DE29704859U1 - Apparat für kontinuierlich oder diskontinuierlich ablaufende Stoff- und/oder Wärmeübergangsprozesse - Google Patents
Apparat für kontinuierlich oder diskontinuierlich ablaufende Stoff- und/oder WärmeübergangsprozesseInfo
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Description
Apparat für kontinuierlich oder diskontinuierlich ablaufende Stoff- und/oder Wärmeübergangsprozesse
Gegenstand der Erfindung ist ein Apparat für kontinuierlich oder diskontinuierlich
ablaufende Stoff- und/oder Wärmeübergangsprozesse, insbesondere zur thermischen und/oder stofflichen Behandlung von pastösen, kömigen, stückigen oder
faserigen Abfall- oder Reststoffen zwecks Schließung vorhandener Stoffkreisläufe.
Nach dem Kreislauf-Wirtschaftsgesetz sollen durch thermische und stoffliche Verwertung
von Abfallstoffen vorhandene Stoffkreisläufe geschlossen und so das Aufkommen von Abfallstoffen vermindert werden.
Die Umsetzung des Kreislauf-Wirtschaftsgesetzes stellt nicht zuletzt die Betreiber
von Abwasserreinigungsanlagen vor zunehmende Entsorgungsprobleme. Von den derzeit in Deutschland in kommunalen und industriellen Anlagen anfallenden
Klärschlämmen werden ca. 30% im Land- und Landschaftsbau durch Kompostierung oder Flächenaufbringung verwertet, ca. 55% auf die Deponie verbracht
und ca. 15% verbrannt.
Je nach ihrer Herkunft aus kommunalem oder industriellem Abwasser unterscheiden
sich die Schlämme in Zusammensetzung und Schwermetallbelastung. Der Gehalt an anorganischen und organischen Schadstoffen, wie Schwermetallen,
organischen Halogenverbindungen, organischen persistenten Substanzen, an den Nährstoffen Stickstoff, Phosphor, Kalium, Magnesium, an basisch wirksamen Stoffen,
der pH-Wert und der Trockenrückstand bestimmen die Qualität eines Klärschlamms.
Insbesondere der Gehalt an Schwermetallen und organischen Schadstoffen begrenzen
den Einsatz in der Land- und Forstwirtschaft. So verbietet die Klärschlammverordnung
das Aufbringen auf Grünland, Futteranbauflächen und forstwirtschaftlich genutzte Flächen.
Die Verbringung von Klärschlamm auf eine Deponie fällt in den Anwendungsbereich
der TA Siedlungsabfall. Dort wird als eine Voraussetzung für die Deponierung eine Flügelscherfestigkeit des Deponiegutes von
>25 kN/m2 gefordert, die bei Klärschlamm in der Regel erst ab Trockensubstanzgehalten von 40-50 Ma%
erreicht wird. Da durch maschinelles Entwässern des auf Kläranlagen anfallenden Klärschlammes diese Werte kaum erreicht werden, erfolgt in der Regel ein Zumischen
fremder Trockensubstanzen, wie Kalk oder Asche. Dies erhöht die zu entsorgende Abfallmenge und damit den Aufwand an Transport- und Deponiekosten.
Zudem verbietet die 1993 vom Gesetzgeber verabschiedete TA-Siedlungsabfall
eine Deponierung von Stoffen, die mehr als 5% organische Substanz (gemessen als Giühverlust) in der Trockensubstanz enthalten, ab dem Jahr 2005. Darunter
fällt insbesondere der Klärschlamm.
Dies alles führt dazu, daß die Möglichkeit der Entsorgung von Klärschlamm durch
landwirtschaftliche Verwertung oder Deponierung rückläufig ist und zunehmend nach praktikablen Lösungen zum Behandeln von Klärschlämmen gesucht wird.
Ein bekanntes Behandlungsverfahren ist die Verbrennung des Klärschlamms. Als
Verbrennungsprodukt fällt dabei eine Asche an, die entweder ohne Probleme auf die Deponie verbracht werden oder in anderer Weise verwertet werden kann,
bspw. als Füllstoff im Tief- oder Straßenbau.
Die Vorteile einer Verbrennung von Klärschlamm liegen neben der C02-neutralen
Energieerzeugung insbesondere auch in der wesentlich geringeren Masse des festen
Restproduktes, der Asche, was eine erhebliche Verringerung des Transportaufwandes
und der Deponiebeiastung sowie der dafür erforderlichen Kosten zur
Folge hat. Darüber hinaus werden Schadstoffe durch die Verbrennung entweder zerstört oder in der Asche gebunden. Kosten und Entsorgungssituation bleiben
langfristig kalkulierbar. Verbrennungsasche genügt den Zuordnungskriterien der
TA Siedlungsabfall.
Die thermische Behandlung durch Verbrennung kann entweder in eigens zu diesem
Zweck erstellten Verbrennungsanlagen oder durch Beschickungszusatz (Mitverbrennung) in Kraftwerks- oder Müllverbrennungsanlagen erfolgen.
Die Mitverbrennung von Klärschlamm in Müllverbrennungsanlagen wird in mehreren
Anlagen praktiziert. Sie erfolgt bei Temperaturen zwischen 8000C und 10000C.
Eine wichtige Voraussetzung für eine zuverlässige Verbrennung ist die gleichmäßige
Einbringung in den Verbrennungsraum (Bever.J. „Perspektiven der Klärschlammentsorgung",
R.OIdenbourg Verlag München Wien 1994). Bis zu Masseanteilen
von 10% ist die Zumengung nicht vorbehandelten Klärschlamms möglich.
Höhere Mengenanteile bedürfen einer Vortrocknung.
Dieses Verfahren hat den Nachteil eines hohen Transportaufwandes, da der
Schlamm erst von der Abwasserreinigungsanlage zur Müllverbrennungsanlage transportiert werden muß. Auch setzt die Anlagenkonzeption dem Beimengungsanteii
Grenzen.
Die Entsorgung von Klärschlamm in einer Dampferzeugungsanlage durch Beimengung
zum aufgegebenen Brennstoff weist die vorgenannten Nachteile ebenfalls auf. Darüber hinaus bergen wechselnde Schlammqualitäten die Gefahr der Überschreitung
des Ascheschmelzpunktes und damit einhergehender Verschiackungen in sich.
Der Betrieb separater Schlammverbrennungsanlagen bringt im Vergleich zu den
vorgenannten Entsorgungsmöglichkeiten einen Standortvorteil, indem diese Anlagen
dort errichtet werden, wo der Schlamm anfällt, nämlich in der Nähe entsprechender
Aufbereitungsanlagen. Auch kann durch die Ausrichtung des gesamten Aniagenkonzepts auf nur einen Ausgangsstoff eine optimale Verfahrenstechnik
eingerichtet werden.
In der Literatur ist die Verbrennung von Klärschlamm in Wirbelschichtofen, in Etagenofen,
in Etagenwirblem und in Drehrohrofen beschrieben (z.B.: Römer,R.
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„Klärschlammverbrennung - Erfahrungen und Randbedingungen", ATV-Seminar
Thermische Kiärschlammbehandlung, 1992).
