten Ende 4a aus dem Drehrohrofen 4 austretende Rauchgas 6 zugeführt wird, bevor dieses staubreduziert in die Abfallverbrennungsanlage 7 eingeleitet wird. Der Staubabscheider 30 sorgt dafür, dass die im Rauchgas 6 enthaltenen Rauchgaspartikel, an denen sich die im Rauchgas sonst gasförmigen Schwermetallsalze in fester Form anlagern, vor der erneuten Zufuhr in die Abfallverbrennungsanlage 7 abgeschieden werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die an den Rauchgaspartikeln anhaftenden festen Schwermetallsalze, die in der Festphase in hohem Maße korrosiv wirken, nicht in die Abfallverbrennungsanlage 7 gelangen und dort zu einer Korrosion der jeweiligen Bauteile führen.
Bezugszeichenliste

1: Erfindungsgemäße Anordnung
2: Klärschlamm
2a: Klärschlammasche
2a': weitere Klärschlammasche
2b: Klärschlammaschepartikel
4: Drehrohrofen
4a: erstes Ende des Drehrohrofens
4b: zweites Ende des Drehrohrofens
4c: Fallschacht am zweiten Ende des Drehrohrofens
4d: Ausfallgehäuse (oder auch Heißgashaube)
4e: Einfallgehäuse (oder auch Brüdengashaube)
4i: Innenraum des Drehrohrofens
6: Rauchgas
7: Abfallverbrennungsanlage
8: Aufschlussmittel
10: Reaktor
12: Reaktorgehäuse
14: Reaktorinnenraum
16: Sauerstoff/Umgebungsluft
18: Fördererschnecke
20: Austragsschnecke
20a: Austrittsschacht für die Klärschlammaschepartikel
22: Injektionseinrichtung für Aufschlussmittel und oder Mischgas aus Umgebungsluft und oder Rezirkulationsgas
24: Düsensystem zum Einblasen von Umgebungsluft
30: Staubabscheider
116: Rezirkulationsgas
117: Mischgas aus Umgebungsluft und Rezirkulationsgas
118: Mischgaseindüsung in den unteren Teil des Reaktors
119: Haube
A: Beruhigungszone
B: Reaktionszone
C: Absink- und Austragszone

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009014884 B4 [0006, 0031]
DE 1020099014884 B4 [0006]
DE 10243840 B4 [0007]

