DE3904262A1

DE3904262A1 - Insbesondere in zusammenarbeit mit einer biogasanlage zu betreibende schlammtrocknungsanlage

Info

Publication number: DE3904262A1
Application number: DE3904262A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Schraufstetter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-02-13
Filing date: 1989-02-13
Publication date: 1990-08-16

Description

Die Erfindung betrifft eine insbesondere in Zusammen arbeit mit einer Biogasanlage zu betreibende Schlammtrock nungsanlage.

Schlamm wird auf verschiedene Art und Weise getrock net. Dabei wird in der Regel der Schlamm erhitzt und die in ihm enthaltene Feuchtigkeit verdampft.

Bei den bekannten Verfahren und Anlagen zur Schlamm trocknung wird jedoch sehr viel Energie benötigt, wobei darüberhinaus auch noch ein großer Teil der Energie verlo ren geht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbe sondere zusammen mit einer Biogasanlage zu betreibende Schlammtrockungsanlage zu schaffen, bei der die einzuset zende Energie optimal genutzt wird und welches sowohl in der Erstellung, als auch im Betrieb günstige Kosten auf weist.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspru ches 1 gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Schlammtrock nungsanlage wird der zu trocknende Schlamm in einem ge schlossenen Gebäude im Gegenstrom mit Heißluft geführt.

Eine solche Anlage ist einfach zu errichten, da das Gebäu de im wesentlichen selbst schon die Anlage darstellt. Auf grund der noch zu beschreibenden Funktion ist es noch nicht einmal notwendig, dieses Gebäude wärmetechnisch zu isolieren, was die Errichtungskosten niedrig hält. Durch die Zusammenarbeit mit einer Biogasanlage, aus der z.B. auch der zu trocknende Schlamm stammt, ist auch keine zu sätzliche, von weiteren Stellen zuzuführende Energie zum Betrieb der Schlammtrocknungsanlage notwendig. überschüs sige Energie kann optimal weiterbenutzt werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung er geben sich aus den Unteransprüchen und aus einem anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 eine als Gebäude ausgebildete Schlammtrocknungs anlage im Querschnitt;

Fig. 2 die Schlammtrocknungsanlage im Längsschnitt ge mäß der Linie II-II in Fig. 1, wobei im wesent lichen die Führung des Schlammes dargestellt ist;

Fig. 3 die Schlammtrocknungsanlage im Längsschnitt ge mäß der Linie III-III in Fig. 1, wobei im we sentlichen die Zuführung der Heißluft darge stellt ist, und

Fig. 4 die Schlammtrocknungsanlage im Längsschnitt ge mäß der Linie IV-IV in Fig. 1, wobei im wesent lichen die Abführung der Heißluft dargestellt ist.

Eine Schlammtrocknungsanlage besteht im wesentlichen aus einem Gebäude 1. Dieses Gebäude weist ein Fundament 2 auf, auf dem hier im Erdboden versenkte Längs-Mauern 3 bis 6, sowie Quer-Mauern 7, 8 und 9 angeordnet sind. Das Fun dament 2 und diese Mauern 3 bis 9 können aus Beton am Auf stellort des Gebäudes gegossen sein, sie können aber auch aus Fertigteilen bestehen. Die beiden mittleren Längs- Mauern 4 und 5 bilden zusammen mit einer Füllung 10, z.B. aus Kies, einen mittleren Längs-Sockel. Das Gebäude 1 weist - hier - eine Länge von etwa 20 m und eine Breite von etwa 8 m auf. Auf den beiden Längs-Mauern 3 und 6 und auf dem aus den Längs-Mauern 4 und 5 gebildeten Sockel sind jeweils sechs vertikal stehende Träger 11 und 12 an geordnet, sodaß sich längs und quer jeweils ein Rastermaß von jeweils 4 m Länge ergibt.

Das Fundament 2 erstreckt sich nur über vier solche Längsraster. Oberhalb dieses Fundamentes ist der eigentli che Trockungsraum 13 angeordnet, der somit vierfünftel der Länge des Gebäudes 1 einnimmt. In dem letzten Fünftel des Gebäudes befindet sich ein Maschinenraum 14.