Verbrennungsverfahren in der Wirbelschicht zeichnen sich durch verhältnismäßig
niedrige Brennraumtemperaturen aus, was die Bildung von Stickoxiden hemmt und die Gefahr von Verschiackungen gering hält. Die Temperaturen in der Wirbelschicht
aus Sand und/oder Asche liegen zwischen 85O0C und 9000C. Der Klärschlamm
wird über Lanzen oder Wurfbeschicker entweder in das Wirbelbett oder über den Ofenkopf eingetragen.
Etagenofen sind Öfen mit in mehreren Stockwerken angeordneten Tellerböden.
Sie werden von oben mit dem Klärschlamm beschickt. Der Schlamm wird über die einzelnen Böden von oben nach unten durch den Ofen gefördert und erfährt dabei
eine Vorwärmung, Trocknung, Verbrennung und Abkühlung. Verbrennungsluft und Rauchgase durchstreichen im Gegenstrom von unten nach oben den Ofen. Über
gekühlte Schnecken wird die Asche unten abgezogen.
Der Etagenwirbelschichtofen stellt eine Kombination aus den zuvor beschrieben
Wirbeischicht- und Etagenofen dar und zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise
aus. Durch eine integrierte Vortrocknung im aufgesetzten Etagenteil kann die Baugröße gegenüber einem Wirbelschichtofen ohne Vortrocknung vermindert
werden.
Die universellen Drehrohrofen werden zur Verbrennung stückiger, pastöser,
schlammartiger und flüssiger organischer und anorganischer Abfailstoffe eingesetzt.
Ein geneigter, mit feuerfestem Material ausgekleideter Zylinder dreht sich um seine Längsachse und wälzt dabei seinen Inhalt um und lockert ihn auf. Das
Ofengut trocknet, schwelt, vergast und brennt schließlich aus. Die Vebrennungsluft
kann je nach Einsatzgut im Gleich- oder Gegenstrom zum Gut gefördert werden. Ein Nachteil dieser Ofengattung ist der hohe mechanische und chemische Angriff
auf den Innenmantel. Schlackenansätze können sich ebenfalls bilden.
Eine im praktischen Betrieb bewährte Klärschlammentwässerungs- und Verbrennungsanlage
auf Basis eines Etagenwirbelschichtofens ist beschrieben in Hanitsch, P. „Klärschlammverbrennung im Etagenwirbler", ATV-Seminar Thermische
Klärschlammbehandlung, 1992.
Aus einem Vorlagebehälter wird Frischschlamm mit 2,3 Ma% TS auf ca. 500C vorgewärmt
und einem Zentrifugalabscheider zugeführt. Der entwässerte Schlamm verläßt den Abscheider mit einem Trockensubstanzgehalt von 28 - 30 Ma% und
wird in die obere Etage des Etagenwirblers eingeleitet. Der Dickschlamm durchwandert
im Gegenstrom zu den Rauchgasen die Vortrocknungsetagen und wird auf etwa die Hälfte seines Eingangswassergehaltes getrocknet. Über die unterste
Etage, die gleichzeitig als Verteiler dient, wird das nunmehr krümelige Material in
die Verbrennungsstufe eingebracht. Ein Kreiselgebläse sorgt dafür, daß die wasserdampf-
und geruchsbeladenen Rauchgase vom Ofenkopf zur Nachverbrennung in die Wirbelschicht zurückgeführt werden. Die Regelung der Ofentemperatur kann
durch Variation der Verbrennungslufttemperatur, der Schlammaufgabe oder durch Wassereindüsung erfolgen. Bei Temperaturen zwischen 8500C und 9000C verläuft
die Verbrennung selbstgängig und energieautark. Die aschebeladenen Rauchgase werden abgezogen und geben in einem nachgeschaiteten Abhitzekessel ihre fühl-
bare Wärme an die Verbrennungsluft ab. Ein trocken betriebener Zweikammerelektrofiiter
besorgt die Feinentstaubung der auf 2400C abgekühlten Rauchgase. In
einem anschließenden zweistufigen Radiaistromwäscher, der mit Waschwasser
aus dem Kläranlagenablauf im Durchlaufbetrieb arbeitet, werden Reststaub und auswaschbare Schwermetalle entfernt. Durch die weitere Abkühlung auf 55°C bis
600C kondensiert ein großer Teil des im Rauchgas enthaltenen Wasserdampfes.
Durch die anspruchsvollen Grenzwerte der 17. BlmSchV bedarf es in der Regel
einer weiteren Rauchgasreinigung. Nach Austritt aus dem Wäscher werden die gereinigten Rauchgase durch Zumischen vorgeheizter Luft auf 105 0C erwärmt
und über den Schornstein in die Atmosphäre entlassen.
Errichtung und Betrieb einer derartigen Anlage bedürfen eines sehr hohen Investitionsaufwands.
Die gesonderte Rauchgaswäsche und Entstaubung bedingen eine aufwendige Anlagenperipherie mit hohem Platzbedarf. Hinzu kommen die hochgradig
schadstoffhaltigen Rückstände aus der Wäsche und dem Staubfilter, die gesondert entsorgt werden müssen. Die Folge sind hohe Betriebs- und Personalkosten.
Solche Anlagen eignen sich daher nur bedingt für die Klärschlammentsorgung aus
dezentralen Abwasserbehandlungsaniagen kleinerer regionaler Betreiber. Für diese kleineren und mittleren Anlagen existieren oft keine geeigneten wirtschaftlichen
Konzepte zur thermischen Behandlung der anfallenden Schlämme.
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Apparat für kontinuierlich oder diskontinuierlich ablaufende Stoff- und/oder Wärmeübergangsprozesse, insbesondere zur Trocknung und/oder Verbrennung
von Klärschlämmen oder anderen Abfallstoffen bereitzustellen, der die genannten Nachteile nicht aufweist, eine hohe Flexibilität hinsichtlich des zu behandelnden
Einsatzgutes besitzt und dessen Kompaktheit einen mobilen oder semimobilen Einsatz gestattet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Apparat mit den in Anspruch 1
genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Vorteil einer hohen Kompaktheit wird erreicht durch ein im wesentlichen vertikales
mehrstufiges Reaktionsgefäß mit mehreren durch bodenartige Einbauten voneinander getrennten Sektionen zur fortschreitenden Behandlung des Einsatzgutes
mit einem fluiden Behandlungsmedium, wobei das Behandlungsgut in eine Aufgabesektion am Anlagenkopf aufgegeben wird und unter Einwirkung der
Schwerkraft die Behandlungszonen im Gegen-, Gleich- oder Querstrom zu dem Behandiungsmedium durchläuft, umfassend
eine erste Behandlungssektion mit einer Eintritts- und/oder Austrittsöffnung für das
fluide Behandlungsmedium und einem gasdurchlässigen, im wesentlichen horizontalen
Boden,
eine zweite Behandlungssektion mit Eintrittsöffnungen im Gehäusemantel zum
Zuführen eines Teilstroms oder des Gesamtstroms des fluiden Behandlungsmediums,
eine dritte Behandlungssektion mit einem gasdurchlässigen Anströmboden zur
gleichmäßigen Verteilung eines Teilstroms oder des Gesamtstroms des fluiden Behandlungsmediums über den gesamten Apparateinnenquerschnitt und einer
gasdichten Feststoffaustrageinrichtung für das behandelte Gut am Apparateboden.
