Verfahren und Einrichtung zur Zerstäubung pumpbarer Schlämme, insbesondere für die gemeinsame
Verbrennung von Müll und Schlamm
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zerstäubung pumpbarer Schlämme, insbesondere für die gemeinsame Verbrennung von Müll und Schlamm.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Derartige Verfahren bzw. Einrichtungen sind bereits bekannt.
So werden zur Schlammzerstäubung bekanntlich Drehzerstäuber mit Rotationsbecher verwendet, bei denen sich aber das zu zerstäubende Medium auszentrifugiert, was bei der Schlammverarbeitung unerwünscht ist.
Ferner sind bereits Schlammbrenner mit Bürstenwalzen bekannt, die aber den Schlamm zu wenig fein auswerfen und bei denen überdies die Abnutzung der Bürstenwalze zu gross ist.
Die bekannten Schlammsprühdüsen, die vorzugsweise in den Feuerraum eines Müllverbrennungsofens gerichtet sind, neigen allzusehr zu Verstopfungen, so dass es bei ihnen an der erforderlichen Betriebssicherheit bzw. auch nur Gleichmässigkeit der Schlammzerstäubung fehlt.
Zweck der Erfindung ist, diese Nachteile zu beheben.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass aus einem unter dem Druck einer Schlammpumpe stehenden, kontinuierlich fliessenden Schlammstrom ein Schlammband geformt und ein Zerstäubermedium im Bereich einer der beiden Breitseiten des Schlammbandes zerstäubt und von dieser Schlammbandseite her quer durch das sich frei bewegende Schlammband hindurchgeführt wird.
Die Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist nach der Erfindung gekennzeichnet durch ein an die Schlammpumpe angeschlossenes, an seinem freien Ende mit einem Mundstück von länglichem Austrittsquerschnitt versehenes Schlammzufuhrrohr und mindestens eine in Ausblasrichtung des Mundstückes hinter diesem angeordnete Zerstäuberdüse, deren Ebene des Austrittsquerschnitts quer zur Ebene des Austrittsquerschnitts des Schlammrohrmundstückes angeordnet ist und in Richtung der Längserstreckung des Austrittsquerschnitts des Mundstückes verläuft.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäss der Erfindung, welches auch das erfindungsge mässe Verfahren veranschaulicht, schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die Schlammzerstäubungseinrichtung, in einer Seitenansicht, und
Fig. 2 das Mundstück des Schlammzufuhrrohres und die Zerstäuberdüse der Einrichtung nach Fig. 1, in einer räumlichen Ansicht.
In Fig. 1 dient ein Rohr 1, welches an den Lieferstutzen einer Schlammpumpe 3 angeschlossen ist, der Zufuhr des zu zerstäubenden, pumpbaren Schlammes. Das Schlammzufuhrrohr 1 ist an seinem freien Ende mit einem Mundstück la von länglichem, d.h. hier rechteckigem Austrittsquerschnitt lq versehen, welches hier durch entsprechendes Verquetschen des Rohres 1 an dieses angeformt ist (vgl. Fig. 2).
Eine mit einem Druckregulierventil 4a versehene Zuleitung 4 für ein Zerstäubermedium, die an eine in der Zeichnung nicht dargestellte Förderpumpe angeschlossen ist, mündet in eine Zerstäuberdüse 2, deren in Fig. 2 mit 2q bezeichneter Austrittsquerschnitt ebenfalls eine längliche, d. h. rechteckige Form aufweist. Die gegenseitige Anordnung der beiden freien Austrittsquerschnitte lq und 2q geht aus Fig. 1 hervor, soll aber später anhand der sie deutlicher veranschaulichenden Fig. 2 näher erläutert werden.
Zur Drucküberwachung ist die Zuleitung 4 für das Zerstäubermedium mit je einem vor und hinter dem Druckregulierventil 4a angeordneten Druckmessgerät (Manometer) 4b bzw. 4c versehen, während das Schlammzufuhrrohr 1 hinter der Schlammpumpe 3 ein Druckmessgerät 1b aufweist (vgl.
Fig. 1).
Aus Fig. 2 ist deutlich zu ersehen, dass sowohl das Mundstück la des Schlammzufuhrrohres 1 als auch die Zerstäuberdüse 2 der Zuleitung 4 für das Zerstäubermedium einen länglichen, d.h. hier rechteckigen Austrittsquerschnitt lq bzw. 2q aufweist, dass die Zerstäuberdüse 2 bzw. ihr Austrittsquerschnitt 2q in Ausblasrichtung des Mundstückes la des Schlammzufuhrrohres 1 hinter dem Mundstück la angeordnet ist, dass die Ebene des Austrittsquerschnitts 2q der Zerstäuberdüse 2 quer, d.
h. hier senkrecht zur Ebene des Austrittsquerschnitts lq des Schlammrohrmundstückes la gerichtet ist und in Richtung der Längserstreckung des Austrittsquer schnitts lq des Schlammrohrmundstückes la verläuft und dass der schlitzartige Austrittsquerschnitt 2q der Zerstäuberdüse 2 praktisch die gleiche Länge aufweist wie der Austrittsquerschnitt lq des Schlammrohrmundstückes la.