Während die Träger 11 auf den Längs-Mauern 3 und 6 eine Höhe von - hier - etwa 6 m aufweisen und das Dach 15 des Gebäudes tragen, besitzen die Träger 12 auf dem aus den Längs-Mauern 4 und 5 gebildeten Sockel nur eine Länge von - hier - 4 m. Auf diesen Trägern 12 sind horizontal und quer zur Längsachse des Gebäudes 1 ausgerichtete Quer träger 16 angeordnet, die außerdem an den äußeren Trägern 11 festgelegt sind. Auf diesen Querträgern 16 liegen über die gesamte Breite des Gebäudes 1 gleichmäßig verteilt weitere - hier fünfzehn - Längsträger 17 auf, die das ge samte Gebäude 1 und somit sowohl den Trocknungsraum 13 und den Maschinenraum 14 in einen unteren Teil 13′ bzw. 14′ und einen oberen Teil 13′′ bzw. 14′′ aufteilen.

Das Dach 15, welches sich hier im wesentlichen nur auf die äußeren Träger 11 abstützt, weist Träger 18 auf, welche mit der Horizontalen einen Winkel von etwa 15° ein schließen.

Sowohl das Dach 15, als auch die Außenwände des Ge bäudes 1 und die den Trocknungsraum 13 vom Maschinenraum 14 trennende Wand bestehen aus Blechwandungen.

Das Fundament bildet mit den das Gebäude tragenden Längs-Mauern 3 bis 6 und den Quer-Mauern 7 und 8 - hier - zwei untere Schlammtrocknungswannen. Die eine außenliegen de Querwand 18 des Trockungsraumes 13 und damit des Gebäu des 1 weist - hier - zwei einzeln zu öffnende Einfahrtstore auf, durch die ein Lader auf der einen oder anderen Seite des Sockels (Mauern 4 und 5) über jeweils eine Rampe 19 auf das Fundament 2 des Gebäudes 1 und damit in die eine oder andere untere Schlammtrocknungswanne fahren kann.

Im Maschinenraum 14 ist ein Heißlufterzeuger 20 ange ordnet (vgl. Fig. 3), der von außen angesaugte Umgebungs luft auf eine Temperatur von 400 bis 600°C aufwärmt. Die ser Heißlufterzeuger 20 ist gasbetrieben und wird vorzugs weise mit Biogas betrieben, welches von der Biogas-Anlage entnommen wird, aus der auch der zu trocknende Schlamm stammt. Dieser Heißlufterzeuger 20 ist mit einem Gebläse 21 verbunden, das die Heißluft in einen - hier - in der Längsachse des Gebäudes 1 angeordneten Heißluft-Zufuhrka nal 22 in dem oberen Teil 13′′ des Trocknungsraumes 13 ein bläst. Dieser Heißluft-Zufuhrkanal 22 liegt auf den auf den Querträgern 16 liegenden Längsträgern 17 auf und er streckt sich aus dem Maschinenraum 14 heraus bis fast an das einfahrtseitige Ende des Gebäudes 1 (vgl. Fig. 3), wo er geschlossen ist.

Praktisch liegt auf den Längsträgern 17 über die ge samte Fläche des Trocknungsraumes 13 ein durchgehendes Trennblech auf, welches den unteren Teil 13′ des Trock nungsraumes 13 vom oberen Teil 13′′ trennt. Dieses Trenn blech muß die beiden Teile 13′ und 13′′ nicht dampfdicht voneinander trennen, sollte aber möglichst wenig Dampf durchlassen.

Auf diesem horizontal angeordneten Trennblech sind nun mittels vertikal angeordneter Bleche zwei obere Schlammtrocknungswannen 23 ausgebildet, deren zwei innen liegende Wände die beiden Seitenwände für den Heißluft- Zufuhrkanal 22 bilden. Dessen Boden wird durch das große Trennblech gebildet, während er oben durch ein weiteres Blech abgeschlossen ist.

Aus diesem Heißluft-Zufuhrkanal 22 wird die Heißluft durch vertikale Rohrleitungen 24, die - hier - jeweils zwischen zwei Trägern 12 angeordnet sind, in den unteren Teil des Trocknungsraumes geführt, wo sie unmittelbar über dem aus den Mauern 4 und 5 gebildeten Sockel enden. An den Enden dieser Rohrleitungen 24 sind Rohrwinkel 25 angeord net, an denen horizontal liegende Rohrstücke 26 ange schlossen sind, die jeweils bis etwa in die Mitte der je weiligen unteren Schlammtrocknungswanne reichen und dort wiederum Rohrwinkel 27 aufweisen, an denen wiederum verti kale Rohrstücke 28 angeordnet sind. An letzteren ist un mittelbar über dem Boden der Wannen und damit unmittelbar über dem Fundament ein horizontal angeordnetes Querrohr 29 angeordnet, welches mit dem vertikalen Rohrstück 28 ein umgekehrt T-förmiges Ausblasrohr bildet.