Die Gutaufgabesektion am Apparatekopf besorgt das Dosieren des Einsatzgutes
und seine gleichmäßige Verteilung über den Querschnitt. Sie wird begrenzt von der Apparateabdeckung mit mindestens einem Zuführstutzen
oder einem Zuführorgan und einem gutdurchlässigen Boden zur ersten Behandlungssektion.
Um bei schwierigem, bspw. pastösem Einsatzgut eine gleichmäßige Verteilung
über den Reaktorquerschnitt zu erreichen, wird in einer bevorzugten Ausführungsform
die Aufgabesektion in einzelne voneinander getrennte Sektoren unterteilt. Jeder Sektor besitzt eine separate Gutzuführung und wird unabhängig vom benachbarten
beschickt. Dies kann in vorteilhafter Weise durch eine mit dem Apparat verbundene Dosier- und Verteileinrichtung erfolgen, die in zeitlicher Abfolge
nacheinander die Aufgabesektoren befüllt.
Die durchlässige Abgrenzung zur ersten Behandlungssektion kann ein Lochboden
sein. In diesem Falle würde das bspw. pastöse Gut durch die Löcher in Form von
Strängen in die erste Sektion gepreßt.
In alternativen Ausführungsformen kann diese Abgrenzung auch ein Rost oder ein
festes oder bewegliches Sieb sein.
Es ist ebenfalls denkbar, diese Abgrenzung aus zusammenwirkenden rotierenden
Elementen auszubilden. Dies können rotierende Schnecken oder Walzen sein, die das Einsatzgut erfassen und nach unten fördern.
Die Auswahl des Bodens wird vorrangig vom Einsatzgut bestimmt.
Für pastöses Einsatzgut haben sich Lochböden oder Böden aus parallelen gegenläufig
drehenden Schnecken ais vorteilhaft erwiesen.
Für stückiges Gut eignen sich Roste, Schnecken- oder Walzenböden.
Siebe oder Walzenböden werden für körniges Gut bevorzugt, während für die Beschickung
faserigen Gutes vorrangig Schnecken- oder Walzenböden zum Einsatz kommen.
Schließlich ist es auch denkbar, bei sehr leicht zu handhabendem Einsatzgut auf
die Anordnung eines Bodens in der Aufgabesektion gänzlich zu verzichten, sofern gewährleistet ist, daß das Gut ausreichend gleichmäßig in die erste Behandiungssektion
gelangt.
In der ersten Behandlungssektion wird das Gut im Gleich-, Kreuz- oder Gegenstrom
mit einem fluiden Behandlungsmedium kontaktiert. Diese Sektion besitzt
einen Boden und eine darüber angeordnete Ein-und/oder Austrittsöffnung für das
Behandlungsmedium. Der Boden erfüllt mindestens drei Funktionen: eine Rückhaltefunktion für das Einsatzgut, eine Durchgangsfunktion für das fluide
Medium sowie eine Austragsfunktion für das diese Sektion verlassende Gut. Darüber hinaus kann ihm bei zu Zusammenbackungen neigendem Gut noch eine
Zerkleinerungsfunktion für das Gut aufgegeben werden.
Um die genannten Funktionen zu erfüllen, kann der Boden sehr verschiedenartig
ausgebildet sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform für pastöses Aufgabegut bspw., die alle vier
Funktionen erfüllt, umfaßt den gesamten Querschnitt einnehmende, parallele, mit Brecherelementen bestückte Wellen.
Indem die Weilen an mindestens einer Seite den Gehäusemantel gasdicht durchstoßen,
können sie außerhalb des Apparates angetrieben werden. Zahnrad- oder Kettengetriebe verknüpfen die Wellen untereinander. Durch gegenläufige Rotation
benachbarter Wellen wird das aufliegende Gut von den Brecherelementen auf dem gesamten Querschnitt erfaßt, nach unten abgezogen und zerkleinert.
Alternative Ausführungsformen umfassen parallele gegenläufig rotierende Schnekken
oder Walzen, die sich nahezu berühren oder einen je nach Gut mehr oder weniger großen Spalt freilassen.
In vorteilhafter Ausgestaltung besitzt diese erste Behandlungssektion eine rechteckige,
insbesondere quadratische Querschnittsform. Dies erleichtert die Ausführung des den gesamten Querschnitt einnehmenden und ausschließlich aus Rückhalte-
und Dosiereiementen zusammengesetzten Bodens und erhöht dessen Wirksamkeit.
Die anschließende zweite Behandlungssektion weist Eintrittsöffnungen für einen
Teil- oder den Gesamtstrom des Behandlungsmediums auf. Durch radiales und/oder tangentiales Zuführen eines Fluids wird ein intensiver Stoff- und/oder
Wärmeaustausch im Flugstrom erreicht. Die aus der ersten Sektion herabgleitenden
Gutpartikel werden von der intensiven Strömung erfaßt und herumgewirbelt. Starke Turbulenzen und Rezirkulationen sichern hohe Verweilzeiten. Durch das
Herumwirbeln und gegenseitige Anstoßen werden Agglomerate aufgerieben, zum Teil regelrecht zerstrahlt und dadurch immer wieder neue reaktive Oberflächen
freigelegt, was Stoffaustauschreaktionen zusätzlich fördert.
In der dritten Behandlungssektion wird über einen Anströmboden ein Teil- oder der
Gesamtstrom des fluiden Behandlungsmediums gleichmäßig über den innenquerschnitt
des Apparates verteilt. Der Anströmboden dient gleichzeitig als Rückhalteeinrichtung
für aufliegendes Gut, das hier in einem Fest- oder Wanderbett vom Behandlungsmedium durchströmt wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist der Ansrömboden zweigeteilt ausgeführt,
um mittig einen Durchgang zur Austrageinrichtung freizulassen. Für zu Versinterungen und Zusammenbackungen neigendes Gut ist oberhalb des
Anströmbodens eine Gutförder- und Zerkleinerungseinrichtung angeordnet. Diese besteht aus parallelen, mit Brecherelementen bestückten Wellen, die das auftreffende
Gut erfassen, abziehen und zerkleinern.
Durch bereichsweise gleichsinnige Rotation benachbarter Wellen wird darüber
hinaus ein horizontaler Transport auftreffenden Gutes in Drehrichtung bewirkt. Dies ist dann von Vorteil, wenn das Gut in Richtung auf die mittig angeordnete
Austrageinrichtung gefördert werden soli. Die Drehrichtung ist dann so eingerichtet,
daß auftreffendes oder aufliegendes Gut von den Rändern zur Mitte hin transportiert
und dort von den gegenläufigen Brecherelementen erfaßt und nach unten gefördert wird. Gebildete Schlacken und Versinterungen werden auf diese Weise
zuverlässig aufgebrochen, und es wird sichergestellt, daß ein maximales Stückmaß
nicht überschritten wird. Dies schützt die unterhalb der Brechereinrichtung am Apparateboden angeordnete Austrageinrichtung vor Störungen.
Durch die Erfindung können Anlagen für kontinuierlich oder diskontinuierlich ablaufende
Stoff- und/oder Wärmeübergangsprozesse, insbesondere solche zur thermischen und/oder stofflichen Behandlung von Abfallstoffen in einer sehr kompakten
Bauweise mit geringem Platzbedarf und wenig Aniagenperipherie ersteilt werden.
