DE4235422C2

DE4235422C2 - Verfahren zum Trocknen von vorzugsweise in pelletierter Form vorliegenden pastösen Material, insbesondere Klärschlamm und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4235422C2
Application number: DE4235422A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr Ing Rutz
Original assignee: Lindauer Dornier GmbH
Current assignee: Lindauer Dornier GmbH
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: ATE149974T1; DE59305728D1; JP3039780U; US5428904A; DE4235422A1; EP0593887B1; JPH06234000A; EP0593887A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Trocknen von vorzugsweise in pelletierter Form vorliegenden pastösen Materi al, insbesondere Klärschlamm und eine Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Verfahren zum Trocknen von Klärschlamm und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung ist aus der DE-OS 35 18 323 bekannt. Hiernach wird der flüssige Klärschlamm durch Vortrocknen in eine pastöse Konsistenz umgewandelt, der pastöse Klärschlamm anschließend zu Partikeln mit einer relativ großen Oberfläche geformt und die Partikel einem Trocknungsgasstrom ausgesetzt. Die DE-OS gibt allerdings keine Prozeßparameter an, die zu dem vorteilhaften Ergebnis im Hinblick auf die zu erzielende Restfeuchte von etwa 5 Gew.-% führen, außer den Hinweis auf einen niedrigtemperierten Trocknungsstrom.

In der DE-OS 40 13 761 wird ebenfalls ein Verfahren zum Trock nen von pastösem und/oder brockigem Material beschrieben, das unter Bezugnahme auf das in der erstgenannten DE-OS offenbarte Verfahren aufzeigt, daß, wenn Klärschlamm nach bekannten Methoden getrocknet wird, also nach der Methode gemäß der DE-OS 35 18 323, dann ein Großteil der in dem Klärschlamm enthaltenen Zusatzstoffe bei der Trocknung mobilisiert wird, d. h. mit anderen Worten, die Zusatzstoffe dunsten aus dem zu trocknenden Material aus.

Bei der vorgenannten DE-OS dürfte es sich daher nicht, wie aus dem angegebenen Hinweis bezüglich der Temperatur des Trockengasstromes zu entnehmen ist, um die Verwendung eines niedrigtemperierten Trockengasstromes, sondern um einen Trockengasstrom im Temperaturbereich von etwa 348 K handeln.

Dem in der DE-OS 40 13 761 beschriebenen Verfahren liegt die Aufgabe zugrunde, aus dem zu trocknenden Klärschlamm nur den Wasseranteil abzutrennen während die Feststoffe und die Zusatz stoffe in dem getrockneten Material verbleiben.

Gelöst werden soll die Aufgabe dadurch, daß mittels eines Trockengasstromes das zu trocknende Material während des Trocknungsprozesses maximal eine Temperatur erreicht, die unter der Temperatur liegt, bei welcher die Zusatzstoffe aus dem Material in die Atmosphäre abgegeben werden. Als bevorzugte Temperatur des zu trocknenden Materials wird 343 K angegeben. Während des Verfahrensablaufs fällt Kondensat in Form von Wasser an. Nicht aufgezeigt sind hier allerdings die Bedingungen und Umstände, die zur Kondensatbildung führen. Mit dem Verfahren ist ferner der Nachteil verbunden, daß das Wasser ebenfalls Schadstoffe enthält, die in einem weiteren Behandlungsprozeß dem Wasser z. B. in einem Klärwerk entzogen werden müssen.

Aus der DE-OS 36 25 013 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen von Schüttgut mittels Trockenluft bekannt.

Die zu lösende technische Aufgabe soll hier darin bestehen, die Adsorptionsleistung des Adsorptionsmittels besser auszunutzen.

Dazu wird zum Trocknen von Schüttgut, vorzugsweise bestehend aus Kunststoffgranulat, die aus einem Trocknungstrichter austretende Abluft in einem ein Adsorptionsmittel enthaltenen Trockner getrocknet und dem Schüttgut als Trockenluft zugeführt.

Um die Adsorptionsleistung des Adsorptionsmittels besser auszunutzen und damit Wärmeenergie einsparen zu können, ist vorgesehen, daß die Abluft vor Einleitung in das Adsorptionsmittel durch den wärmeaufnehmenden Teil des Kreislaufes einer Wärmepumpe gekühlt wird.

