DE2150414A1

DE2150414A1 - Verfahren und vorrichtung zur gleichzeitigen verbrennung von muell und klaerschlamm

Info

Publication number: DE2150414A1
Application number: DE19712150414
Authority: DE
Inventors: Heinz Weiand
Original assignee: MARTIN FEUERUNGSBAU
Current assignee: MARTIN FEUERUNGSBAU
Priority date: 1971-10-09
Filing date: 1971-10-09
Publication date: 1973-04-12
Also published as: GB1408606A; DE2150414B2; CH539243A; FR2156571B1; FR2156571A1; DE2150414C3

Description

Patentanwalt Dipl.-Ing. Nuber

MÖNCHEN 55, Weesobrunner Str.14

(Nahe Waldfriedhof) Tel. 74 22 91 ^

Anmelderin: Firma Josef Martin Feuerungsbau GmbH, 8 München 23, Leopoldstraße 248

"Verfahren und Vorrichtung zur gleichzeitigen Verbrennung von Müll und Klärschlamm"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Verbrennung von Müll und Klärschlamm, bei dem der Klärschlamm mit bei der Verbrennung direkt oder indirekt erzeugtem Heizgas thermisch eingedickt, der eingedickte Klärschlamm gemeinsam mit dem Müll verbrannt und die bei der Eindickung entstehenden Klärschlamm-Brüden zumindest teilweise als Kondensat abgeführt werden.

isoi einem bekannten Verfahren zur gleichzeitigen Verbrennung von Mull und Klärschlamm (schweizerische Patentschrift 476 94S ' Fij. l) wird der Klärschlamm in einem mit den Abgasen der Ver-

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brennung betriebenen Verdampfer thermisch eingedickt und der f ein gedickte Klärschlamm gemeinsam mit dem Hüll in dein Verbrennungsofen verbrannt. Die in dem Verdampfer entstehenden, geruchbehafteten Klärschlamm-Brüden werden in den Feuerraum des Verbrennungsofens eingeblasen. Die der Feuerung zugeführten Brüden vermindern wegen ihres großen Wassergehaltes die Feuer—j ratimtemperatur, verschlechtern somit den Ausbrand der C4ase, erhöhen den Taupunkt sowie den Säuregehalt der Abgase und vermindern den Gesamtwirlcungsgrad der Verbrennung und des

nachgeschalteten Dampfkessels. i

Bei einer anderen Ausführungsform dieses bekannten Verfahrens |" (schweizerische Patentschrift 476 949, Figuren 2 und 3) wird mit den Abgasen der Feuerung ein Heizkessel betrieben, dessen Heizdampf zum Aufheizen des Klärschlamm-Verdampfers verwendet wird. Dem Klärschlamm-Verdampfer ist ein weiterer Verdampfer vorgeschaltet, der mit den von dem ersten Verdampfer erzeugten; Brüden geheizt wird. Die zur Beheizung des vorgeschalteten J Verdampfers dienenden Brüden werden als Brüdenkondensat abge- ; führt, während die im vorgeschalteten Verdampfer entstehenden Brüden in den Feuerraum eingeblasen werden. Da in diesem Fall nur ein Teil der Brüden in den Feuerraum des Verbrennungsofens eingeblasen wird, ist der Wirkungsgrad der Verbrennung etwas besser als bei dem oben beschriebenen Verfahren. Die als. Kondensat abgefüllten Brüden enthalten jedoch einen großen Anteil an übelriechenden Stoffen, so daß das Brüderikondensat: zuerst:, ötüfcii eine aufwendige Kläranlage geführt werden muß, ehe es ins Freie abgegeben werden kann.

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IAD ORlGtNM.

ΐ.-ei einem anderen bekannten Verfahren (deutsche üffenlegungsschrift 1 310 975) wire der Klärschlamm in mehreren stufenartig hintereinandergeschalteten Verdampfern entwässert und der eingedickte Klärschlamm gerneinsam mit dem Hüll verbrannt. Dor den Verbrennungsofen unmittelbar vorgeschaltete Verdampfer wird mit Heizdampf betrieben, der mit Hilfe der Abgaswärme der^! Verbrennung erzeugt wird. Die übrigen Verdampfer werden jeweile mit den Brüden des vorhergehenden-Verdampfers beheizt und die | -' rüden sämtlicher Verdampfer werden schließlich als Kondensat ab:eführt. Da auch in diesem Fall das Brüdenkondensat einen erheblichen Anteil an übelriechenden Stoffen enthält, nraß das Pri'äenkonJensat einer Kläranlage zugeführt werden.