Daraus resultiert die Möglichkeit eines modularen Aufbaus der einzelnen Systemblöcke
und die sehr gute Transportfähigkeit infolge begrenzter Bauhöhe und eines geringen Gewichtes.
Ferner besitzt der erfindungsgemäße Apparat eine hohe Variabilität hinsichtlich der
ablaufenden Prozesse und der Eigenschaften und Herkunft des Einsatzgutes. Es können Trocknungs-, Entgasungs-, Vergasungs- und/oder Verbrennungsprozesse
durchgeführt werden. Die Einsatzstoffe können pastös, stückig, körnig oder faserig sein.
In besonders vorteilhafter Weise kann der Apparat zur gemeinsamen Klärschlammtrocknung
und -verbrennung eingesetzt werden. Wird er nur als Trockner betrieben, so können bspw. gemahlene Kunststoffschnitzel, Granulate, Körner,
aber auch Grünfutter oder Holzhackschnitzel eingesetzt werden. Neben der Anpassung
des Betriebsregimes bedarf es hierfür in erster Linie der Auswahl einer geeigneten Beschickungseinrichtung zum zuverlässigen Eintrag und zur gleichmäßigen
Verteilung des Gutes in dem Apparat sowie der Auswahl der geeigneten bodenartigen Einbauten. Eingangs der Beschreibung wurde darauf erschöpfend
eingegangen.
Bei der Verwertung brennbare Bestandteile enthaltenden, feuchten Einsatzgutes,
wie bspw. entwässerten Klärschlamms, wird in die beiden unteren Behandlungssektionen
Verbrennungsluft eingeführt. l3^nn laufen in diesen Sektionen Verbrennungsprozesse
ab. Die freiwerdenden Verbrennungsgase werden in die erste Behandlungssektion eingeleitet, um dort in direktem Kontakt das Einsatzgut so
weit zu trocknen, daß es in den nachfolgenden Sektionen selbstgängig verbrennt. Durch Einstellung des Volumenverhältnissses der in die beiden Verbrennungszonen
eingeleiteten Verbrennungsluft können die ablaufenden Vergasungs- und Verbrennungsreaktionen
in gewünschter Weise gesteuert werden.
Soll ein Einsatzgut getrocknet oder zu einem anderen Zweck wärmebehandelt
werden, so finden in den Behandlungssektionen des Apparates ausschließlich Wärmeübergangsprozesse statt. Die warmen oder heißen Prozeßgase werden in
diesem Falle nicht im Apparat selbst durch teilweise oder vollständige Gutverbren-
nung erzeugt, sondern von einem externen Wärmeerzeuger bereitgestellt und in
wenigstens eine der Behandlungssektionen eingeführt. Gut und Gas können dann im Gleich-, Kreuz- oder Gegenstrom geführt werden,
indem ein Teil- oder Gesamtstrom des Prozeßgases in die erste und/oder zweite und/oder dritte Behandlungssektion eingeführt wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend in Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Hierbei stellen dar:
Fig. 1 Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Apparates
Fig.2 Schnittdarstellung einer Dosier- und Verteileinrichtung am Apparatekopf
Fig.3 Draufsicht auf die Apparateabdeckung
Fig.4 Ausschnitt eines Rückhalte- und Dosierbodens der ersten Behandlungssektion
{Trocknungszone) in Draufsicht
Fig.5 Ausschnitt einer Gutförder- und Zerkleinerungseinrichtung der dritten
Behandlungssektion in Draufsicht
Fig.6 Einrichtung gemäß Fig.5 in Seitenansicht
Fig.7 Fließschema einer Klärschlammverbrennung Fig.8 Fließschema einer Trocknungsanlage
Fig.7 Fließschema einer Klärschlammverbrennung Fig.8 Fließschema einer Trocknungsanlage
Anhand der Figuren 1-7 wird die Erfindung am Beispiel einer Klärschlammverbrennung
dargestellt.
Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Apparates in einem Verfahren zur Klärschlammverbrennung
erfolgt in der ersten Behandlungssektion eine Trocknung, in der zweiten eine Vergasung und Verbrennung im Fiugstrom und in der dritten Behandlungssektion
die Verbrennung bzw. Veraschung des Einsatzgutes im durchströmten Fest- bzw. Wanderbett. Bei Heizwerten ab etwa 10000 kJ/kg TS kann
dieses Verfahren energieautark durchgeführt werden.
Entwässerter Klärschlamm mit einem Trockensubstanzgehalt von etwa 30 Ma%
wird aus einem Pufferbehälter entnommen und mittels einer Dickstoffpumpe 30 über ein Zuführungsrohr 6 in die Aufgabesektion 2 am Reaktorkopf eingebracht.
Der Reaktor 1 besitzt an dieser Stelle einen annähernd quadratischen Querschnitt
mit einer Kantenlänge von etwa einem Meter. Um bei dem schwierigen pastösen Aufgabegut eine gleichmäßige Verteilung über den Apparatequerschnitt zu erreichen,
ist die Aufgabesektion 2 durch eingeschweißte Trennwände 4 in vier gleich große, voneinander getrennte Sektoren 3 unterteilt. Jeder Sektor 3 wird unabhän-
gig vom benachbarten aus einer auf dem Reaktordeckel 9 aufsitzenden Dosier-
und Verteileinrichtung 34 befüllt, die eine Aufteilung des durch das Zuführungsrohr
6 zum Reaktor geförderten Klärschlamms in vier Teilströme und deren Eintritt in die vier Aufgabesektoren bewirkt.
Das Zuführungsrohr 6 mündet axial in eine rotationssymmetrische Kammer 35 mit
vier in einer Ebene an der Mantelfläche angeordneten, jeweils um 90° versetzten Ausgängen 7. Ein in die Kammer 35 eingezogener Rotationskörper 8 besitzt einen
durchgehenden Strömungskanal, der das Zuführungsrohr 6 mit jeweils einem der Ausgänge 7 verbindet. Von außen angetrieben, in einstellbarem Takt umlaufend
gibt er immer nur einen Ausgang 7 frei, während er die drei anderen geschlossen hält. Auf diese Weise wird der kontinuierlich zugeführte Materialstrom analog dem
Umlauf des Rotationskörpers 8 in zeitlicher Abfolge in vier gleiche Teilströme aufgeteilt.
Ein Zeitglied steuert den taktweisen Umlauf des Rotationskörpers 8 und sein Verharren in vier Positionen.
Jeder Sektor 3 wird von einem der vier Abgangsrohre 7 der Dosier- und Verteileinrichtung
34 gespeist. Zu diesem Zweck besitzt der Reaktordeckel 9 vier, je einen Sektor beaufschlagende Einlaßöffnungen 10, die in einen sich pyramidisch erweiternden
Übergangsbereich in die Aufgabekammern münden. Ein hier angeordneter komplementärer pyramidischer Staukörper 11 hat die Aufgabe, die Kernströmung
aufzuspalten. Die taktweise durch die vier Verteilrohre 7 gepreßte Schlammbeschickung
wird durch den Staukörper 11 gespreizt und füllt gleichmäßig die Kammern
der Aufgabesektion aus.
Ein Lochboden 5 mit Bohrungen von einem Durchmesser von ca. 15 mm in einem
Raster von etwa 70 &khgr; 70 mm schließt die Aufgabesektion nach unten zur Trocknungszone
12 hinab.