Durch dieses Querrohr 29, welches nach unten gerich tete Öffnungen aufweist, wird die aus dem Heißlufterzeuger 20 kommende Heißluft in die unteren Schlammtrocknungswan nen und damit in den Schlammtrocknungsraum 13 eingeführt.

Der zu trocknende Schlamm wird von außerhalb des Ge bäudes 1 durch den Maschinenraum 14 hindurch über eine - hier in der vertikalen Längsebene des Gebäudes 1 angeord nete - Schlamm-Zuführleitung 30 in den oberen Teil 13′′ des Trocknungsraumes 13 geführt. Diese Schlamm-Zuführleitung 30 ist oberhalb des Heißluft-Zufuhrkanals 22, aber unter halb des oberen Randes der oberen Schlammtrocknungswannen 23 angeordnet. Von dieser Leitung 30 führen horizontale Verteilrohre 31 durch die Wandung der Schlammtrocknungs wannen 23 hindurch in letztere hinein und entleeren den Schlamm in diese.

In diesen Schlammtrocknungswannen 23 sind in der Mit tel-Längsachse derselben mehrere vertikale Überlaufrohre 32 angeordnet, die den Boden der Schlammtrocknungswannen 23, d.h., das Trennblech zwischen dem oberen Teil 13′′ und dem unteren Teil des Trocknungsraumes 13′, durchdringen. An diesen ist unten jeweils ein Absperrhahn 33 angeordnet, welcher über eine Steuerstange 34 von außerhalb des Gebäu des 1 geöffnet bzw. geschlossen werden kann.

Die oberen Enden dieser Überlaufrohre 33 sind etwas unterhalb der Austrittsöffnungen der Verteilrohre 31 ange ordnet, sodaß bei geöffneten Absperrhähnen 33 die Verteil rohre 31 nicht in den zu trocknenden Schlamm hineinrei chen. Andererseits kann auch dann, wenn alle Absperrhähne 33 einer oberen Schlammtrocknungswanne 23 abgesperrt sind, der Schlamm in dieser abgesperrten Wanne 23 nicht überlau fen, da der Schlamm zwangsweise in die andere Wanne 23 fließt.

Der aus den Absperrhähnen 33 heraustretende Schlamm fällt unmittelbar in die unteren Schlammtrocknungswannen, in die, wie oben beschrieben, die Heißluft eingeblasen wird.

Die in den Schlamm eingeblasene Heißluft tritt aus diesem zwangsläufig nach oben heraus und füllt den unteren Teil des Trocknungsraumes 13′. In diesem sind unmittelbar unterhalb des Trennbleches an den vertikalen Trägern 11 und 12 Längsträger 35 und 36 angeordnet, die sich über die gesamte Länge des Trocknungsraumes 13 erstrecken. Dabei liegen die an den äußeren vertikal stehenden Trägern 11 angeordneten Längsträger 35 auf einem niedrigeren Niveau, als die an den mittleren vertikal stehenden Trägern 12 an geordneten Längsträger 36. Auf diesen Längsträgern 35 und 36 liegt oberhalb jeder unterer Schlammtrocknungswanne ein weiteres Trennblech 37, welches jedoch an seinen Enden eine große Öffnung aufweist.

Die nach oben strömende feuchtigkeitsbehaftete Heiß luft kondensiert an diesen Trennblechen 37 zum ersten Male, wobei das Kondensat durch die schräge Anordnung der Trennbleche in Richtung auf die Außenwände des Gebäudes 1 abläuft. Neben den die Trennbleche 37 tragenden äußeren Längsträgern 35 sind Auffangrinnen 38 angeordnet, die das Kondensat ableiten und über nicht dargestellte Rohrleitun gen in Auffangrinnen 39 in den Längs-Mauern 3 und 6 lei ten. Von dort wird das Kondensat einer weiteren Verwendung zugeführt oder in eine Auffanggrube außerhalb des Gebäudes geführt.

Unterhalb der einzelnen durch die Blechwandungen ge bildeten Wände des Trocknungsraumes 13 sind Ableitbleche angeordnet, die sowohl an der Innen-, als auch an der Au ßenseite dieser Blechwandungen gebildetes Kondensat in die in den Mauern 3 und 6 ausgeformten Auffangrinnen leiten.

Durch die Trennbleche 37 wird die heiße Luft in einen durch die Trennbleche 37 und das den oberen Teil 13′′ und den unteren Teil 13′ trennende Trennblech gebildeten Kanal 40 gezwungen, der an den beiden Enden des Trocknungsraumes endet und unmittelbar unterhalb der oberen Schlammtrock nungswannen 23 vorbeiführt.