Ein Heißlufttrockner für Kunststoffgranulat ist ferner aus der US-PS 4,653,199 bekannt. Hier erfolgt die Trocknung des Granulats ebenfalls in einem Trocknungstrichter. Die aus dem Trichter austretende feuchte Abluft wird einer aus mehreren sogenannten Trocknungspatronen bestehenden Trocknungsvorrichtung zugeführt, in der die Abluft getrocknet wird.

Zur besseren Ausnutzung der Adsorptionsleistung der einzelnen Trocknungspatronen werden diese innerhalb der Vorrichtung regeneriert und abgekühlt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einem im wesentlichen in pelletierter Form vorliegenden pastösen Material, insbesondere Klärschlamm, der Feststoffe, Wasser und Zusatzstoffe enthält, das Wasser bis zu einer verbleibenden Restfeuchte von etwa 5 Gew.-% bei einer Prozeßtemperatur zu entziehen, die eine Mobilisierung der Zusatzstoffe vermeidet, ferner dem Prozeßgas unter Vermeidung eines Kondensatanfalls in Form von schadstoff belastetem Wasser die Feuchte zu entziehen und eine Belastung der Atmosphäre mit schadstoffhaltiger und erhöht geruchsbelasteter Anlagenabluft auszuschließen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach den Merkmalen der Patent ansprüche 1 und 3 gelöst. Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist in dem Unteranspruch und in dem Ausführungs beispiel wiedergegeben.

Wesentliche Merkmale der Erfindung sind, daß dem vorzugsweise pelletierten Material, welches einen relativ hohen Feuchtege halt, z. B. von etwa 80 Gew.-% aufweist, in einem Durchström-Trockner an sich bekannter Bauart mittels eines trockenen Prozeßgasstromes, dessen Temperatur etwa 313 K-323 K weit unter der Mobilisierungstemperatur der Zusatzstoffe liegt, Wasser entzogen und vom Prozeßgas aufgenommen wird. Das daher mit einer relativ hohen Feuchte beladene Prozeßgas wird innerhalb eines geschlossenen Prozeßgas-Kreislaufs von dem Trockner einem hygroskopischen Medium als Prozeßgasentfeuchter unter Bedingungen zugeführt, die den Parametern des Entfeuchters hinsichtlich zugeführter Menge, relativer Feuchte und Temperatur entsprechen. In dem Gasentfeuchter wird dem Prozeßgas das Wasser entzogen und das trockene Prozeßgas erneut dem Trockner zugeleitet.

In einem zweiten offenen, vom Prozeßgaskreislauf unabhängigen Prozeß kreislauf, wird das im Gasentfeuchter gebundene Wasser, unter Regenerierung des als Entfeuchter dienenden hygroskopischen Mediums, diesem entzogen und ggf. über eine Desodoriereinrichtung schadstofffrei an die Atmosphäre abgegeben.

Es ist zweckmäßig, daß das zur Regenerierung des hygroskopi schen Mediums dienende Regenerationsgas z. B. Frischluft auf etwa 493 K erhitzt wird. Diese Temperaturangabe stellt nur einen Anhaltspunkt dar; sie kann mehr oder weniger abweichen, je nach dem unter welchen Bedingungen die Regenerierung des hygroskopischen Mediums vollzogen werden soll.

Vorrichtungsseitig besteht die Erfindung in der Kombination eines Durchström-Trockners, der im wesentlichen eine Zuführ- und Pelletiervorrichtung, ein als Siebband ausgebildetes Transportband und eine Austragvorrichtung beinhaltet, mit einem Prozeßgasentfeuchter, der zwischen den Saug- und Druckbereichen des Trockners eingebunden ist, und wobei der Prozeßgasentfeuch ter in einen vom Prozeßgaskreislauf unabhängigen Prozeßkreislauf eingebunden ist. Von Bedeutung ist vorrichtungsseitig ferner, daß die Trockneranlage neben den vorgenannten Kombinationsmerkmalen als weitere erfindungswesentliche Merkmale einen Prozeßgaskreislauf für das zu trocknende Material und einen Prozeßkreislauf zur Regenerierung des hygroskopischen Mediums beinhaltet.

