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'Trocknungs- und Verbrennungsanlage für Schlamm ins4esondere -Klärschlamm.
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Verbrennen von vorentwässertem Klärschlamm
o4. dgl. aus kommunalen oder industriellen Abwässern, bei der der Schlamm zunächst
unter Wärmezufuhr getrocknet und dann in einer Feuerung verbrannt wird, wobei die
Abgase der Feuerung zur Trockaung des Schlammes benutzt werden.
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Die in städtischen Kläranlagen usw. anfallenden Schlammassen sind
Abfallprodukte,-die wegen der üblen Gerüche .vernichtet werden müssen. Hierzu
hat man den vorentwässerten Schlamm in einem Trommeltrockner getrocknet, anschliefsend
in einem Verbrennungsofen verbrannt und die bei der Verbrennung entstandenen .
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Heizgase teilweise für die Trocknung im Trommeltrockner undteilweise
für die Geruchsbeseitigung der in den Brüden enthaltenen Geruchsstoffe benutzt (DF
967 629). Der Nachteil bei dieser Verfahrensweise besteht darin, daß der getrocknete
Schlamm zum größten Teil in.Staubform aus dem Trommeltrockner kommt und daher beim
Weitertransport große .Staubbelästigungen hervorruft. Klärschlammstaub-läßt sich
aber nur in Verbindung-mit-einer zusätzlichen Kohlenstaub- bzw. Ölfeuerung Verbrennen..tAufbereitungs-Technik"
Heft 10/1965 Seite 603 Abb. 2)-Es ist bekannt, den Klärschlamm in einem Wabenbandtrockner
cnit Düsenbeaufschlajung (DAS 1 149 536) zu Formlingen zu trocknen, die ohne Staubbelästigung
zur weiteren Behandlung transportiert werden können. Dabei werden die Formlinge
überwiegend für die
Düngemittelherstellung benutzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Klärschlamm mit einfachen
Mitteln und ohne Geruchsbelästigung zu beseitigen. Gelöst wird diese Aufgabe mit
der Erfindung durch die Ver-
wendung des an sich bekannten Wabenbandtröckners
mit Düsenbeaufschlagung, an dessen Ausfallgehäuse eine an sich bekannte Rostfeuerung_für
die Verbrennung der aus dem Wabenbandtrockner ausfallenden Formlinge unmittelbar
angeschlossen ist.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Formlinge ohne Verwendung
von Förderelementen und damit ohne Zerstörung unmittelbar aus dem Wabenband des
Trockners mit der Trocknungetemperatur und damit ohne Wärmeverlust auf den Rost
der Feuerung gelangen - und dort-verbrennen, wobei die hierbei anfallende Schlacke
einen guten Baustoff für den Straßenbau ergibt.
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Durch den Wegfall eines Zwischentransportes werden der Zerfall der
Formlinge und die dadurch bedingten Staubbelästigungen vermieden. Ferner wird erreicht,
daß die in kaltem Zustand zündunwilligen Formlinge in heißem Zustand in die
Feuerung
gelangen.
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Die Anordnung der Rostfeuerung unmittelbar unterhalb des Wabenbandtrockners
hat noch den Vorteil,_daß die in der ' Rostfeuerung entwickelten Heizgase unmittelbar,
d.h. ohne gesonderten Heizgaskanal durch das Trockner-Ausfallgehäuse hindurch, das
auch gleichzeitig das Brennstotfeinfallgehäuee für die Feuerung därstellt, in den
Trockner geführt werden _ können, so daß gesonderte Brennstoffeinfall- und
Rauchgagkanäle vermieden. werden.. Dies bedeutet weiterhin, daß die
Formlinge
im Gegenstrom durch die Heizgase auf die Rostfeuerung gelangen und dabei nahezu
auf Zündtemperatur gebracht werden, Diese Maßnahme ist insbesondere bei aus Klärschlamm
-hergestellten¢ nicht mehr zündwilligen Formlingen vorteilhaft. Eine weitere AuAildung
der erfindungsgemäßen Kombination besteht darin, daß der für den Trockner erforderliche
Ventilator =gleichzeitig als Saugzug für die mit Unterdruck betriebene Rostfeuerung.
benutzt wird. Damit entfällt nicht nur der Saug-zug, sondern euch
die dafür erforderlichen Zeitungen und Isolierurigen, so daß.die gesamte
Anlage wirtschaftlicher, also auch ohne Wärmeverlust betrieben werden kann.