In diesem Kanal 40 gebildetes Kondensat läuft über die Trennbleche 37 zu den Außenwänden des Gebäudes 1 und kann an diesen herunterfließen.

Aus diesem Kanal 40 gelangt die noch immer heiße Luft durch in der Längsmitte dieses Kanals 40 angeordneten Öff nungen einer Anzahl von Rohren 41, die im wesentlichen ho rizontal in den oberen Schlammtrocknungswannen 23 etwas oberhalb von deren Boden angeordnet sind und diese an ih ren Längsenden wieder verlassen. Die durch diese Rohre 41 strömende Luft wärmt den dort befindlichen Schlamm sehr stark vor und unterstützt dadurch die Trocknung in den un teren Schlammtrocknungswannen.

Die heiße Luft strömt aus diesen Rohren 41 an den Längsenden des oberen Teils 13′′ des Trocknungsraumes 13 heraus und durchströmt diesen Raum.

Etwa in Längsmitte dieses oberen Teils 13′′ des Trock nungsraumes 13 ist die Öffnung eines Luftabfuhr-Kanales 42 angeordnet. Dieser führt durch den oberen Teil 14′′ und den unteren Teil 14′ des Maschinenraumes 14 und vorzugsweise isoliert und unterirdisch zu einer weiteren Verwendung der noch warmen Luft. Diese kann z.B. benutzt werden, um die in einer Biogas-Anlage zu bearbeitende Biomasse auf die Verfahrenstemperatur aufzuwärmen.

Auch in dem oberen Teil 13′′ des Trocknungsraumes 13 bildet sich insbesondere an dem Blech des Daches 15 noch weiteres Kondensat, welches an diesem und an den Seiten wänden des Gebäudes 1 abläuft.

Das gesamte Gebäude 1 sollte relativ dampfdicht aus gebildet sein, damit möglichst keine warmen Dämpfe entwei chen. Andererseits ist das Gebäude 1, insbesondere seine Seitenwände, nicht wärmedicht ausgebildet, sodaß die Blechwandungen auch innenseitig immer viel kühler sind, als die im Gebäude 1 befindliche Dampf-Atmosphäre. Dadurch wird das Kondensieren der dampfbeladenen Heißluft gefördert.

Aufgrund der Feuchtigkeit, die in dem Gebäude 1 herrscht, sind alle Teile, insbesondere Metallteile, aus nichtrostendem Material hergestellt.

Der Schlamm, der z.B. von einer Biogasanlage zuge führt wird, hat noch eine Restfeuchte von etwa 8 bis 10%.

Ist die eine der beiden unteren Schlammtrocknungs wannen voll, so wird die Zuführung von frischen Schlamm in diese Wanne mittels der Absperrhähne geschlossen. Nach ei niger Zeit ist dieser Schlamm fertig getrocknet. Daraufhin wird die gesamte Erzeugung und das Einblasen von Heißluft unterbrochen, d.h., der Heißlufterzeuger 20 und das Geblä se wird abgestellt.

Der Schlamm kann aber weiterhin der Schlammtrock nungsanlage zugeführt werden. Zum einen kann die oberhalb der gesperrten Schlammtrocknungswanne angeordnete obere Schlammtrocknungswanne noch etwas gefüllt werden, zum an deren kann der Schlamm in die andere untere Schlammtrock nungswanne überlaufen.

Daraufhin wird das entsprechende Einfahrtstor geöff net und der getrocknete Schlamm mittels eines Laders her austransportiert. Das Einfahrtstor wird danach geschlos sen, der Heißlufterzeuger und das Gebläse wieder einge schaltet und die zuvor gesperrten Absperrhähne 33 wieder geöffnet.

Die Schlammtrocknungsanlage ist dabei so ausgelegt, daß die einzelne untere Schlammtrocknungswanne etwa alle vierzehn Tage ausgeleert werden muß.

Die Schlammtrockungsanlage kann größer oder kleiner ausgebildet sein, als oben beschrieben. Bei besonders großem Anfall von zu trocknenden Schlamm ist es auch mög lich, jeweils mehrere nebeneinander liegende Schlammtrock nungswannen anzuordnen. Es kann sich bei größeren Anlagen auch empfehlen, die einzelnen Gruppen von Schlammtrock nungswannen durch vertikale Zwischenwände voneinander ab zutrennen und dann gegebenenfalls nur die Zufuhr von Frischschlamm und frischer Heißluft für den einen Bereich zu sperren.