Durch den Druck der nachströmenden Rohmasse wird der Schlamm durch den
Lochboden 5 in die darunter liegende Trocknungszone 12 gepreßt. Die Einteilung des wirksamen Querschnitts in Sektoren ist hier aufgehoben.
Der durch den Lochboden 5 eingepreßte Schlamm tritt in Form von an Würste erinnernden
Strängen oder Schlagen ein. Die von oben herabwachsenden Schlammstränge reißen in unregelmäßigen Abständen ab und fallen auf den Trocknerboden
14 bzw. das dort in einem Haufwerk aufliegende Material. Während des Betriebes wird ein Haufwerk von 60 - 70 cm Höhe aufrechterhalten, genährt von den laufend
von der Decke herabwachsenden und herabfallenden Schlammsträngen. Durch direkten Kontakt mit aus den Verbrennungszonen 17 und 19 aufsteigenden
Verbrennungsgasen erfolgt eine Entfeuchtung des Gutes. Diese heißen Gase umströmen die herabhängenden Schlammstränge und durchströmen im Gegenstrom
den in dem Haufwerk nach unten bis auf den Trocknerboden wandernden feuchten Schlamm, der dabei fortschreitend auf einen Feststoffgehalt, der eine
selbstgängige energieautarke Verbrennung gewährleistet, also je nach Feststoffgehalt
und Heizwert auf 50-60 Ma% TS getrocknet wird.
Die Heißgase kühlen in der Trocknungszone 12 ab und reichem sich gleichzeitig
mit Produkten der Guttrocknung, also Wasserdampf, anderen flüchtigen Bestandteilen
und möglicherweise auch kleinen Feststoffpartikeln an. im oberen Teil der Trocknungszone 12 wird über einen seitlichen Auslaß 13 das
Prozeßgas-Brüden-Gemisch mit einer Temperatur um 1500C abgezogen und einem
nachgeschalteten Wäscher 27 zugeführt.
Der Aufenthalt in der Trocknungszone 12 verändert das Aufgabematerial dergestalt,
daß es aus seinem ursprünglich fließfähigen bis pastösen Zustand in eine krümelige Struktur vor Verlassen der Trocknungszone an deren Boden 14 übergeht.
Der Trocknerboden 14 erfüllt eine Rückhaitefunktion für das aufliegende Haufwerk
trocknenden Schlammes, eine Durchgangsfunktion für die aufsteigenden heißen Verbrennungsgase und eine Zerkleinerungs- und Austragsfunktion für den getrockneten,
der nachfolgenden Verbrennungszone zuzuführenden Schlamm. Er besteht aus horizontalen, parallel angeordneten, den gesamten Querschnitt bedeckenden,
gasdicht in gegenüberliegenden Wänden des Reaktorgehäuses 1 gelagerten Wellen 16. Diese von außen angetriebenen und durch geeignete Getriebeelemente,
wie Zahnräder, miteinander gekoppelten Wellen 16 sind mit ineinandergreifenden
oder kämmenden Sternen oder Stacheln 15 bestückt. Die entgegengesetzte
Rotation benachbarter Wellen 16 bewirkt, ein Fördern und gleichzeitiges
Zerkleinern des getrockneten Schlammes, indem ähnlich dem Prinzip eines Brechers die Stacheln und Sterne 15 das aufliegende Gut auflockern, Stücke ausreißen
und beim Weiterdrehen durch die Wechselwirkung der Vorsprünge und Vertiefungen benachbarter Glieder zerkleinern. Die Rotationsgeschwindigkeit der
Wellen 16 steuert den Durchsatz.
Die aus dem Trocknerboden 14 austretenden Schlammpartikel gleiten in die Verbrennungszone
17 hinab.
In ihrem unteren Bereich besitzt diese Zone 17 am Mantel drei um 120° versetzte
Öffnungen 18 zum gleichgerichteten tangentialen Eindüsen von Sekundärluft. Die
tangentiale Luftzufuhr in die zylindrische Brennzone 17 initiiert eine turbulente Wirbelströmung.
Diese Strömung erfaßt sowohl die aus der Trocknungszone 12 herabgleitenden
Schlammkrümel als auch aus der darunter liegenden Zone 19 von der Primärluft mitgerissene Partikel. In dieser Wirbeiströmung aus unverbrannten,
brennenden und schon ausgebrannten Teilchen kommt es zu einem intensiven Stoff- und Wärmeaustausch.
Durch das Herumwirbeln und gegenseitige Anstoßen werden Agglomerate aufgerieben,
zum Teil regelrecht zerstrahlt und immer wieder neue reaktive Oberflächen geschaffen.
Die Verbrennungstemperatur stellt sich zwischen 900°C und 10000C ein. Im Interesse
einer stabilen Verbrennung sollten 9000C nicht unterschritten werden. Zur
Aufrechterhaltung der Verbrennung bei Einsatzstoffen mit geringem Heizwert sind in die Sekundärluftleitungen Öllanzen integriert, die bei Unterschreiten der vorgegebenen
Mindesttemperatur Heizöl als Hilfsbrennstoff eindüsen. Die maximale Verbrennungstemperatur wird konstruktiv und prozeßbedingt - da unterhalb des
Ascheschmelzpunktes gefahren wird - auf 10000C festgelegt. Um Ablagerungen
durch gesinterte Aschekomponenten zu vermeiden, wird der Verbrennungsprozeß vorzugsweise im unteren Temperaturbereich gehalten.
Ein Gemisch aus veraschten, nicht zerriebenen brennenden und unverbrannten
Stücken verläßt die Flugstromverbrennungszone und lagert sich auf einem Bett in der dritten, unteren Reaktorzone 19 ab. Das Bett wird im Gegenstrom von einem
Teilstrom der Verbrennungsluft durchströmt, ohne die Schüttung zu fluidisieren. Dieser primäre Teilstrom der Verbrennungsluft wird über einen Anströmboden 20
gleichmäßig über den Querschnitt verteilt eingedüst. Als besonders vorteilhaft hat
es sich erwiesen, bis auf die Ascheabzugsöffnung 21 den Boden vollständig mit einem mit Tressengewebe bespannten Rahmen zu bedecken. Das Tressengewebe,
von unten angeströmt, bewirkt eine ausgezeichnete Gleichverteilung der einströmenden
Primärluft. Die Strömungsgeschwindigkeit der Primärluft darf die Wirbelgeschwindigkeit
nicht überschreiten, so können Kanalbildung im Festbett oder an der Innenwandung oder Luftdurphbrüche weitgehend vermieden werden.
Wie in einer Festbettfeuerung durchwandern die Partikel das von oben genährte und nach unten abgezogenen Bett von der Oberfläche zum Boden hin. Der Ausbrandgrad
nimmt innerhalb des Bettes von oben nach unten zu, bis es am Boden schließlich nur noch ausgebrannte Ascheteilchen enthält.
Im Gegenstrom wird die Asche abgekühlt und die Primärluft vorgewärmt. Sie versorgt
auf ihrem Weg durch die Schüttung die brennbaren Bestandteile mit Sauerstoff.
Das Volumenverhältnis von Primär- zu Sekundärluft liegt im Bereich von 10:90 bis
40:60.