Mit der erfindungsgemäß gelösten Aufgabe werden folgende vorteilhafte Wirkungen erzielt:

- Die niedrige Prozeßtemperatur führt zur schonenden Behand lung des Trockengutes, d. h. es erfolgt keine Mobilisierung der Zusatzstoffe; es entsteht keine auf den Trocknungspro zeß zurückzuführende zusätzliche unangenehme Geruchsent wicklung; daher ist eine Abluftbehandlung wie z. B. der Einsatz von Biowäschern überflüssig,
- Das Verfahren ist für Trockner unterschiedlichster Dimensi onen geeignet, vornehmlich für den Einsatz in Verbindung mit Kläranlagen in Kommunen mit geringer Einwohnerzahl,
- Eine Explosionsgefahr durch Staubentwicklung ist ausge schlossen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei spiels näher erläutert werden.

Dem Beispiel liegt ein Vier-Zonen-Durchström-Trockner mit einer Trockenfläche von 15 m² zugrunde. Im einzelnen wurden folgende Prozeßergebnisse bei einem zu trocknendem Material mit einer Trockensubstanz (TS) von 20 Gew.-% erzielt:

Der Materialdurchsatz betrug 320 Kg/h. Der Wasserentzug betrug bei einer Prozeßgastemperatur am Trocknereintritt von etwa 323 K und am Trockneraustritt von etwa 303 K ca. 254 Kg/h. Nach dem Verlassen des Trockners wies das Material eine Trockensubstanz (TS) von 95 Gew.-% auf.

Das in der Zeichnung dargestellte Prozeßschaubild zeigt den Durchström-Trockner 5 in Kombination mit dem Prozeßgasentfeuch ter 19, die zusammen zur Prozeßgasentfeuchtung einen geschlos senen Kreislauf bilden. Des weiteren ist in einem zweiten Prozeßkreislauf, der der Regenerierung des Entfeuchtemittels dient, der Gasentfeuchter 19 eingebunden.

Die Figur zeigt einen Silo 1 zur Aufnahme des eine Trockensub stanz (TS) von etwa 20 Gew.-% aufweisenden Klärschlamms (Material) 2. Über eine Rohrleitung 3 wird das Material 2 einer Zuführ-, die zugleich Pelletiervorrichtung 4 ist, zugeführt. Die Pelletiervorrichtung greift abdichtend in die erste Zone 6 eines aus mehreren Trocknerzonen 6 bis 9 bestehenden Durch ström-Trockners 5 ein. Das zu trocknende Material 2 wird einem innerhalb des Trockners 5 endlos umlaufenden Siebbandes 10 in pelletierter Form aufgegeben und von der Trocknerzone 6 zu den Trocknerzonen 7 bis 9 im Durchlaufverfahren bis zu einer Austragsvorrichtung 11 transportiert. Das getrocknete, eine Trockensubstanz (TS) von 95 Gew.-% aufweisende Material 2 wird mittels der Austragsvorrichtung 11 einem Silo 12 aufgegeben. Eine Förderleitung 13 kann vorgesehen sein, um den das trockene Material aufnehmenden Silo 12 mit der Zuführ- oder Pelletiervorrichtung 4 zu verbinden.

Der Durchström-Trockner 5 ist derart ausgebildet, daß der Prozeßgasstrom 14 vorzugsweise jedoch in Abhängigkeit von den sich im Trockner aufbauenden Druckverhältnissen der Transportrichtung 15 des zu trocknenden Materials 2 entgegengesetzt und abwechselnd von oben nach unten die einzelnen Trocknerzonen 9 bis 6 und das Siebband 10 durchströmt und schließlich den Trockner in der Zone 6 als mit hoher Feuchtigkeit angereichertes Prozeßgas verläßt. Für einen notwendigerweise zwangsweisen Prozeßgas transport ist jeder Trocknerzone 6 bis 9 ein Ventilator 16 zugeordnet. Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn in den Trocknerzonen, in denen der Anteil an Trockensubstanz (TS) im Material bei etwa 20-30% liegt, das Prozeßgas vorzugsweise unterhalb des Siebbandes 10, während in den nachfolgenden Trocknerzonen das Prozeßgas oberhalb des Siebbandes eingebracht wird.

Ferner hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der sich währen des Trocknungsprozesses einstellende Differenzdruck zwischen der Saug- und Druckseite der Trocknerzonen optimierbar ist. Das Prozeßgas verläßt den Trockner 5 über die Rohrleitung 17, die unter Einbindung eines Filters 18 in den Eingang des bekannten Gasentfeuchters 19 mündet.

Im Gasentfeuchter 19 wird dem Prozeßgas mittels Adsorbtion das Wasser entzogen. Über die Rohrleitung 20, in die ein Ventilator 21 eingebunden ist, wird das trockene, vorzugsweise eine Temperatur von etwa 323 K aufweisende Prozeßgas dem Trockner 5 erneut zugeführt.