Bezugszeichenliste

1 Schlammtrocknungsanlage, Gebäude
2 Fundament
3 Längs-Mauer
4 Längs-Mauer
5 Längs-Mauer
6 Längs-Mauer
7 Quer-Mauer
8 Quer-Mauer
9 Quer-Mauer
10 Füllung, z. B. aus Kies
11 vertikal stehende Träger (außen)
12 vertikal stehende Träger (in der Mitte)
13 Trockungsraum
13′ unterer Teil des Trockungsraums
13′′ oberer Teil des Trockungsraums
14 Maschinenraum
14′ unterer Teil des Maschinenraums
14′′ oberer Teil des Maschinenraums
15 Dach
16 Querträger
17 Längsträger
18 Träger des Daches
19 Querwand mit Toren
20 Heißlufterzeuger
21 Gebläse
22 Heißluft-Zufuhrkanal
23 obere Schlammtrocknungswannen
24 Rohrleitung
25 Rohrwinkel
26 Rohrstück
27 Rohrwinkel
28 Rohrstück
29 Querrohr
30 Schlamm-Zuführleitung
31 Verteilrohr
32 Oberlaufrohr
33 Absperrhahn
34 Steuerstange
35 Längsträger
36 Längsträger
37 Trennblech
38 Auffangrinne
39 Auffangrinne
40 Kanal
41 Rohre
42 Luftabfuhr-Kanal

Claims

1. Insbesondere in Zusammenarbeit mit einer Biogasanlage zu betreibende Schlammtrocknungsanlage, bei der der zu trocknende Schlamm in einem geschlossenen Gebäude (1) im Gegenstrom mit Heißluft geführt wird.

2. Schlammtrocknungsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Gebäude (1) ein Fundament (2) und Grundmauern (3 bis 9) aufweist, auf denen vertikalstehende Träger (11, 12), vorzugsweise Stahlträger angeordnet sind.

3. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebäude (1) im wesentlichen zu seiner mittleren Längsebene symmetrisch ausgebildet ist.

4. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Quersei tenwand (18) des Gebäudes (1) mindestens ein von einem La der passierbares Tor angeordnet ist.

5. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebäude (1) vorzugsweise in Längsrichtung in einen Maschinenraum (14) und in einen Trocknungsraum (13) unterteilt ist.

6. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenraum (14) neben dem Trocknungsraum (13) angeordnet ist und bei de vorzugsweise durch eine Blechwandung voneinander abge trennt sind.

7. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den außenliegen den Trägern (11) das Gebäude (1) abschließende Blechwan dungen angeordnet sind.

8. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände und das Dach (15) des Gebäudes (1) mit einer Blechwandung versehen sind.

9. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Gebäude (1) durch eine Zwischendecke in einen oberen Teil und in einen unteren Teil aufgeteilt ist.

10. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Maschinen raum (14) ein Heißlufterzeuger (20) angeordnet ist, der angesaugte Umgebungsluft auf eine Temperatur von 400 bis 600°C aufwärmt.

11. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißlufterzeu ger (20) gasbetrieben ist und vorzugsweise mit Biogas be treibbar ist.

12. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißlufterzeu ger (20) mit einem Gebläse (21) verbunden ist, das die Heißluft in einen vorzugsweise in der Längsachse des Ge bäudes (1) angeordneten Heißluft-Zufuhrkanal (22) in dem oberen Teil des Trocknungsraumes (13) einbläst.

13. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluft aus dem Zuluft-Kanal durch Rohrleitungen in den unteren Teil des Trocknungsraumes (13) geführt und dort unmittelbar über dem Fundament (2) ausgeblasen wird.

14. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fundament (2) mit den das Gebäude (1) tragenden Grundmauern (3 bis 8) mindestens eine und vorzugsweise zwei untere Schlammtrock nungswanne(n) bildet.

15. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den unteren Schlammtrocknungswannen auf der dem Tor bzw. den Toren zu gewandten Ende jeweils eine Rampe ausgebildet ist.

16. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem unteren Teil (13′) des Trocknungsraumes (13) nach oben abfließende Heißluft durch im oberen Teil (13′′) des Trocknungsraumes (13) angeordnete Schlammtrocknungswannen (23) geführt wird.

17. Schlammtrocknungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verbrauchte Heißluft zu einer weiteren Nutzung aus dem Gebäude (1) ab geführt, vorzugsweise einer Biogas-Anlage zugeführt wird.