Faulraumheizung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Be heizen von Faulräumen,<B>d.</B> h. von Behältern, in denen stark verunreinigtesAbwasser dem Faulprozess ausgesetzt wird.
Um einen raschen Verlauf des Faulprozesses zu erzielen, wird in derartigen Behältern üblicherweise eine Temperatur von<B>20-300 C</B> aufrechterhalten. Zu diesem Zweck ist es bekannt, in den Behältern Heiz körper anzuordnen und die Behälter mit Einrich tungen zu versehen, welche für eine Zirkulation des schlammartigen Behälterinhaltes sorgen. Diese kön nen nach dem Prinzip mechanischer Rührvorrichtun gen ausgebildet sein oder z. B. Pumpen enthalten. Es ist auch bekannt, im Behälter ein vertikal ver laufendes Rohr anzuordnen, in dessen unteren Teil durch eine Pumpvorrichtung Gas, z. B. Faulgas, ein geführt wird. Der mit Gasblasen durchsetzte Inhalt des Rohres steigt zufolge seines geringeren spezifi schen Gewichtes im Rohr nach oben und bewirkt auf diese Weise eine Zirkulation des Behälterinhaltes.
Die erwähnten Einrichtungen haben jedoch den Nachteil, dass die erforderlichen Organe im Behälter angeordnet sein müssen und im Falle einer Reparatur schwer zugänglich sind. Eine im Behälter angeord nete, aus einer mechanischen Rührvorrichtung be stehende oder eine Pumpe enthaltende Zirkulations- einrichtung unterliegt einem grossen Verschleiss,bzw. ist der Gefahr von Verstopfung ausgesetzt. Die er wähnte, aus dem vertikal verlaufenden Rohr mit Gas zuführung bestehende Zirkulationseinrichtung be wirkt keine gleichmässige Zirkulation des Behälter inhaltes. Die Zirkulation ist nämlich am stärksten in der Nähe des Rohres und nimmt mit der Entfernung vom Rohr stark ab.
Ein im Behälter angeordneter Heizkörper kann aus verschiedenen Gründen keine grosse Heizfläche haben. Um die erforderliche Wärmezufuhr zu ermöglichen, muss dieser deshalb mit grösserer Oberflächentemperatur arbeiten, was dem Faulprozess nicht zuträglich ist. Ausserdem stört ein im Behälter angeordneter Heizkörper die Zirku lation des Behälterinhaltes und es ist unvermeidbar, dass diese in seiner Nähe stark herabsinkt, was den Wärmeübergang verschlechtert.
Die erfindungsgemässe Einrichtung, welche diese Nachteile beseitigt, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkörper als ausserhalb des Faulraumes an geordneter, mit diesem im Kreislauf geschalteter Wärmeübertrager ausgebildet ist, und zum Umwälzen der Faulraumflüssigkeit in diesen Kreislauf Gas an einer in einem aufwärts verlaufenden Teil des Kreis laufs angeordneten Mischstelle in die Faulraumflüs- sigkeit eingeführt wird.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeich nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele's erläutert.
Ein Behälter<B>1</B> ist mit einer Zuführungsleitung 2 für frisches Abwasser und einer Rohrleitung<B>3</B> zum Ableiten des bereits ausgefaulten Abwassers ver sehen. Aus dem unteren Teil des Behälters<B>1</B> führt weiter eine Rohrleitung 4 in einen Wärmeübertrager <B>5</B> und aus diesem in den oberen Teil des Behälters zurück. Der Wärmeübertrager ist mit vertikal ver laufenden Rohrsträngen<B>6</B> versehen, durch die das Abwasser aus dem Behälter<B>1</B> strömt. Der Wärme übertrager ist gleichzeitig an einen Warmwasserkreis lauf angeschlossen, welcher durch Rohre<B>7</B> und einen Heizkessel<B>8</B> gebildet ist, wobei das Wasser die. Rohr stränge<B>6</B> umspült.
Der Heizkessel<B>8</B> wird durch einen Brenner<B>9</B> beheizt, dem durch eine Rohrleitung <B>10</B> das durch den Faulprozess entstehende, stark methanhaltige Faulgas aus einem im oberen Teil des Behälters<B>1</B> angeordneten Gassammler<B>11</B> zugeführt #vird. Aus dem Gassammler<B>11</B> wird ausserdem das Faulgas durch eine Rohrleitung 12 einem Kompres- sor <B>13</B> zugeführt und gelangt von diesem durch eine Rohrleitung 14 in eine in der Rohrleitung 4 angeord nete Mischstelle<B>15,</B> wo es mit dem Abwasser ver mischt wird. In der Rohrleitung 12 ist ein Ventil<B>16</B> angeordnet.
Zwischen dem Ventil<B>16</B> und dem Kom pressor<B>13</B> ist an die Rohrleitung 12 ein ins Freie führendes, durch ein Ventil<B>17</B> verschliessbares Rohrstück<B>18</B> angeschlossen.