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Der wirtschaftliche Vorteil der erfindungsgemäßen Kombination besteht
darinr daß kein ziusützlicher Energiebedarf für die
Verbrennung und Trocknung
des Schlammes erforderlich ist. Die bei der Verbrennung der Formlinge auf der Rostfeuerung
freiwerdende Wärme wird als Energie für die thermische Trocknung der Formlinge restlos
ausgenutzt. Die kontinuierlich aus dem Wabenband ausgestoßenen und auf den Rost
der Feuerung gefallenen Formlinge geben bei' der Verbrennung fortlaufend einen Heizgaestrom
ab, der verlustlos in den üeiagaaumwäl$strom des Wabenbandtrockners eingeht. Lediglich
beim Anheizen der Anlage ist ein 7remdfeuer erforderlich, -Erfährensgemäß arbeitet
der Wabenbandtrockner für die Trockngng von Klärecülamm mit einem WLrmeaufwand von
1000 keal/kg zuverdampfenden Wassers. -Der Heizwert solcher Klärschlämme
liegt Jedoch -in-den weitaus =reisten fällen weit über 3000 koal/kg Festntöffe=,
Der für Versuche benutzte Klärschlamm einen nie«ierrheinischen
städtischen
Klärwerkes hatte einen Heizwert von 4842 keal/kg. Dieser.Versuchsschlamm konnte
auf einem Vakuum- s' trommelfilter auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 75 % H20 vorentwä.ssert
werden. Mithin enthält der Feuchtschlamm auf das Naßgewicht bezogen, 750 g Wasser
und 250 g Feststoffe.
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Es enthalten 4 kg dieses Feuchtschlammes mit 75 % H20 also 1 kg Feetstoffe
mit 4842 kcal und 3 kg Wasser. Bei einer erforderlichen Wärmeenergie von 1000 keal/kg
zu verdampfenden Wassers werden für die 3 kg Wasser 3000 kcal benötigt, so daß ein
Übersehüß_ von 1942 keal/kg bei der Verbrennung der Formlange verbleibt.-Bei-dieser
Betriebäweise verläuft die Verbrennung-und Trocknung des Schlammes ohne Fremdenergie
völlig autogen, well immer genügend Wärmeenergie für die Trocknung
vorhanden ist. Lediglich im Anfahrzustand der Anlage, die je nach Größe der Anlage
zwischen zehn und dreißig Minuten liegt, wird Fremdenergie zum Anheizen benötigt.
Ansonsten ist, selbst bei mageren S.ehlämmen, bis herunter zu 3000 kcal, bezogen
auf die Trockensubstanz, keine, zusätzliche Fremdenergie erforderlich. -Wird an
Stelle des üblichen Vakuumdrehfilters eine Pilterpresee eingesetzt, die beispiesweise
den Schlamm bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 50 96 Vorentwässern kann, dann
wird der`thermische -Wir%ungegrad der Anlage noch günstiger; d.h. die Anlage kann
mit einem erheblichen Wärmeübersehuß betrieben werden..
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Diese Maßnahme macht sich die Erfindung ebenfalls zunutze, indem-
e4e,.den bei der Trocknung von Klärschlamm anfallenden "prüden mit einem großen
Anteil an lästigen, zu beseitigenden Geruchsstoffen mit der Überschüssigen Wärmeenergie
aufheizt und
dabei die Geruchsatoffe vernichtet. Hierzu wird erfindungsgemäB.weiterhin
vorgeschlagen, daB die für die Trooknung des ".Schlammes nicht benötigten Heizgase
der Feuerung vor dem Eintritt in den Trockner aus dem Ausfällschacht abgesaugt und
für eine katalytische Nachverbrennung der aus dem Trockner auetretenden.mit unangenehmen
Geruchsstoffen versehenen Brüden verwendet werden. Dies hat den weiteren Vorteil,
daß die gesamte Anlage völlig geruchlose ohne besondere Entaiambung und mit einer
restlosen thermischen Ausnutzung der im Schlamm enthaltenen Energie betrieben werden
kann.
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Die überschüssige Wärmeenergie kann auch für andere geeignete Zwecke
verwendet werden, beispielsweise für die Aufwärmung der Ve rb rennungsluf t.