Bei einem weiteren, bekannten Verfahren (schweizerische Patent-jschrift 485 175) bestellt der Klärschlamm-Verdampfer aus einem Druckcefäß, das unmittelbar von den Abgasen des Verbrennungsofens beheizt wird. Die im Druckgefäß entstehenden Klärschlamm·- Brüden werden den aus dem Druckgefäß austretenden Abgasen bei-[ gemengt. Wenn auch ein Teil der in den Klärschlamm-Brüden enthaltenen übelriechenden Stoffe durch die noch heißen Abgase zersetzt wird, gelangt doch ein beträchtlicher Teil der übelriechenden Stoffe ins Freie und kann zxx einer Belästigving und Schädigung der Umwelt führen.

Der Erfindivij liegt die Aufgabe ::ujrunde, ein Verfahren und ι eine Vorrichtung zur gemeinsamen Verbrennung von Hüll und

Klärschlamm su schaffen, bei der. die durch die thermische ι "jindickun;' entstehenden Klärschlaran-Brüden weniger nerucli-

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behaftet sind als bei den bekannten Verfahren» Dies v/lrd bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zumindest ein Teil der bei der thermischen Eindickung entstehenden Klärschlamm—Brüden verdichtet und dem Heizgas vor Eintritt in den Eindickungsprozeß beigemengt wird und der Eindickungsprozeß bei niedriger Temperatur durchgeführt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden aufgrund der niedrigen Temperaturen (vorzugsweise ca. 40° - 60⁰C, d.i. 0,08 0,20 at) wesentlich weniger übelriechende Stoffe im Verdampfer freigesetzt als bei den bekannten Verfahren. Die somit weniger geruchbehafteten Brüden werden dem heißen Heizgas, das vorzugsweise mit der Verbrennungswärme erzeugter Heizdampf ist, aber auch von den Abgasen der Verbrennung selbst oder den Brüden eines nachgeschalteten Verdampfers gebildet werden ; kann, beigemengt, wodurch eine weitgehende Zersetzung der ,· gegebenenfalls noch vorhandenen übelriechenden Stoffe statt-* ₍ findet. Die Reinigung der als Kondensat abgeführten Brüden ' ist daher weniger aufwendig als bei den bekannten Verfahren ' und kann u· U· völlig wegfallen„

Das erfindungsgemäße Verfahren Lat ferner den Vorteil, laß aufgrund der niedrigen Verdampfungstemperatur praktisch keine Verkrustung der Heizflächen durch organische Bestandteile ; auftritt. Durch Ausnutzen der in den Brüden enthaltenen Wärme wird schließlich der Wirkungsgrad der Klärschlamm-Verdampf im π verbessert. - .

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Sine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens., die in an sich bekannter Weise einen. Verbrennungsofen zur gemeinsamen Verbrennung des Mülls und des eingedickten Klärschlamms, einen mit der Abgaswärme der Verbrennung betriebenen Heizkessel zum Erzeugen von Heizdampf und eine Verdampfungseinrichtung zum thermischen Eindicken des Klärschlamm^

aiifweist, besteht in der Hauptsache darin, daß die Verdampfungseinrichtung einen Vakuumverdampfer aufweist, und daß dem Heiz-; kessel und dem Vakuumverdampfer ein Strahlverdichter zwischen-¹ geschaltet ist, an dem die Brüdenleitung des Vakuumverdampfersj angeschlossen ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.,

Anhand der Zeichnungen werden -bevorzugte Ausführungsbeispiele i der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema einer Vorrichtung zur Verbrennung

von Müll und Klärschlamm, :

die Figuren 2-6 jeweils weitere Ausführungsformen der j

Erfindung.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur -gemeinsamen Verbrennung von Hüll und Klärschlamm wird ein Verbrennungsofen 1
bei 2 mit Hüll beschickt, der auf einem Feuerungsrost 3 verbrannt wird. Hit den Verbrennungsgasen wird ein Dampfkessel 5
betrieben, dessen Heizdampf durch eine Heizdampfleitung 6
einer Verdampfungseinrichtung 7 zur thermischen Eindrkung von
Klärschlamm zugeführt wird. Die Abgase gelangen durch den