In der Aschekastenmitte in einem nicht mit Tressengewebe bespannten Bereich
befindet sich eine Abzugsöffnung 21 mit einer Zellradschleuse zum Austragen der auf etwa 700C abgekühlten Asche.
Oberhalb des Anströmbodens 20 ist eine Gutförder- und Zerkleinerungseinrichtung
22 angeordnet. Eventuell auftretende Versinterungen oder Schlackebildungen werden damit mechanisch zerstört, um ein maximales Stückmaß für die Austragvorrichtung
nicht zu überschreiten. Sie umfaßt von außen angetriebene, mit Brecherelementen 23 bestückte Wellen 24. Die Drehrichtung aller Wellen 24 ist so
ausgerichtet, daß ein Fördereffekt zur Kastenmitte hin auftritt. Dies wird dadurch
erreicht, daß alle Brecherelemente einer Seite den gleichen Drehsinn aufweisen. Zu diesem Zweck sind die Weilen 24 jeder Seite über ein Kettengetriebe miteinander
gekoppelt.
Die in den beiden Verbrennungszonen 17 und 19 durch vollständige oder unvollständige
Verbrennung erzeugten Verbrennungsgase steigen mit einer Temperatur im Bereich von 900°C - 10000C auf und verlassen die Verbrennungszone 17 durch
den gasdurchlässigen Trocknerboden 14 in die darüber liegende Trocknungszone 12.
Um die Wärmebilanz der Verbrennungszonen 17 und 19 zu verbessern, hates
sich als vorteilhaft erwiesen, unterhalb des Trocknerbodens 14 einen Festkörperstrahler
25 anzuordnen. Er ist kreisförmig in das Gehäuse 1 eingepaßt und besitzt ähnlich einem Lüfterrad strahlenförmig angeordnete, geneigte Schaufeln. Während
die projizierte Fläche nach unten geschlossen ist, verbleiben zwischen den vorzugsweise
um 30° geneigten Schaufeln so breite Spalte, die ein Durchgleiten der
vom Trocknerboden herabgleitenden Stücke gestatten. Im Gegenstrom dazu strömen
die heißen Verbrennungsgase nach oben. Beim Durchtritt geben sie einen Teil ihrer Wärme an den Strahler 25 ab und heizen ihn bis zur Rotglut auf. Ein Teil
dieser Festkörperstrahlung strahlt zurück in die Verbrennungszonen 17 und 19.
Unterhalb des Strahlers 25 ist am Gehäuse außerdem ein Stutzen 26 für einen
Anfahrbrenner angeordnet. Der Brenner wird nur in der Anfahrphase betrieben.
Danach wird die Heizölzufuhr unterbrochen und die Luftzufuhr bis auf einen minimalen
Kühlstrom gedrosselt.
Wie eingangs des Ausführungsbeispiels bereits ausgeführt, treten die Verbrennungsgase
in der Trocknungszone in direkten Kontakt mit dem aufgegebenen Klärschlamm. Nach Abgabe ihrer fühlbaren Wärme und Anreicherung mit Wasserdampf,
anderem Kondensat und Staub verlassen die Prozeßgase den Reaktor über einen Auslaß 13 in der Trocknungszone 12. Vor Einleiten in die Atmosphäre
bedürfen diese verunreinigten Gase einer Wäsche und einer Nachverbrennung. Zur Verringerung des apparativen Aufwandes wird die Gaswäsche in einem Behälter
mit Frischklärschlamm als schadstoffabsorbierende Waschflüssigkeit durchgeführt.
Der Wäscher 27 besteht aus einem vertikalen Behälter mit einem Zulauf für kalten
Rohschlamm von oben und einem unten liegenden Schiammabzug. Das Gaszuführungsrohr
endet unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in einer Begasungseinrichtung. Diese ist als zylindrischer Schuß, oben geschlossen und unten offen, mit einem
Mantel aus Lochblech gestaltet. Das eingespeiste Gas perlt feinverteilt durch die Bohrungen des Blechmantels. Ein Vorteil dieser Gestaltung ist, daß sie nicht
verstopfen kann. Bei Verstopfungen der Bohrungen, bspw. durch eingetrockneten Schlamm nach längerem Stillstand, kann das Gas durch die untenliegende Öffnung
ausweichen bis die Kruste in den Bohrungen wieder aufgeweicht ist. Beim direkten Kontakt der Gase mit dem Rohschlamm wird letzterer niederthermisch
konditioniert. Dies hat eine bessere Ausflockung des Rohklärschlamms bei der anschließenden mechanischen Entwässerung zur Folge. Der aus dem Wäscher
austretende Klärschlamm wird im nachgeschalteten Dekanter 29 auf einen TS-Gehalt
von 28-30 Ma% entwässert und gelangt über eine Dickstoffpumpe 30 und die Dosier- und Verteileinrichtung 34 in die Aufgabesektion 2 des Reaktors, wie
eingangs erläutert.
Die im Wäscher 27 hochperlenden Gase kühlen ab und werden von wasserlöslichen
Schadstoffen und Staub befreit. Mit einer Austrittstemperatur von etwa 70-800C
treten sie dampfgesättigt am Kopf des Wäschers aus und werden einer Nachverbrennung zugeführt, um die aus der unterstöchiometrisch geführten Verbrennung
im Reaktor im Rauchgas verbliebenen brennbaren Bestandteile, hauptsächlich Kohlenmonoxid, aufzuoxidieren und gleichzeitig mitgeführte geruchsbildende
Emissionen zu eliminieren.
Die Nachverbrennung findet in einer mit einem Hilfsbrenner ausgerüsteten Brennkammer
31 statt. Auf die Brennkammer 31 ist ein regenerativer Plattenwärmeübertrager 33 zum Vorwärmen der eintretenden und Abkühlen der austretenden Gase
aufgesetzt. Die vom Wäscher 27 herangeführten gereinigten Gase durchlaufen den Wärmeübertrager 33 im Gegenstrom zu den abziehenden heißen Verbrennungsgasen
und gelangen aufgeheizt in die Brennkammer 31. Durch Zumischen von Verbrennungsluft zündet das Gemisch und verbrennt. Da aus ökologischen
Gründen ein vollständiger Ausbrand angestrebt wird, wird die Nachverbrennung bei 10000C - 11000C durchgeführt. Bei nicht selbstgängiger Verbrennung oder
Unterschreiten der Mindesttemperatur wird Hilfsbrennstoff zugesetzt. Nach Abgabe ihrer fühlbaren Wärme im nachgeordneten Wärmeübertrager 33
und ggf. einer abschließenden Rauchgasreinigung gelangen die Gase mit einer Temperatur von 1600C - 2000C in den Kamin.
in dem beschriebenen Reaktor zur Trocknung und Verbrennung des Klärschlamms
besitzen die Aufgabesektion 2, die Trocknungszone 12 und die untere Brennzone 19 einen rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt. Dies erleichtert
die Ausführung des ausschließlich aus Brecherelementen zusammengesetzten Bodens 14 und der Förder- und Zerkleinerungseinrichtung 22.
Die Flugstromverbrennungszone 17 hingegen weist einen kreisförmigen Querschnitt
auf, um die Ausbildung einer wirbelnden, durch Turbulenzen und Rezirkulationen geprägten Strömungszone ohne Toträume zu fördern.