Vorzugsweise wird, was in der Zeichnung der grösseren Deutlichkeit wegen nicht gezeigt ist, der Strom des Zerstäubermediums in mehrere Teilströme aufgeteilt, wobei diese dann einzeln für sich zerstäubt und quer durch das Schlammband geblasen werden.
Zweckmässigerweise sind also mehrere Zerstäuberdüsen 2 vorgesehen und, voneinander distanziert, in einer sich in Be wegungsnchtung des vom Mundstück la ausgestossenen Schlammes, d.h. Schlammbandes, erstreckenden Reihe hintereinander angeordnet.
Das Schlammzerstäubungsverfahren und die Wirkungsweise der zuvor beschriebenen Zerstäubungseinrichtung ist wie folgt:
Aus dem unter dem Druck der Schlammpumpe 3 stehenden Schlammstrom im Schlammzufuhrrohr 1 wird durch das sich nach vorn verengende Mundstück la ein flaches, relativ breites Schlammband geformt, welches durch den rechteckigen Austrittsquerschnitt lq des Mundstückes la des Schlammzufuhrrohres 1 aus dem letzteren mit grosser Geschwindigkeit ausgeschleudert wird und sich auf Grund seiner kinetischen Energie auf eine gewisse Strecke praktisch in der gleichen Richtung und mit gleichbleibendem Bandquerschnitt, nunmehr aber ohne Führung durch die Wandungen des Zufuhrrohres 1 und des Mundstückes la, frei weiterbewegt.
Das Zerstäubermedium wird durch die Zerstäuberdüse 2 im Bereich der einen der beiden Breitseiten des Schlammbandes nahe dem Austrittsquerschnitt lq des Mundstückes la zerstäubt und mit grosser Geschwindigkeit quer, d. h. hier senkrecht zum Schlammband, durch dieses hindurchgeführt.
Durch den rechteckförmigen Querschnitt 2q der Zerstäuberdüse 2 wird auch dem Zerstäubermedium die Form eines Bandes verliehen, so dass ein Zerstäuberband quer durch das Schlammband, dieses praktisch über seine ganze Breite kreuzend, hindurchgeführt wird. Das aus dem Zerstäubermedium bestehende, zerstäubte Band zerstäubt seinerseits wiederum Schlamm aus dem Schlammband, weil das Zerstäuberband das Schlammband mit hoher Geschwindigkeit und daher grosser Wucht durchquert und dabei Schlamm aus dem Schlammband herausreisst, mit sich führt und dabei zugleich fein verteilt.
Dank der Anordnung mehrerer Zerstäuberdüsen 2 in einer Reihe hintereinander werden von dem sich frei fortbewegenden Schlammband kontinuierlich und sukzessive feine Schlammschichten gleichsam weggeschnitten und durch das Zerstäubermedium zerstäubt, wobei der aus dem Schlammband scheibenweise herausgeschnittene Schlamm auf einer grossen Fläche fein verteilt wird. Auf diese Weise bleibt von dem Schlammband schon nach relativ kurzer Bewegungsstrecke nichts mehr übrig, weil sein ganzer Schlamm durch das aus den Zerstäuberdüsen 2 herausschiessende Zerstäubermedium vollständig zerstäubt wird.
Auf diese Weise wird der Schlamm optimal in kleine bis feinste Partikeln zerstäubt und im Feuerraum eines Müllverbrennungsofens, z.B. auf dem Müllvortrocknungs- oder Verbrennungsrost bzw. auf dem Feuerbett oder aber im Müllbunker auf der Mülloberfläche, fein und gleichmässig verteilt, was eine gute Verbrennung des Schlammes gemeinsam mit dem Müll gewährleistet. Vor allem die Vernichtung pumpbarer Schlämme mit relativ grossem Wassergehalt (etwa 75%) durch Verbrennen nach Beimischung zum Müll, d. h. also die gemeinsame Verbrennung von Müll und Schlamm, ist es, die durch das zuvor beschriebene Schlammzerstäubungsverfahren erleichtert bzw. sogar erst auf besonders rationelle Art und Weise ermöglicht wird.
Die Verbrennung des so zerstäubten Schlammes kann aber auch durch Ölbrenner unterstützt werden, falls die Schlammvernichtung unabhängig von der Müllverbrennung für sich allein vorgenommen werden soll. Wichtig aber ist in jedem Fall, dass durch das zuvor beschriebene Zerstäubungsverfahren auf recht einfache Weise ein geeigneter Zustand des Schlammes erreicht wird, bei dem dieser rasch getrocknet und verbrannt werden kann.
Für die Schlammzerstäubung kommen kommunaler oder industrieller Abwasserschlamm, kommunaler Klärschlamm, Farbschlämme, Altöle und sonstige pumpbare Schlämme in Frage, während als Zerstäubermedium Luft, Gas, Dampf (Nass-, Satt- oder überhitzter Dampf), Wasser und andere Flüssigkeiten in Betracht gezogen werden können.