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- O —

Kamin 4 ins Freie. Die Verdampfungseinrichtung 7 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als einstufiger Vakuumverdampfer ausgebildet, dem bei 8 der dünnflüssige Klärschlamm zugeführt wird. Dieser wird im Vakuumverdampfer 7 vorzugsweise bei einer Temperatur von 40° bis 60⁰G, d, i. bei einen Unterdruck von 0,08 bis 0,20 at, thermisch eingedickt, d. In. es wird ihm ein Teil seines Wassers entzogen. Der eingedickte Klärschlamm wird von einer Pumpe 9 durch eine Klärschlammleitung 10 dem Verbrennungsofen 1 zugeführt, wo er gemeinsam mit dem Müll verbrannt wird. .

Die im Vakuumverdampfer 7 entstehenden Brüden werden durch eine Brüdeiileitung 11 von einem Strahlverdichter 12 angesaugt, der in der Heizdampfleitung 6 zwischen dem Dampfkessel 5 und den Heizflächen 13 des Vakuumverdampfers 7 angeordnet ist. Als Treibstrahl des Strahlverdichters 12 dient somit der Heizdampf\ der die Brüden mitreißt und verdichtet. Das Gemisch aus Heiz- j

dampf und Brüden strömt durch die Heizflächen 13 des Vakuumverdampfers 7 und wird als Kondensat durch eine Abflußleitung

14 abgeführt. \

Da die Verdampfung im Vakuumverdampfer 7 bei verhältnismäßig : niedriger Temperatur stattfindet, werden bei dem Eindickungs- ■ prozeß weniger übelriechende Stoffe als bei den bekannten Verfahren freigesetzt. Die in den Brüden noch enthaltenen Geruchstoffe werden durch den heißen Dampf weitgehend zersetzt, so 4*ß das aus der Abflußleitung 14 abfließende Kondensat geruchfrei oder nur schwach geruchbehaftet ist. Die j

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niedrige Betriebstemperatur und der Unterdruck des Väkuuriverdampfers haben ferner den Vorteil, daß sich an den Heizflächen 13 keine organischen Vertrustungen absetzen.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausfülirungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem in Fig. 1 gezeigten Ausfülirungsbeispiel, mit dem Unterschied, daß in Fig. 2 dem Vakuumverdampfer 7 eine mechanische Entwässerungseinrichtung- vorgeschaltet ist. Diese besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Zentrifuge 15, welcher der dünnflüssige Klärschlamm 8 zugeführt wird. Das FiItrat der Zentrifuge wird durch eine Leitung 17 in den Vakuumverdampfer 7 eingespeist, während der Filterkuchen der Zentrifuge 15 durch eine Leitung 18 der Pumpe 9 und der Klärschlammleitung 10 und somit unmittelbar dem Ver-

i brennungsofen 1 zugeführt wird. Gegebenenfalls kann der in _;

dem Vakuumverdampfer 7 einaedickte Klärschlamm durch eine mit ι

gestrichelten Linien dargestellte Rückführleitung 19 in die j Zentrifuge 15 zurückgeführt werden.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verdampfungseinrichtung zweistufig ausgebildet. Dem wieder als Vakuunverdampfer 7 ausgebildeten Verdampfer der ersten 3ttife ist ein weiterer Verdampfer 20 nachgeschaltet, dem der im Vakuumverdampfer· 7 vorverdickte Klärschlamm durch eine Leitung 21 zugeführt und aus dem der nachverdickte Klärschlamm durch die Klärschlammleitung 10 abgeführt wird.. Der Verdampfer 20 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Dünnschichtverdampfer ausgebildet, der einen die Heizflächen 22 abkratzen

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-βrotierenden Rührer 23 aufweist. ι

Die Heizflächen 22 des Verdampfers 20 werden mit Heizdampf : j beheizt, der über eine an der Heizdampfleitung 6 angeschlos- ^; : sene Zweigleitung 24 zugeführt wird. In dieser ist ein Strahl-

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verdichter 25 angeordnet, der die im Dünnschichtverdampfer 20 entstehenden Brüden, über eine Brüdenleitung 26 ansaugt und | verdichtet. Das im Strahlverdichter 25 entstehende Gemisch aus Heizdampf und Brüden wird in den Heizflächen 22 des Verdampfers 20 kondensiert und in der Abflußleitung 27 als Kondensat abgeführt.