Claims

Verfahren zur Entfernung von Schwermetallen aus Klärschlamm (2), bei welchem der Klärschlamm (2) an einem ersten Ende (4a) einem Drehrohrofen (4) aufgegeben, in diesem mit einem in den Drehrohrofen (4) eingeleiteten Rauchgas (6), insbesondere dem Rauchgas (6) einer Abfallverbrennungsanlage (7), beaufschlagt und die durch die Beaufschlagung mit dem Rauchgas (6) unter Anwesenheit eines Aufschlussmittels (8) erzeugte Klärschlammasche (2a) an einem zweiten Ende (4b) aus dem Drehrohrofen (4) ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Ende (4b) des Drehrohrofens (4) ein Reaktor (10) mit einem im Wesentlichen geschlossenes Reaktorgehäuse (12) angeordnet ist, welches einen Reaktorinnenraum (14) begrenzt, der von Rauchgas (6) durchströmt wird und mit dem Innenraum (4i) des Drehrohrofens (4) in Strömungsverbindung steht, und in den die aus dem Drehrohrofen (4) ausgetragene Klärschlammasche (2a) unter Anwesenheit eines Sauersoff enthaltenden Gases (16) zur Beaufschlagung mit vom Rauchgas (6) emittierter Wärmestrahlung eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klärschlammasche (2a) nach dem Austrag aus dem Drehrohrofen (4) zu Klärschlammaschepartikeln (2b) zerkleinert und die Klärschlammaschepartikel (2b) in den Reaktorinnenraum (14) eingeleitet werden, wobei die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des den Reaktorinnenraum (14) durchströmenden Rauchgases (6) kleiner ist als die Absinkgeschwindigkeit der Klärschlammaschepartikel (2b) im Reaktor (10).
Verfahren nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klärschlammaschepartikel (2b) in einer Reaktionszone (B) in den Reaktor (10) eingeleitet werden, welche unterhalb einer Beruhigungszone (A) angeordnet ist, in der das Rauchgas (6) aus dem Reaktorinnenraum (14) abgeführt wird, und dass sich unterhalb der Reaktionszone (B) eine insbesondere konische Absink- und Austragszone (C) befindet, in der die Klärschlammaschepartikel (2b) aus dem Reaktorinnenraum (14) ausgetragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absinkgeschwindigkeit der Klärschlammaschepartikel (2b) durch ein in den Reaktorinnenraum (14) eingeleitetes sauerstoffhaltiges Gas (16) und oder sauerstoffhaltiges Mischgas (117), insbesondere Umgebungsluft und/oder Rezirkulationsgas, veränderbar ist, wobei das sauerstoffhaltige Gas (16) insbesondere in den unteren Teil des Reaktorgehäuses (14) eingeleitet wird, derart, dass die Klärschlammaschepartikel (2b) während ihrer Beaufschlagung mit der vom Rauchgas (6) emittierten Wärmestrahlung von einem in Aufwärtsrichtung gerichteten Gasstrom getragen werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das eingeleitete sauerstoffhaltige Gas (16) vor der Einleitung in den Reaktor (10) vorgewärmt wird, insbesondere entgegengesetzt zur Förderrichtung in den Auslass einer Austragsschnecke (20) eingeleitet wird, über welche die von Schwermetallen entfrachteten Klärschlammaschepartikel (2b) aus dem Reaktor (10) ausgetragen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klärschlamm (2) vor der Aufgabe in den Drehrohrofen (4) und/oder während seines Transports vom ersten Ende (4a) zum zweiten Ende (4b) des Drehrohrofens (4) und/oder die Klärschlammasche (2a) nach ihrem Austrag aus dem Drehrohrofen (4) und vor ihrer Einleitung in den Reaktor (10) und/oder die Klärschlammaschepartikel (2b) während ihrer Verweilzeit im Reaktor (10) mit Aufschlussmittel (8), insbesondere wässriger Magnesiumchloridlösung und/oder Calziumchloridlösung und/oder verdünnter Salzsäure, beaufschlagt werden.
Verfahren nach Anspruch 5 und 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die am zweiten Ende (4b) aus dem Drehrohrofen (4) ausgebrachte Klärschlammasche (2a) über eine Förderschnecke (18) zur Reaktionszone (B) des Reaktors (10) gefördert wird, wobei die Klärschlammasche (2b) vor und/oder während ihres Transports in der Förderschnecke (18) zu Klärschlammpartikeln (2b) zerkleinert und/oder die Klärschlammasche (2a) in der Förderschnecke (18) mit Aufschlussmittel (8) beaufschlagt wird,
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderschnecke (18) - oder über eine separate Förderschnecke - zusätzlich zu der aus dem Drehrohrofen (4) ausgetragenen Klärschlammasche (2a) weitere Klärschlammasche (2a') aus einem weiteren Klärschlamm-Verbrennungsprozess, insbesondere aus einer Wirbelschicht-Klärschlammmonoverbrennungsanlage, aufgegeben wird.
Anordnung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Drehrohrofen (4), welchem Klärschlamm (2) an einem ersten Ende (4a) und Rauchgas (6) an einem zweiten Ende (4b) zugeführt werden, und aus dem das Rauchgas (6) zusammen mit in das Rauchgas (6) unter Anwesenheit eines Aufschlussmittels (8) überführten Schwermetallsalzen am ersten Ende (4a) und die von den Schwermetallen befreite Klärschlammasche (2a) am zweiten Ende (4b) abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Ende (4b) des Drehrohrofens (4) ein vom Rauchgas (6) durchströmter Reaktor (10) angeordnet ist, in dessen Reaktorinnenraum (14) die Klärschlammasche (2a) unter Zugabe eines sauerstoffhaltigen Gases (16), bevorzugt einem sauerstoffhaltigen Mischgas (117) aus Umgebungsluft und Rezirkulationsgas (116), zur Verringerung des Restkohlenstoffgehalts in der Klärschlammasche (2a, 2b) durch die vom Rauchgas (6) emittierte Wärmestrahlung erhitzt und oxidiert wird.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Ende (4b) des Drehrohrofens (4) ein Fallschacht (4c) angeordnet ist, und dass die über den Fallschacht (4c) aus dem Drehrohrofen (4) ausgetragene Klärschlammasche (2a) über eine Förderschnecke (18) und einem Fallschacht (20a) in den Reaktorinnenraum (14) gefördert wird, und dass am unteren Ende des Reaktors (10) eine konisch zusammenlaufende Absink- und Austragszone (C) vorgesehen ist, an deren Boden sich eine Austragsschnecke (20) befindet, welche die Klärschlammasche (2a, 2b) aus dem Reaktor (10) heraus fördert.
Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Fallschacht (4c) und/oder am Fallschacht (20a) der Förderschnecke (18) und/oder an einem am Ausgang der Förderschnecke (18) vorgesehenen Austrittschacht (20a) und/oder am Eingang der Austragsschnecke (20) ein Injektionseinrichtung (22) zum Einbringen von Aufschlussmittel (8) und/oder mit Sauerstoff (16) angereicherter Frischluft angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Umgebungsluft über wenigstens ein Düsensystem (24) in den Innenraum (4i) des Drehrohrofens (4) eingeleitet wird, welches in einem feststehenden Ausfallgehäuse oder einer Heißgashaube (4d) aufgenommen ist, durch die hindurch das Rauchgas (6) in den Drehrohrofen (4) geleitet wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Rezirkulationsgas 116, welches der Abfallverbrennungsanlage (7) stromabwärts des Kessels entnommen wird, in den Reaktor 10 eingeleitet wird.
Anordnung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsluft in einem Lufterhitzer erhitzt und mit dem Rezirkulationsgas (116) zu einem Mischgas (117) vermischt wird, welches in den Reaktor (10) eingeleitet wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsluft über eine Haube (119) oberhalb des Drehrohrs (4) abgezogen und vorgewärmt wird.