Dabei hat es sich erwiesen, daß in den Übergangsbereichen von einer Querschnittsform
zur anderen auf Adapterstücke oder zusätzliche Einbauten verzichtet werden kann. Durch abgelagertes Gut stellt sich von selbst ein gleitender Übergang
ein.
Die ausgeführte Anlage zur Klärschlammverbrennung ist für 300 kg/h Trockensubstanz
konzipiert. Dies bedeutet einen Durchsatz von 6 m3/h Rohschlamm mit
5 Ma% Trockenmasse und einen Produkteintrag von 1000 kg/h auf 30 Ma% TS
entwässerten Klärschlamms.
Bei voller Auslastung können pro Tag 144 m3 Rohschlamm und somit 7,21 Trokkensubstanz
bewältigt werden.
Geht man davon aus, daß die Anlage nicht stationär betrieben wird, sondern mobil
und legt eine relativ geringe Jahresbetriebszeit von 6000 h/a zugrunde infolge der
durch die im Zusammenhang mit dem Ortswechsel bedingten Transport- und Montagearbeiten, so ergibt das eine Jahresanlagenkapazität von 18001TS. Dies
entspricht einer Menge von 6000 t/a Klärschlamm mit. einem Trockensubstanzanteil
von 30 Ma%, die ohne die erfindungsgemäße Lösung deponiert oder aufwendig zwischengelagert werden müßten.
Diese Zahlen dokumentieren die Vorteile einer mobilen oder semimobilen Verbrennungsanlage
unter Einsatz des erfindungsgemäßen Apparates gegenüber den herkömmlichen Klärschlammentsorgungsmöglichkeiten.
Kleine und mittlere Abwasserbehandlungsanlagen, die aus ökonomischen Gründen
bisher keine eigene nachgeschaltete Schlammverbrennungsanlage betreiben konnten, haben die Möglichkeit, mit Hilfe der vorgeschlagenen flexiblen und sehr
variabel einsetzbaren Anlage das Problem der Klärschlammentsorgung dauerhaft und günstig zu lösen. Die Anlage kann entweder an einem günstig gelegenen
Standort stationär betrieben werden oder aufgrund ihrer modularen Bauweise komplett oder in einzelnen Modulen transportiert und an wechselnden Orten zum
Einsatz kommen. So werden alle Anlagenteiie, wie Reaktor, Wäscher, Nachbrennkammer,
Gebläse usw. in Container oder Kastengestelle integriert. Auf diese Weise kann die gesamte benötigte Apparatetechnik mittels Tieflader zum Betreiber
transportiert werden.
Anhand von Fig.8 unter Bezugnahme auf die anderen Figuren sei in einem zweiten
Ausführungsbeispie! die Trocknung eines faserigen Einsatzstoffes mit Hilfe des
erfindungsgemäßen Apparates dargestellt.
Gehäckselte Kunststoffolien werden am Kopf des Apparates gasdicht durch eine
Zellenradschleuse in die Aufgabesektion 2 eingebracht. Das feuchte Gut fällt herab
auf den Dosierboden 5, der das auftreffende Gut sofort erfaßt und in die darunter
liegende Trocknungsstufe 12 weiterfördert. Der Boden 5 besteht aus horizontalen,
mit Stacheln bestückten Wellen, die den gesamten rechteckigen Querschnitt der Dosierkammer 2 einnehmen. Die von außen angetriebenen, über ein Zahnradgetriebe
in Wirkverbindung stehenden Wellen bewirken eine gleichmäßige und flächendeckende
Dosierung des Feststoffes in die darunter liegendeTrocknungszone 12. Hier fällt das Gut im Gegenstrom zu dem aufsteigenden Heißgasstrom auf ein
Haufwerk, das von einem zweiten, gasdurchlässigen Boden 14 zurückgehalten wird. Aus der darunter liegenden Zone strömen die Heißgase durch den Boden 14
im Gegenstrom durch das aufliegende, nach unten wandernde Material, das dabei fortschreitend getrocknet wird. Boden 14 umfaßt von außen angetriebene Wellen
16 mit aufgesetzten Brecherstacheln 15. Durch Rotieren der Wellen 16 wird das lockere Haufwerk von unten abgetragen. Mögliche lokale Zusammenbackungen
des Materials werden beim Passieren des Trocknerbodens 14 aufgebrochen. Das getrockente Gut gleitet in einen Sammelraum 19 hinab, der mit einer Austrageinrichtung
21 ausgestattet ist. Die Austrageinrichtung 21 ist gasdicht ausgeführt und verfügt über einen Brückenbrechermechanismus 22, der für die Rieselfähigkeit des
Gutes garantiert. Eine Kühlschnecke kühlt das auszutragende Gut ab. Oberhalb des Sammelraums 19 mit der Austrageinrichtung 21 befindet sich ein Zuführstutzen
26 für die heißen Trocknungsgase. Sie durchströmen den Trocknerboden 14
und die darüber liegende Schüttschicht feuchter Kunstofffolien. Dabei geben sie einen Teil ihrer fühlbaren Wärme ab und reichern sich gleichzeitig mit der verdampfenden
oder verdunstenden Gutfeuchtigkeit an. Der Wärmeaustausch setzt sich fort während des Kontaktes der aufströmenden Gase mit aus dem Dosierboden
herabfallendem feuchten Gut. Die feuchtigkeitsbeladenen, weitgehend abgekühlten Gase verlassen über eine seitliche Abzugshaube 13 im Oberteil der
Trocknungskammer 12 den Apparat und werden einem Gaswäscher 27 zugeführt. Im Gaswäscher 27 besteht die Möglichkeit, kondensierbare Stoffe und Feststoffe
aus dem Gas abzuscheiden. Die abgekühlten gereinigten Prozeßgase werden anschließend
in einem Wärmeübertrager 33 eines externen Wärmeerzeugers 31 wieder aufgeheizt und dem Trockner über den Stutzen 26 erneut zugeführt.
Claims (30)
1. Apparat für kontinuierlich oder diskontinuierlich ablaufende Stoff- und/oder
Wärmeübergangsprozesse, bestehend aus
einem im wesentlichen vertikalen mehrstufigen Reaktionsgefäß mit mehreren
durch bodenartige Einbauten voneinander getrennte Kammern zur fortschreitenden Behandlung eines Gutes mit einem fluiden Behandlungsmedium, wobei das Behandlungsgut
oben am Anlagenkopf aufgegeben wird und unter Einwirkung der Schwerkraft die Behandlungszonen im Gegen-, Gleich- oder Querstrom zu dem
Behandlungsmedium durchläuft,
gekennzeichnet durch
eine Gutaufgabesektion (2) am Apparatekopf zum Dosieren und gleichmäßigen
Verteilen des zu behandelnden Einsatzstoffes, die von der mindestens einen Zuführstutzen
(10) für das Behandlungsgut aufweisenden Apparateabdeckung (9) und einem für das Behandlungsgut durchlässigen Boden (5) begrenzt wird,
eine erste Behandlungssektion (12) mit einer Eintritts- und/oder Austrittsöffnung
(13) für das fluide Be,bandLungsmedium und einem gasdurchlässigen, im wesentlichen
horizontalen Boden (14)
eine zweite Behandlungssektion (17) mit Eintrittsöffnungen (18) im Gehäusemantel
(1) zum Zuführen eines Teilstroms oder des Gesamtstroms des fluiden Behandlungsmediums,
eine dritte Behandlungssektion (19) mit einem gasdurchlässigen Anströmboden
(20) zur gleichmäßigen Verteilung eines Teilstroms oder des Gesamtstroms des fluiden Behandlungsmediums über den gesamten Apparateinnenquerschnitt und
einer gasdichten Feststoffaustrageinrichtung (21) für das behandelte Gut am Apparateboden.