' Ein wirtschaftlich besonders interessantes Ausführungsbeispielj ^: ist in Fig. 4 dargestellt. Bei diesem ist, wie bei dem Aus- -.

■. . I

führungsbeispiel gemäß Fig. 3, dem Vakuumverdampfer 7 ein j weiterer Verdampfer 20 nachgeschaltet. In diesem Fall wird der Verdampfer 20 jedoch nicht mit den in ihm erzeugten Brüden

sondern über einen geschlossenen Heizdampfkreislauf 28 ausschließlich mit im ,Dampfkessel 5 erzeugtem Heizdampf beheizt.

\ Die am Verdampfer 20 angeschlossene Brüdenleitung 26 führt

-

dagegen zu den Heizflächen 13 des Vakuumverdampfers 7. Die in ■ diesem entstehenden, durch die Brüdenleitung 11 abgeführten

' Brüden der ersten Stufe werden bei diesem Ausführungsbeispiel - ■

nur zum Teii dem in die Heizflächen 13 einströmenden Heizgas (Brüden des Verdampfers 20) beigemengt, während der übrige Teil der Brüden des .Vakuumverdampfers 7 unmittelbar dem aus j den Heizflächen 13 austretenden Gemisch beigemengt wird. In diesem Fall braucht durch die HeizdampfIeitun'g 6 nur soviel

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Heizdampf zugeführt zu werden, wie zur Förderung der aus der i Brüdenleitung 11 kommenden Brüden erforderlich ist. Die Auf- j teilung der Brüdenmengen, die aus der Brüdenleitung 11 in die _; Heizflächen 13 des Vakuumverdampfers 7 eingeführt bzw. die der Abflußleitung 29 unmittelbar zugeführt werden, erfolgt durch ein Dreiwegeventil 30. Die Abflußleitung 29, die mit den aus j den Heizflächen 13 austretenden Brüden und den unmittelbar [ durch das Dreiwegeventil 30 durchströmenden Brüden beaufschlagt ist, führt zu einem Kondensator 31, dessen Kondensatanschluß * 32 ins Freie führt und dessen Gasanschluß 33 mit dem Verbren- ~t nungsofen 1 verbunden ist. ;

Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch einen besondersf

• geringen Dampfverbrauch bei immer noch zufriedenstellender Vermeidung des Brüden-Geruches aus.

\

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist dem Vakuum·- verdämpfer 7, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, ein Verdampfer 20 nachgeschaltet, der über die Zweigleitung 24 mit Kesseldampf beheizt wird. In diesem Fall werden die Brüden des Verdampfers 20 jedoch nicht dem Heizdampf beigemengt, sondern in herkömmlicher Weise abgeführt, beispielsweise in den Feuerraum des Verbrennungsofens 1 eingeblasen. Dem Vakuumverdampfer 7 ist eine Vorwärmstufe 37 vorgeschaltet, die über eine Zweigleitung 38 der Heizdampfleitung 6 beheizt wird. Der bei 8 in die Vorwärrastufe 37 eingeführte Klärschlamm wird somi vorgewärmt, so daß die dem Vakuumverdampfer 7 zugeführte Wärme ausschließlich zur Verdampfung des Klärschlamms ben^utzt wird._ . _ _ ι

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Das in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht ira wesentlichen dem in Fig. 5 gezeigten, mit dem Unterschied, daß dem Vakuumverdampfer 7 keine Vorwärmstufe vorgeschaltet ist. Der dem Vakuumverdampfer 7 nachgeschaltete Verdampfer 20 wird mit Heizdampf beheizt, der beispielsweise vom dem Dampfkessel· 5 geliefert wird. Die am Verdampfer 20 angeschlossene Brüdenleicung 26 führt unmittelbar in den Verbrennungsofen 1.

