AT392961B - Verfahren und einrichtung zur waermerueckgewinnung bei der entwaesserung von schlaemmen - Google Patents

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Description

AT 392 961B
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung bei der Entwässerung von brennbare Substanzen enthaltenden Schlämmen durch mechanische Entwässerung wie Zentrifugieren, Pressen und/oder Filtern, bis zu einem maximalen Wasseranteil von 85 Gew.% und anschließend gegebenenfalls nach einer Zwischenlagerung, thermische Entwässerung mittels der Wärme, die durch Wärmerückgewinnung bei der Verbrennung der brennbaren Anteile des mechanisch entwässerten Schlammes erzeugt wurde und eine Vorrichtung zu einer Durchführung desselben.
Durch die DE-OS 34 29 055 wurde ein Verfahren zur Beseitigung von Schlämmen bekannt, bei dem der Schlamm vorentwässert, der dabei gewonnene Dickschlamm getrocknet und das daraus gewonnene Trockengut verbrannt wird, wobei mit der dabei entstehenden Verbrennungswärme der Dickschlamm getrocknet wird. Wesentlich ist, daß hier nur ein Teil des Dickschlammes getrocknet und das daraus gewonnene, einen hohen Heizwert aufweisende Trockengut zwischengespeichert wird und daß der restliche Dickschlamm unter entsprechender Zumischung von zwischengespeichertem Trockengut mit einem vorbestimmten Heizwert des Gemisches veibrannt wird.
Bei diesem bekannten Verfahren ergibt sich allerdings eine einstufige Wärmerückgewinnung und außerdem ist dieses Verfahren in der Praxis nur schwer anwendbar, da laufend entsprechende Untersuchungen durchgeführt werden müssen um den geforderten Heizwert des Schlammgemisches einzustellen.
Weiters wurde durch die DE-OS 3015 290 ein Verfahren zum Veraschen von Klärschlamm bekannt, bei dem vorgetrockneter Klärschlamm unter Luftabschluß pyrolysiert wird und die Pyrolysegase zumindest teilweise zur Erzeugung der für die Wärmezufuhr erforderlichen heißen Rauchgase eingesetzt wird. Die Führung von Klärschlamm und Rauchgasen erfolgt dabei jeweils im Gleichstrom oder im Gegenstrom in den beiden Behandlungsstufen.
Weiters wurde durch die DE-OS 31 37 227 auch schon ein Verfahren zum Veraschen von Klärschlamm bekannt, bei dem ein vorentwässerter Klärschlamm pelletiert und die Pellets getrocknet und anschließend trocken destilliert werden, wobei das aus dieser Vergasung entstehende Gas zum Trocknen und Vergasen der Pellets verwendet wird. Der Rückstand aus der Trockendestillation wird anschließend mit restlichem Trockendestillationsgas, Luft und Wasserdampf vergast
Bei allen diesen bekannten Verfahren gelingt eine Rückgewinnung, der zu der Durchführung erforderlichen Wärme nur in einem eher bescheidenen Maße. Außerdem ergibt sich in den meisten Fällen eine relativ aufwendige Verfahrensführung.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, daß sich einfach durchführen läßt und bei dem eine weitgehende Rückgewinnung der eingesetzten Wärme möglich ist
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Wärmerückgewinnung zumindest in zwei Stufen erfolgt von denen eine unmittelbar bei der Verbrennung und die andere im Verlauf einer Entstaubung bgw. Entaschung vor einer allfälligen Rauchgasreinigung stattfindet
Aufgrund der zumindest zweistufigen Wärmerückgewinnung können die entsprechenden Maßnahmen optimal auf die jeweiligen Verhältnisse abgestimmt werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzuschlagen.