Da das mit Geblasen durchsetzte schlammförmige Abwasser leichter ist als das Abwasser im-Behälter <B>1,</B> entsteht auf diese Weise ein Auftrieb in den ver tikal führenden Teilen der Rohrleitung 4 und des Wärmeübertragers<B>5.</B> Dadurch wird das Abwasser auf einfache Weise in Zirkulation gebracht und es entsteht ein Kreislauf durch den Wärmeübertrager. Dieser Effekt wird dadurch verstärkt, dass der Wärmeübertrager mit vertikalen Röhrenbündeln ver sehen wird und die Gaszufuhr in das Abwasser vor dessen Eintritt in den Wärmeübertrager erfolgt. Gleichzeitig wird durch die Gasblasen in der Strö mung des Abwassers eine Turbulenz hervorgerufen, welche sich vorteilhaft auf die Wärmeübertragung im Wärmeübertrager<B>5</B> auswirkt.
Da das mit Luft durch setzte Abwasser ein grösseres Volumen hat, entste hen bei der Zirkulation der gleichen Abwassermenge grössere Geschwindigkeiten im Wärmeübertrager, was sich ebenfalls vorteilhaft auf den Wärmeüber gang auswirkt.
Die Mischstelle<B>15,</B> welche in ihrer einfachsten Form aus einem durch Anschweissen des Rohres<B>15</B> an die Rohrleitung 4 gebildeten T-Anschluss bestehen kann, bedarf überhaupt keiner Wartung, da sie keine beweglichen oder zur Verstopfung neigenden Teile enthält. Es kann jedoch unter Umständen, und zwar hauptsächlich bei einer geeigiteten Beschaffenheit des Abwassers vorteilhaft sein, die, Mischstelle als Injektor auszubilden. In einem solchen Falle wirkt das Gas nicht nur statisch durch seinen Auftrieb, sondern es bewirkt noch dynamisch eine Intensivie rung der Zirkulation.
Da der Kompressor<B>13,</B> wie gezeichnet, über dem Spiegel des Abwassers im Be hälter<B>1</B> angeordnet ist, kann nach dessen Abstellen das Abwasser in der Rohrleitung 14 bis zur Spiegel höhe des Behälters<B>1</B> ansteigen und wird nach dem Inbetriebsetzen des Kompressors<B>13</B> wieder aus der Rohrleitung 14 berausgedrückt. Durch Schliessen des Ventiles <B>16</B> und öffnen des Ventiles <B>17</B> kann der Kompressor<B>13</B> Aussenluft ansaugen, was zur Einleitung der Zirkulation notwendig ist, wenn nach einer neuen Füllung des Behälters<B>1</B> noch kein Faul gas vorhanden ist.
In diesem Falle muss auch der Brenner<B>9</B> aus einer anderen Gasquelle gespeist wer den oder eine weitere Wärmequelle vorhanden sein.
Die erfindungsgemässe Einrichtung hat vor allem den Vorteil, dass durch die Ausbildung des Heiz- elementes als Wärmeübertrager, dessen Rohre mit Heizwasser bespült werden, die Anordnung einer grossen Wärmeübertragungsfläche möglich ist,<B>-</B>und örtliche überhitzungen des Faulrauminhaltes vermie den werden. Durch geeignete Anordnung der den Wärmeübertrager mit dem Behälter verbindenden Rohrleitung kann man eine gleichmässige Strömung im Behälter, und dadurch dessen gleichmässige Durchwärmung erzielen.
Im Falle von Reparaturen sind die aussen angeordneten Teile des Heiz- und Zirkulationssystems gut zugänglich, so dass diese Re paraturen viel leichter durchführbar sind als bei den bekannten Einrichtungen.
Selbstverständlich kann auch anderes Mittel als Wasser zur Wärmeabgabe im Wärmeübertrager An wendung finden. übrigens ist es ohne weiteres mög lich, z. B. durch im Wärmeübertrager angeordnete elektrische Heizkörper, die Heizwärme direkt im Wärmeübertrager entstehen zu lassen. Um dabei örtliche überhitzungen des Abwassers zu vermeiden, ist es wichtig, für eine ausreichende Wärmeübertra- gungsfläche mit gleichmässiger Wärmeverteilung zu sorgen.
Digester heating The invention relates to a device for heating digestion chambers, d. H. of containers in which heavily polluted wastewater is exposed to the digestion process.
In order to ensure that the digestion process proceeds quickly, a temperature of 20-300 ° C. is usually maintained in such containers. For this purpose, it is known to arrange heating bodies in the containers and to provide the containers with Einrich lines which ensure a circulation of the sludge-like container contents. These can be designed according to the principle of mechanical Rührvorrichtun conditions or z. B. Pumps included. It is also known to arrange a vertically ver running pipe in the container, in the lower part of which by a pumping device gas, for. B. digester gas, a is performed. The content of the tube interspersed with gas bubbles increases due to its lower specific weight in the tube and in this way causes the contents of the container to circulate.