Der Gasentfeuchter 19 ist ferner in einem zweiten, vom Prozeß gaskreislauf unabhängigen Prozeßkreislauf, einem sogenannten Regenerationskreislauf eingebunden. Über die Rohrleitung 22, den Filter 23 und ggf. einem Wärmetauscher 24 wird von einem Ventilator 25 Frischluft angesogen und ggf. über eine Heizein richtung 26 dem ein hygroskopisches Medium beinhaltenden Gasentfeuchter 19 zugeführt. Die Frischluft entzieht dem Gasent feuchter 19 das Wasser und regeneriert damit das hygroskopische Medium. Die Regenerationsluft wird über die Rohrleitung 27, die ggf. mit den vorstehend erwähnten Wärmetauscher 24 in Verbin dung steht, unter Zwischenschaltung einer nicht dargestellten Desodoriereinrichtung schadstofffrei an die Atmosphäre abgege ben. Parallel zum Gasentfeuchter ist zwischen Rohrleitung 17 und 20 eine Regelklappe 28 zur Einstellung des Luftentfeuchters auf einen optimalen Betriebspunkt, Bypasstrom vorgesehen.

Bezugszeichenliste

1 Silo
2 Klärschlamm (Material)
3 Rohrleitung
4 Zuführ-Pelletiervorrichtung
5 Durchström-Trockner
6 Trocknerzone
7 Trocknerzone
8 Trocknerzone
9 Trocknerzone
10 Siebband
11 Austragsvorrichtung
12 Silo
13 Förderleitung
14 Prozeßgasstrom
15 Transportrichtung
16 Ventilator
17 Rohrleitung
18 Filter
19 Gasentfeuchter
20 Rohrleitung
21 Ventilator
22 Rohrleitung
23 Filter
24 Wärmetauscher
25 Ventilator
26 Heizeinrichtung
27 Rohrleitung
28 Regelklappe

Claims

1. Verfahren zum Trocknen eines in pelletierter Form vorliegenden pastösen Materials, insbesondere Klärschlamms, wonach das aus Feststoffen, Wasser und Zusatzstoffen bestehende Material auf eine innerhalb eines aus mehreren Trocknerzonen bestehenden Trockners installierte Fördereinrichtung aufgebracht und durch den Trockner, bei gleichzeitigem Umspülen des Materials mittels eines trockenen, unter der Mobilisierungstemperatur der Zusatzstoffe liegenden Prozeßgasstromes, hindurchgeführt wird, um die Feuchte aus dem Material bis zu einer Restfeuchte zu entziehen, dadurch gekennzeichnet, daß der nunmehr mit Feuchtigkeit angereicherte Prozeßgasstrom innerhalb eines ersten Prozeßkreislaufs vom Trockner zu einem hygroskopischen Medium als Gasentfeuchter geführt, in dem Gasentfeuchter das Prozeßgas durch Feuchteentzug getrocknet und das trockene Prozeßgas erneut dem Trockner zugeleitet wird, und daß innerhalb eines zweiten Prozeßkreislaufs die im Gasentfeuchter gebundene Feuchtigkeit durch erhitztes Regenerationsgas entzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Trocknerzonen, in denen der Anteil an Trockensubstanzen (TS) im Material bei etwa 20-30% liegt, das Prozeßgas unterhalb des Siebbandes, und in den nachfolgenden Trocknerzonen oberhalb des Siebbandes eingebracht wird.

3. Trockner zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination eines Durchström-Trockners (5), der im wesentlichen eine Zuführ- und Pelletiervorrichtung (4), Trocknerzonen (6 bis 9) mit Ventilatoren (16), ein als Siebband (10) ausgebildetes Transportband und eine Austragvorrichtung (11) beinhaltet, mit einem hygroskopischen Medium als Prozeßgasentfeuchter (19), der zwischen dem Prozeßgasaus- und -eintritt (Rohrleitung 17 und Rohrleitung 20) des Trockners (5) eingebunden ist, und wobei der Prozeßgasentfeuchter (19) ferner mit dem zweiten Prozeßkreislauf, in dem eine Heizeinrichtung (26) eingebunden ist, in Verbindung steht, in welchem die im Gasentfeuchter (19) gebundene Feuchtigkeit entzogen wird.