Durch das zuvor beschriebene Verfahren bzw. die Einrichtung zu seiner Ausführung werden die eingangs genannten Nachteile des Drehzerstäubers mit Rotationsbecher, d. h. die unerwünschte Auszentrifugierung des Schlammes, und des Schlammbrenners mit Bürstenwalzen, d.h. der zu grobe Schlammauswurf und die zu grosse bzw. zu rasche Bürstenabnutzung, vollständig und sicher vermieden.
Gegenüber der konventionellen Schlammsprühdüse, die unmittelbar selbst den Schlamm zerstäuben und fein verteilen soll und dazu einen relativ kleinen Düsenaustrittsquerschnitt benötigt, der sich im Betrieb allzu leicht zusetzt oder gar ganz verstopft, so dass die Schlammversprühung ungleichmässig wird bzw. sogar ganz ausfällt, hat das vorgeschlagene Schlammzerstäubungsverfahren dank der indirekten Schlammzerstäubung den wesentlichen Vorteil, dass der Austrittsquerschnitt des Mundstückes des Schlammzufuhrrohres um ein Vielfaches grösser als bei der konventionellen Schlammsprühdüse bemessen werden und dadurch jedwede Verstopfungsgefahr ausgeschaltet werden kann.
Der relativ schmale schlitzartige Austrittsquerschnitt der Zerstäuberdüse aber kann niemals verstopfen bzw. sich zusetzen, weil das durch diesen relativ schmalen, doch aber verhältnismässig langen Austrittsschlitz ausgeschleuderte Zerstäubermedium Luft, Gas, Dampf oder Wasser ist, d.h. ein fliessfähiges Medium, welches auch relativ kleine Durchtrittsquerschnitte praktisch niemals zuwachsen lässt.
Hier ist nämlich auch zu beachten, dass bei dem relativ langen Düsenaustrittsschlitz, allfällige sich nur partiell über die Schlitzlänge aufbauende Ansätze von Fremdkörpern durch das trotzdem nach wie vor weiterhin mit hoher Geschwindigkeit und daher grosser Wucht durch die noch freien Schlitzpartien schiessende Zerstäubermedium schon während des Aufbauens bzw. Anwachsens abgerissen und weggetragen bzw. weggeschwemmt werden würden, so dass trotz etwaiger Verunreinigungen des Zerstäubermediums der freie Austrittsquerschnitt der Zerstäuberdüse immer aufrechterhalten bleibt.
Statt, wie zuvor beschrieben, das Zerstäuberband senkrecht zum Schlammband durch dieses hindurchzuführen, könnte es auch schräg durch das Schlammband hindurchgeschossen werden, wodurch der Durchquerungsweg je nach Schräglage entsprechend verlängert werden kann.
Statt die Zerstäuberbänder durch eine Reihe von in ihren Düsenmittelebenen parallel hintereinander angeordneten Zerstäuberdüsen auszuschleudern, könnte auch ein Zerstäubungsfächer mit gegeneinander geneigten Düsenmittelachsebenen realisiert werden. Auch muss das Zerstäubermedium nicht die Gestalt eines Bandes erhalten, denn auch eine paketartige Batterie einer Vielzahl von zylindrischen bzw. konischen Zerstäuberdüsen kann das Schlammband mit Strahlen des Zerstäubermediums von kreisförmigem Querschnitt gleichsam durchsieben oder wie mit Schrotkugeln durchlöchern, so dass auch bei dieser Ausführung vom Schlammband schon nach kurzer Fortbewegungsstrecke praktisch nicht mehr übrigbleibt.
Statt die Zerstäuberbänder bzw. -Strahlen alle in der glei chen Richtung durch das Schlammband hindurchzuschiessen, könnten diese auch gruppenweise winklig gegeneinander gestellt werden, so dass die einen Bänder bzw. Strahlen des Zerstäubermediums schräg nach vorn in Richtung des Schlammbandvorschubes und die anderen schräg nach hinten zum Schlamm-Mundstück hin geschossen werden.
Somit ist die Erfindung keineswegs an die anhand der Zeichnung nur beispielsweise erläuterte Ausführungsform des Verfahrens bzw. der seiner Durchführung dienenden Einrichtung gebunden, sondern die Einzelheiten der Ausführung können im Rahmen der Erfindung mannigfach variiert werden.
Die Einrichtung ähnelt zwar in etwa der bekannten Blumenspritze, bei der durch die ausgeblasene Atemluft Wasser in feinsten Tröpfchen nach dem Ejektor-Prinzip mitgerissen wird, jedoch bestehen bei diesen beiden Einrichtungen wesentliche physikalische Unterschiede, z.B. der, dass bei der vorgeschlagenen Einrichtung im Gegensatz zur Blumenspritze der Schlamm einen eigenen Antrieb in Form der Schlammpumpe hat.