2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gutaufgabesektion (2) am Anlagenkopf einen mit dem Gehäuse (1) verbundenen Boden (5) mit Gutdurchlässen in die darunter liegende Sektion (12) und eine
im Abstand darüber angeordnete gasdichte Abdeckung (9) umfaßt, wobei zwischen dem Boden (5) und der Abdeckung (9) verlaufende vertikale Zwischenwände
(4) die Aufgabekammer in annähernd gleiche Sektoren (3) einteilen und jeder Sektor (3) über eine separate Gutzuführung (10) durch die Reaktorabdeckung (9)
verfügt.
'•-Al·—1
3. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der oder die Zuführstutzen (10) mit dem oder den Ausgängen (7) einer Dosier- und
Verteileinrichtung (34) für das Behandlungsgut verbunden sind.
4. Apparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Zuführleitung (6) in eine Kammer (35) der Dosier- und Verteileinrichtung (34) mündet,
die ebensoviele Auslässe (7) besitzt wie die Gutaufgabesektion (2) Sektoren (3) hat, und jeder dieser Auslässe (7) einen Sektor (3) der Aufgabesektion (2) beaufschlagt.
5. Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kammer (35) rotationssymmetrisch ausgebildet ist und ein darin taktweise umlaufender
Rotationskörper (8) stets nur einen Auslaß (7) freigibt.
6. Apparat nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dosier- und Verteileinrichtung (34) auf der Apparateabdeckung (9) angeordnet
ist.
7. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Boden (5) ein Lochboden ist.
8. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Boden (5) feste oder bewegliche Siebe, Roste, Schnecken oder Walzen umfaßt.
9, Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Boden (14) aus Rückhalte- und Dosierelementen über den gesamten Apparatequerschnitt
besteht
10. Apparat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
Boden (14) aus parallel angeordneten, mit Brecherelementen (15) bestückten Wellen (16) besteht
11. Apparat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
Boden (14) feste oder bewegliche Siebe, Roste, Schnecken oder Walzen umfaßt.
12. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Anströmbodens (20) eine Gutförder- und Zerkleinerungseinrichtung
(22) angeordnet ist.
13. Apparat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutförder- und Zerkleinerungseinrichtung (22) aus parallel angeordneten, mit
Brecherelementen (23) bestückten Wellen (24) besteht.
14. Apparat nach Anspruch 10 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wellen (16) des Bodens (14) und die Wellen (24) der Gutförder- und Zerkleinerungseinrichtung
(22) mindestens an einer Seite den Apparatemantel (1) gasdicht durchstoßen und über außen liegende Antriebe angetrieben werden.
15. Apparat nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Behandlungssektionen (12) und (19) einen rechteckigen Querschnitt besitzen.
16. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Behandlungssektion (17) mindestens zwei versetzte Eintrittsöffnungen (18) zur
tangentialen und/oder radialen Zufuhr eines Teilstroms oder des Gesamtstroms des fluiden Behandlungsmediums besitzt.
17. Apparat nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Behandlungssektion (17) mindestens zwei Eintrittsöffnungen zum gieichgerichteten
tangentialen Zuführen eines Teilstroms oder des Gesamtstroms des fluiden Behandlungsmediums
besitzt.
18. Apparat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß Behandlungssektion (17) eine kreisförmige Querschnittsform besitzt.
19. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der gasdurchlässige Anströmboden (20) aus Tressengewebe besteht.
20. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Behandlungsgut entwässerter Klärschlamm ist.
21. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fluide Behandlungsmedium Verbrennungsluft ist.
22. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das fluide Behandlungsmedium ein in einem externen Wärmeerzeuger bereitgestelltes
Prozeßgas ist.
23. Apparat nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
oberhalb der Gaseintrittsöffnungen (18) ein Festkörperstrahler (25) angeordnet ist.
-&Lgr;&PSgr;-
24. Apparat nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörperstrahler (25) aus einem ringförmigen Rahmen besteht, dessen freien
Querschnitt gleichsinnig geneigte, radial angeordnete Lamellen derart ausfüllen,
daß die projizierte Fläche geschlossen wirkt.
25. Apparat nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
in Sektion (17) unterhalb des Strahlers (25) ein Stutzen (26) für einen Anfahrbrenner
vorgesehen ist.
26 Apparat nach Anspruch 22, durch gekennzeichnet, daß in Sektion (17) unterhalb des Strahlers (25) ein Stutzen (26) für die Zufuhr der
durch einen externen Wärmeerzeuger bereitgestellten Prozeßgase vorgesehen ist.
27. Apparat nach Anspruch 1 und 21, dadurch gekennzeichnet daß die Eintrittsöffnungen (18) mit Einrichtungen zum Eintrag eines Hilfsbrennstoffes
ausgerüstet sind.
28. Apparat nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lufteintrittsöffnungen (18) mit Öllanzen ausgerüstet sind.
29. Apparat nach Anspruch 1, 20 und 21 dadurch gekennzeichnet, daß
er ein Reaktor zur Verbrennung von Klärschlamm ist.
30. Apparat nach Anspruch 1 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Trockner für stückiges, körniges, faseriges oder pastöses Gut ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29704859U DE29704859U1 (de) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Apparat für kontinuierlich oder diskontinuierlich ablaufende Stoff- und/oder Wärmeübergangsprozesse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29704859U DE29704859U1 (de) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Apparat für kontinuierlich oder diskontinuierlich ablaufende Stoff- und/oder Wärmeübergangsprozesse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE29704859U1 true DE29704859U1 (de) | 1997-05-28 |
Family
ID=8037632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29704859U Expired - Lifetime DE29704859U1 (de) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Apparat für kontinuierlich oder diskontinuierlich ablaufende Stoff- und/oder Wärmeübergangsprozesse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE29704859U1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2865202A1 (fr) * | 2004-01-15 | 2005-07-22 | Djamel Chabane | Traitement des eaux industrielles et des dechets solides par evapo-incineration |
WO2010025650A1 (zh) * | 2008-09-03 | 2010-03-11 | Wu Qicheng | 振动混流式全循环小颗粒油页岩干馏方法及装置 |
CN101402871B (zh) * | 2008-11-20 | 2010-06-09 | 吴启成 | 日处理2000吨小颗粒油页岩干馏炉 |
-
1997
- 1997-03-04 DE DE29704859U patent/DE29704859U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2865202A1 (fr) * | 2004-01-15 | 2005-07-22 | Djamel Chabane | Traitement des eaux industrielles et des dechets solides par evapo-incineration |
WO2010025650A1 (zh) * | 2008-09-03 | 2010-03-11 | Wu Qicheng | 振动混流式全循环小颗粒油页岩干馏方法及装置 |
CN101402871B (zh) * | 2008-11-20 | 2010-06-09 | 吴启成 | 日处理2000吨小颗粒油页岩干馏炉 |
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