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Je nachdem wie hoch der Anteil an brennbaren Stoffen, bzw. wie hoch
der Heizwert des Schlammes ist, müssen die im Wabenbandtrockner zirkulierenden Heizgase
geregelt werden. Hierzu schlägt die Erfindung weiterhin vor, daß der Querschnitt
des mit einer "Regelklappe versehenen Brüdenabzugskanals in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt
und/oder der Temperatur des abziehenden Brüderas gDregelt wird.
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Wird beispielsweise nur der Feuchtigkeitsgehalt der Brüden
ge-
messen und die Klappe in Abhängigkeit von diesem Wert verstellt, 'dann
wird die Kappe geöffnet, wenn der Brüden viel Feuchtigkeit enthält und geschlossen,
wenn der Brüdeh nur einen geringen Anteil an Feuchtigkeit enthält. Dies bedeutet
andererseits, daD -beim "Verbrennen eines Schlammes mit einem hohen Heizwert die
Heizgase mehrfach im Trockner zirkulieref (mehrfacher Umlauf durch die Düsen) und
daß beim Verbrennen eines Schlammes mit
einem niedrigen Heizwert
die Heizgase den Trockner nur einfach durchlaufen. Bei einem mehrfachen Umlauf der
Heizgase innerhalb des Trockners mischen sich die bereit® teilweise ausgenutzten
Heißgase vor dem erneuten Eintritt in die
Düsenkästen des Trocknere mit frischen
aus der Feuerung austretenden Heizgasen, so daß eine gewisse Regenerierung der teilweise
ausgenutzten Gase stattfindet. Damit erhöht sich . wiederum der Wirkungsgrad der
Gesamtanlage.
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Häufig wird einem Klärwerk auch die Aufgabe gestellt, den Klärschlamm
nicht nur zu Asche zu verarbeiten, sondern auch als Humusit für die Düngemittel-Herstellung
bereitzuhalten. Damit die Feuerung ausgeschaltet, der Schlamm nur getrocknet und
die getrockneten Formlinge abtransportiert werden können, -schlägt die .Erfindung
weiterhin vor, daß das Trockner-Ausfallgehäuse mit einer Überlaufschurre versehen
ist, die mittels einer auch den Ausfallschacht gegen die Feuerung abschließbaren
Schwenkklappe verschließbar ist.
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Zetzlich hat die drfindungsgemäße Kombination noch den Vorteil, daß
die. Feuerung ohne zusätzliche Einrichtungen auch das in Klärwerken vor den Rechen
der Absatzbecken anfallende, teilweise sperrige-Rechengut, wie Holz, Papier od.
dgl., aufnehmen und.verbrennen kann. Hierzu ist lediglich im Bereich des Rostes
a eine Feuertür erforderlich.
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Ein. Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt und wird im folgenden näher-beschrieben,. Der Klärschlamm wird zur Vorentwässerung
in den Trog 1 eines Vakuum-Trommelfilters 2 eingeführt, von, dem der Filterkuchen
.3
| in den Einfttlletutzen 4 den Trockners 5 gelangt. Innerhalb |
| des Trocknere ist ein endlosen Wabenband 6 über Rollen 7 bis
10 |
| geführt, das beidseitig aus Düsen 11 von Düsenstrahlen 12
be- |
| aufechlagt wird. Im unteren Teil des Trocknere 5 befindet
sich |
| der Gassammeiraum 13, an dem eine Leitung 14 angeschlossen
ist,: |
| die zu einem Veneilat®r 15 geführt ist. Von hier aus werden
die |
| Heizgase über eine Zeitung 16 und 18 zu den »iWenkästen 19
bis |
| 21 geführt. Im Bereich- der Umführudgsleitung 18 ist bspw.
zum |
| Anheizen der- Anlage eine Wärmeerzeugungsquelle 17 angeordnet, |
| die einen Dufterhitzer, eine Feuerung, eine Brennkammer od.