Ausgehend von einer Einrichtung mit zumindest einem mechanischen Trockner, z. B. einer Zentrifuge, dem zumindest ein thermischer Trockner nachgeordnet ist und einem mit dem aus diesem thermischen Trockner gewonnenen Produkt beschickbaren Verbrennungsofen, in dessen Rauchgasabzug ein den thermischen Trockner beheizender Wärmetauscher angeordnet ist. Es wird daher vorgeschlagen, daß der Verbrennungsofen als Wirbelschichtofen ausgebildet ist, der Rauchgase über eine Rauchgasführung mit einem in diesem angeordneten Wärmetauscher und einem die Rauchgase entstaubenden und entaschenden Filter verbunden ist, dem ein weiterer Wärmetauscher zur Verwertung der in diesen Rauchgasen noch enthaltenen Wärme und gegebenenfalls eine Rauchgaswaschvorrichtung nachgeordnet sind, und daß der thermische Trockner vorzugsweise als Dampfwirbeltrockner ausgebildet ist, dem über eine offene Umlaufleitung und einen darin angeordneten Kompressor Dampf absaugbar und bei einer Temperatur von etwa 105 °C unter einem Druck von etwa 2,2 bar wieder zuführbar ist, wobei der in der Abgasführung angeordnete Wärmetauscher über eine geschlossene Dampfumlauf leitung mit einem im Trockner angeordneten Wärmetauscher in Verbindung steht und der dem Filter nachgeordnete weitere Wärmetauscher über eine geschlossene Umlaufleitung mit einem im Trockner angeordneten Wärmetauscher in Verbindung steht
Auf diese Weise ergibt sich ein relativ einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der eine zweistufige Rückgewinnung der Wärme gewährleistet ist Zahlreiche weitere Merkmale der Erfindung werden der besseren Verständlichkeit wegen nachstehend an der Hand der einzigen Zeichnungsfigur erläutert, die eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung schematisch veranschaulicht
Der zu verarbeitende Klärschlamm wird - gegebenenfalls aus einem Sedimentationsbecken - nach einer Vorwärmung mittels des Wärmetauschers (1) einer mechanischen Entwässerung, z. B. in einer Zentrifuge (2), unterzogen und sodann mit einem maximalen Wasseranteil von 85 Gew-% einem (nicht dargestellten) der Zwischenlagerung dienenden Becken zugeführt, in dem noch zusätzlich eine Sedimentation und/oder Dekantierung stattfinden kann.
Aus einer solchen Zwischenlagerung gelangt der bereits weitgehend entwässerte Klärschlamm in einen -2-

Claims (5)

  1. AT 392 961B Schlammzerteiler (3), von dem er an einen sogenannten Dampfwirbeltrockner (4) abgegeben wird, der einen Wärmetauscher (5) zur Beheizung enthält, in dem ein Druck von etwa 8,5 bar herrscht Aus einer offenen Umlaufleitung (6) wird von einem Kompressor (7) Dampf einer Temperatur von etwa 135 °C und einem Druck von etwa 2.2 bar der Unterseite des Dampfwirbeltrockners (4) zugeführt und sodann wieder vom Kompressor (7) angesaugt neuerlich verdichtet und rückgeführt Im entspannten Zustand besitzt der Dampf eine Temperatur von etwa 105 °C. Das Produkt dieser thermischen Entwässerung des Schlammes ist ein an der Unterseite des Dampfwirbeltrockners (4) anfallendes Granulat das nur noch einen Wasseranteil von weniger als 15 Gew-% besitzt. Das aus der offenen Umlaufleitung (6) anfallende Kondensat des geförderten Dampfes wird über eine Zweigleitung (8) zum Kondensator (9) geführt, aus dem über eine geschlossene Umlaufleitung (10) jener Wärmetauscher (1) gespeist wird, der den zugelieferten Klärschlamm vor dessen mechanischer Entwässerung vorwärmt. Bei der Abkühlung des Kondensates anfallendes Wasser kann über die Leitung (11) der Kanalisation zugeführt werden. Das im Dampfwirbeltrockner (4) produzierte Granulat wird über eine Leitung (12) einem Sammelbecken (13) und aus diesem Becken (13) einem sogenannten Wirbelschichtofen (14) zugeführt, in dessen Bodenbereich ein Brenner (15) angeordnet ist, der bloß der Initialzündung des Granulates zu dienen braucht; bei ausreichend hohem Anteil an brennbaren Substanzen kann das Granulat dank seiner weitgehenden Trocknung ohne Zusatz von Brennstoffen verbrannt werden. Das bei der Verbrennung des Granulates bei einer Temperatur von 850 °C anfallende Rauchgas wird nun über die Rauchgasführung (16) und einen in dies»' Führung (16) angeordneten Wärmetauscher (17) geführt und besitzt eine Temperatur von etwa 350 °C. Dieser Wärmetauscher (17) versorgt über eine sogenannte Dampfschiene, nämlich über die mit einem Druck von 8,5 bis 50 