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Claims

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Anmelderin: Firma Josef Hartin Feuerungsbau GmbH

Patentansprüche

. /Verfahren zur gemeinsamen Verbrennung von Müll und Klärschlamm, bei dem letzterer mit bei der Verbrennung direkt oder indirekt erzeugtem Heizgas thermisch eingedickt, der eingedickte Klärschlamm gemeinsam mit dem Müll verbrannt und die bei der Eindickung entstehenden Klärschlammbrüden teilweise als Kondensat abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der bei der thermischen Eindickung entstehenden Klärschlammbrüden verdichtet und dem Heisgas vor Eintritt in den Eindickungsprozeß beigemengt wird und daß der Eindickungsprozeß bei niedriger Temperatur durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eindickungsprozeß bei einer Temperatur von ca. 40° bis 60°C diirch geführt v/ird.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Klärschlamm \ in einer ersten Stufe vorverdickt und in einer zweiten Stufe nachverdickt wird und die in der zweiten Stufe " l erzeugten Klärschiammbrüden als Heizgas für die erste ϊ Stufe verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein , Teil der in der ersten Stufe erzeugten Brüden den in der zweiten Stufe erzeugten Brüden beigemengt wird und der übrige Teil der Brüden sowie die als Heizgas verwendeten Brüden in abzuführendes Brüdeiikondensat und der Verbrennung zuzuführendes Brüdengas getrennt werden.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Verbrennungsofen zur gemeinsamen Verbrennung des Mülls und des eingedickten Klärschlamms, einem mit der Abgaswärme der Verbrennung betriebenen Heizkessel zum Erzeugen von Heizdampf und einer Verdampfungseinrichtung zum thermischen Eindicken des Klärschlamms, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungseinrichtung einen Vakuumverdampfer (7) aufweist und daß dem Heizkessel (5) und dem Vakuumverdampfer (7) ein Strahlverdichter (12) zwischengeschaltet ist, an dem die Brüdenleitung (11) des Vakuumverdampfers (7) angeschlossen ist. ■ '

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vakuumverdampfer (7) in einer zweiten Stufe ein weiterer Verdampfer (20), insbesondere ein Dünnschichtverdampfer, nachgesehaltet ist, der mit vom Heizkessel (5)

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abgegebenem Heizdampf betrieben wird (Figuren 3 bis 6).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ^! dem Heizkessel (5) und dem Verdampfer (20) der zweiten Stufe ebenfalls ein Strahlverdichter (25) zwischengeschaltet ist, an dem die Brüdenleitung (26) der zweiten Stufe angeschlossen ist (Fig. 3).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brüden—

j leitung (26) der zweiten Stufe (20.) mit dem Einlaß der Heizflächen (13) des Vakuumverdampfers (7) verbunden ist, daß sich die Brüdenleitung (11) des Vakuumverdampfers (7) in zwei Zweigleitungen (34, 35) verzweigt, von denen die eine (3.4) zum Einlaß der Heizflächen (13) des Vakuumverdampfers (7) führt und die andere (35) mit einer am Auslaß der Heizflächen (13) des Vakuumverdampfers (7) angeschlossenen Abflußleitung (29) verbunden ist und- diese mit einem Kondensator (31) verbunden ist» dessen Kondensatauslaß (32) ins Freie führt und dessen Gasauslaß (33) mit dem Verbrennungsofen (1) verbunden ist.

d. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Brüdenleitung (26) des Verdampfers (20) der zweiten Stufe zu dem Verbrennungsofen (1) führt (Fig. 6).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,, dadurch ge- j kennzeichnet, daß dem Vakuumverdampfer (7) eine mechanische Entwässerungseinrichtung (15)» insbesondere eine Zentrifuge

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vorgeschaltet ist, deren FiItrat dem Valauimverdampfer (7) tind deren Filterkuchen unmittelbar dem Verbrennungsofen (1 ) zuführbar ist (Fig„ 2).

1C. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vakuumverdampfer (7) eine Vorwärnj stufe (37) vorgeschaltet ist (Fig. 5).

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