dglö |
| darstellen !tann. Dabei ist es gleichgültig, ob die Feuerung
mit |
| Öl, Gas oder Kohlenstaub od. dgl. befeuert wird. Am Ausfallende |
| 22 des Trocknere ist ein Ausfallschacht 24 vorgesehen,
durch |
| den die formlinge eu .@. , :,3#@ufallöffnung 25 der Feuirung
26 ge- |
| führt werden. Die Feuerung %o2tent im wesentlichen aus der |
| Brennkammer 27 ,'dem gort 28 @ni4 t der. Schlackeauälauföffnung
29. |
| Unterhalb des Bootes 28 sind Unterwindzuführungsöffnungen 30 |
| vorgesehen durch die evt1. vorgewärmte Luft als. Unterwind
dem ; |
| Rost zugeführt wird. Im Ausführungsbeispiel ist der Rostale
_ |
| Schubrost dargestellt, der von einem Getriebe 31 mittels
der |
| Gestänge 32 bewegt wird. 3s kann auch jeder andere geeignete |
| Rost verrwwe-ridet werden. |
| Die Verbrednungsrücketände des Schlammes werden mittels der |
| Transportvorrichtung 33 abgeführt. |
| Der Ausfallsehaeht 24 ist mit-einem Stutzen 34 versehen, aus |
| dem-die überschüssigen und für die Trocknung nicht benötigten |
| Reizfiese abgozogQn und. durch die Leitung 35 abgefUhrt werden. |
| # Im =Ausführungsbeispiel ist die Zeitung 35 zu einem
Katalysator- |
| 36 geführt, der oberhälb der Bdo«naustritteöffnung 23 des ' |
Trockners angeordnet ist. Die aus der Feuerung austretenden Heizgase
haben Temperaturen von mehreren hundert Grad. Für die katalytische Verbrennung und
Vernichtung der ßeruohsstoffe der' Hrüden werden innerhalb des Katalysators Temperaturen
von 250 bis
3000 benötigt. Der Brüden selbst, hat jedoch bei seinem Austritt-aus
dem Trockner noch- eine Temperatur von 0a. 2000C. . Mithin werden für die-katalytische
Verbrennung der Geruchsstoffe eine Temperaturerhöhung der Brüden um ca. 1000 verlangt.
Für diese -geringe Temperaturerhöhung sind die Heizgase jedoch zu hoch temperiert.
Aus-diesem Grund ist, in die Zeitung 35 ein Wärmeaustauscher 3? vorgesehen, durch
den die für die Verbrennung erforderliche Frischluft mittels der Zeitung 38 zu den
Unterwindkanälen 30 geführt ist. Dabei kann die Frischluft durch
ein zusätzliches
Frischluftgebläse eingedrückt oder aber auch von dem Trock»prentilator 15 angesaugt
werden. Zufolge des Ventilators 15 ist im Trooknerausfall 22 Unterdurok' der-die
Frischluft durch die Feuerung hindurch ansaugen kann.
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Ein Teil des mit Feuchtigkeit gesättigten Brüdens wird durch den Abgasstutzen
23- mittels der Regelklappe 39 in regelbarer Menge abgelassen, wobei eine entsprechende
Menge Frischluft über die Zeitung -38-der Peuerung 26 zugeführt werden mußs die
dann als frische Heizgase dem Gassammelraum 13 des Trockners zugeführt werden. Die
Stellung der Klappe 39 wird mittels einen Reglers 40 geregelt. Dabei werden dem
Regler 40 zwei Impulse zugeführt,@die. einmal von. einem Peüehtigkeitamesser 41
und-zum anderen von einem Tgmperaturßühler 42 über Regelleitungen 43 und 44 zugeführt
werden. Der Regler steuert sodann über eine Regelleitung 46 den ,. Stellmotor 45,
der eeinerseit® die Klappe 39 verstellt. Vom
" Regler 40 ist außerdem
eine Regelleitung 47 abgezweigt! die zu. einem Stellglied-48 der Wärmeerzeugungäquelle
17 geführt -.ist. Damit kann automatisch eir-Stützfeuer eingeschaltet werdene wenn-einmal
ein Schla= anfällt, der entweder nur einen geringen , Heizwert aufweist, oder sich
sehr schlecht entwässern läßt. Normalerweise ist dies jedoch bei. Klärschlamm oder
industriellen 4 Schlämmen nicht der Fall. . 1 Damit die getrockneten Formlinge auch
als Humusit verwendet .werden können , ist im unteren Teil des Austallsohachtee
2¢ eine Klappe 50 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel eine Überlauf schurre
49 verschließt. Werden die Formlinge ala-Humusit abgeführt, darin ist die
Klappe 50 in die strichpunktiert , dagestellte Zage versehwenkt, wodurch die Feuerung
abgeschlossen ist und die Formlinge über die Schurre 49 auf das Trgneportorgan 51
gelangen.,.,