bar stehende geschlossene Umlaufleitung (18) den im Dampfwirbeltrockner (4) angeordneten Wärmetauscher (5) mit Dampf. Das im Wärmetauscher (17) abgekühlte Rauchgas wird über die Leitung (19) zur Entstaubung und Entaschung einem Elektrofilter (20) zugeführt, in dem es eine Temperatur von etwa 250 °C aufweist. Im Anschluß an diesen Elektrofilter (20) wird das Rauchgas über einen zusätzlichen Wärmetauscher (21) einer Gaswaschvorrichtung (22) zugeführt und kann sodann weitestgehend gereinigt über einen Schornstein (23) in die Atmosphäre abgelassen werden. Der Wärmetauscher (21) kann dazu benutzt werden dem Dampf wirbeltrockner (4) über die Umlaufleitung (24) (und einen nicht dargestellten) im Trockner (4) angeordneten Wärmetauscher zusätzliche, zum Trocknen des Schlammes brauchbare Hitze zu liefern. Ein Dampfüberschuß in der Umlaufleitung (18) kann fern»* · zumindest zeitweise - über die Zweigleitung (27) zum Antrieb einer Dampfturbine (25) benutzt werden, die über einen Generator (26) Strom liefert. Ferner läßt sich solcher Dampf über eine Zweigleitung (28) zur Versorgung einer Femheizanlage od. dgl. Wärmekonsumenten benützen. Selbstverständlich ist die oben beschriebene Anlage in ihren Einzelheiten mannigfach abwandelbar und ausbaufähig ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Wärmerückgewinnung bei der Entwässerung von brennbare Substanzen enthaltenden Schlämmen durch mechanische Entwässerung, wie Zentrifugieren, Pressen und/oder Filtern, bis zu einem maximalen Wasseranteil von 85 Gew.-% und anschließend, gegebenenfalls nach einer Zwischenlagerung, thermische Entwässerung mittels der Wärme, die durch Wärmertickgewinnung bei der Verbrennung der brennbaren Anteile des mechanisch entwässerten Schlammes erzeugt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmerückgewinnung zumindest in zwei Stufen erfolgt, von denen eine unmittelbar bei der Verbrennung und die andere im Verlauf ein» Entstaubung bzw. Entaschung vor ein» allfälligen Rauchgasreinigung stattfindet.
  2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zumindest einem mechanischen Trockner, z. B. ein» Zentrifuge, dem zumindest ein thermisch» Trockn» nachgeordnet ist, und einem mit dem aus diesem th»mischen Trockner gewonnenen Produkt beschickbaren V»brennungsofen, in dessen Rauchgasabzug ein den thermischen Trockner beheizender Wärmetauscher angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsofen als Wirbelschichtofen (14) ausgebildet ist, d» Rauchgase über eine Rauchgasführung (16) -3- AT 392 961 B mit einem in diesem angeordneten Wärmetauscher (17) und einem die Rauchgase entstaubenden und entaschenden Filter (20) verbunden ist, dem ein weiterer Wärmetauscher (21) zur Verwertung der in diesen Rauchgasen noch enthaltenen Wärme und gegebenenfalls eine Rauchgaswaschvorrichtung (22) nachgeordnet sind, und daß der thermische Trockner vorzugsweise als Dampfwirbeltrockner (4) ausgebildet ist, dem über eine offene Umlaufleitung (6) und einen darin angeordneten Kompressor (7) Dampf absaugbar und und bei einer Temperatur von etwa 105 °C unter einem Druck von etwa 2,2 bar wieder zuführbar ist, wobei der in der Abgasführung (16) angeordnete Wärmetauscher (5) über eine geschlossene Dampfumlaufleitung (18) mit einem im Trockner (4) angeordneten Wärmetauscher (5) in Verbindung steht und der dem Filter (20) nachgeordnete weitere Wärmetauscher (21), über eine geschlossene Umlaufleitung (24) mit einem im Trockner (4) angeordneten Wärmetauscher in Verbindung steht.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine von dieser geschlossenen Umlaufleitung (18) abzweigende Zweigleitung (27) zur Versorgung einer einem Generator (26) od. dgl. Stromerzeuger angeschlossene Dampfturbine und/oder sonstigen Wärmekonsumenten, z. B. einer Femheizanlage.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der offenen Umlaufleitung (6) eine Zweigleitung (8) zur Abfuhr des anfallenden Kondensates angeschlossen ist
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Zweigleitung (8) zu einem Kondensator (9) geführt ist, der über eine geschlossene Umlaufleitung (10) einem zum Vorwärmen der zu entwässernden Substanzen vor deren mechanischer Entwässerung dienenden Wärmetauscher (1) speist Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-
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