However, the devices mentioned have the disadvantage that the necessary organs must be arranged in the container and are difficult to access in the event of a repair. A circulation device that is arranged in the container, consists of a mechanical stirring device or contains a pump is subject to great wear and tear. is at risk of constipation. The he mentioned, from the vertically extending pipe with gas supply existing circulation device be does not have a uniform circulation of the container contents. The circulation is strongest in the vicinity of the pipe and decreases sharply with the distance from the pipe.
A heating element arranged in the container cannot have a large heating surface for various reasons. In order to enable the necessary heat supply, it must therefore work with a higher surface temperature, which is not conducive to the rotting process. In addition, a heater arranged in the container interferes with the circulation of the container contents and it is inevitable that it will drop sharply in its vicinity, which impairs the heat transfer.
The device according to the invention, which eliminates these disadvantages, is characterized in that the heating element is designed as a heat exchanger arranged outside the digestion chamber and connected to it in a circuit, and gas in an upward part of the circuit for circulating the digestion liquid in this circuit running mixing point is introduced into the digester liquid.
The invention is explained using an exemplary embodiment shown schematically in the drawing tion.
A container <B> 1 </B> is provided with a supply line 2 for fresh wastewater and a pipeline <B> 3 </B> for discharging the already digested wastewater. From the lower part of the container <B> 1 </B>, a pipe 4 further leads into a heat exchanger <B> 5 </B> and from this back into the upper part of the container. The heat exchanger is provided with vertical pipe strings <B> 6 </B> through which the wastewater flows from the container <B> 1 </B>. The heat exchanger is connected to a hot water circuit at the same time, which is formed by pipes <B> 7 </B> and a boiler <B> 8 </B>, the water being the. Pipe strands <B> 6 </B> washed around.
The boiler <B> 8 </B> is heated by a burner <B> 9 </B>, to which the highly methane-containing digester gas produced by the digestion process is extracted from an upper part through a pipe <B> 10 </B> of the container <B> 1 </B> arranged gas collector <B> 11 </B> #vird. From the gas collector 11, the digester gas is also fed through a pipe 12 to a compressor 13 and from there passes through a pipe 14 to a mixing point arranged in the pipe 4 B> 15, </B> where it is mixed with the sewage. A valve 16 is arranged in the pipeline 12.
Between the valve <B> 16 </B> and the compressor <B> 13 </B> there is a pipe section <B> 18 which leads to the outside and can be closed by a valve <B> 17 </B> on the pipe 12 </B> connected.
Since the sludge-like wastewater interspersed with blowers is lighter than the wastewater in the container <B> 1, </B>, this creates buoyancy in the vertically leading parts of the pipeline 4 and of the heat exchanger <B> 5. </ B > In this way, the wastewater is brought into circulation in a simple manner and a cycle is created through the heat exchanger. This effect is reinforced by the fact that the heat exchanger is provided with vertical tube bundles and the gas is fed into the wastewater before it enters the heat exchanger. At the same time, the gas bubbles in the flow of the wastewater cause turbulence, which has an advantageous effect on the heat transfer in the heat exchanger <B> 5 </B>.
Since the wastewater that is passed through with air has a larger volume, higher speeds arise in the heat exchanger when the same amount of wastewater circulates, which also has a beneficial effect on the heat transfer.
The mixing point <B> 15 </B>, which in its simplest form can consist of a T connection formed by welding the pipe <B> 15 </B> to the pipeline 4, does not require any maintenance at all, since it is not movable or contains parts prone to clogging. However, under certain circumstances, mainly if the quality of the wastewater is suitable, it may be advantageous to design the mixing point as an injector. In such a case, the gas not only acts statically through its buoyancy, but also dynamically intensifies the circulation.
Since the compressor <B> 13 </B> is arranged above the level of the waste water in the loading container <B> 1 </B>, as shown, the waste water in the pipeline 14 can be up to the level of the container after it has been switched off <B> 1 </B> rise and is pushed out of the pipeline 14 again after the compressor <B> 13 </B> has been started up. By closing the valve <B> 16 </B> and opening the valve <B> 17 </B>, the compressor <B> 13 </B> can suck in outside air, which is necessary to initiate circulation, if after a new one Filling the container <B> 1 </B> there is still no digester gas.
In this case, the burner <B> 9 </B> must also be fed from another gas source or another heat source must be available.
The device according to the invention has the main advantage that the design of the heating element as a heat exchanger, the pipes of which are flushed with heating water, enables the arrangement of a large heat transfer surface and avoids local overheating of the digester contents will. With a suitable arrangement of the pipeline connecting the heat exchanger to the container, it is possible to achieve a uniform flow in the container and, as a result, its uniform heating.
In the case of repairs, the externally arranged parts of the heating and circulation system are easily accessible, so that these repairs are much easier to carry out than with the known devices.
Of course, other means than water can also be used to give off heat in the heat exchanger. Incidentally, it is easily possible, please include, for. B. by arranged in the heat exchanger electrical radiators to let the heat arise directly in the heat exchanger. In order to avoid local overheating of the wastewater, it is important to ensure that there is a sufficient heat transfer area with even heat distribution.