Kürzlich hat sich die ernste Schwierigkeit ergeben, Schlamm zu behandeln, welcher organische Stoffe enthält, und zwar an den Endbehandlungsanlagen des Schlamms von Flüssen, Häfen, Sedimentationsteichen; Klär- und Kanalisationsanlagen. Es sind bereits viele Behandlungsmethoden vorgeschlagen worden, eine brauchbare Methode ist aber bis jetzt noch nicht entwickelt worden. Obwohl es ganz allgemein nicht so schwierig ist, Schlamm zu verbrennen, ist eine befriedigende Lösung bisher noch nicht gefunden worden, da sich sehr ernsthafte Schwierigkeiten dabei ergeben, wie z.B. die Entwässerung des Schlamms, die Behandlung der verbrannten Asche, die Geruchlosmachung des Verbrennungsabgases usw.
Die durch Verbrennung von Schlamm erzeugte Asche besteht aus einem feinen Pulver, dessen Hauptbestandteil gewöhnlich Siliciumdioxid ist. Eine solche Asche staubt aber während der Lagerung und während des Transports. Da die Asche ferner organische Bestandteile enthält, gibt es für sie noch keine Nutzanwendungen. Wenn Wasser auf die Asche gesprüht wird, verwandelt sie sich in eine tonartige Masse, die noch schwieriger zu handhaben ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verbrennung von organische Bestandteile enthaltendem Schlamm zu schaffen, bei dem die obengenannten Nachteile nicht auftreten.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man den Schlamm zuerst trocknet und pulverisiert, das so gewonnene Schlammpulver einer Verbrennungskammer zuführt, wo es in suspendierter Form verbrannt wird, dass man die Verbrennungskammer mindestens auf einer Temperatur hält, die dem Schmelzpunkt der beim Verbrennen anfallenden Asche entspricht, und dass man letztere in schmelzflüssigem Zustande austrägt.
Unter Schlammpulver wird die pulverisierte Trockensubstanz eines Schlamms verstanden.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Einrichtung zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens in schematischer Darstellung und
Fig. 2 in ähnlicher Darstellungsweise eine zweite Einrichtung, bei der die Trocknung durch indirekte Heizung erfolgt.
Der aus einem Sedimentationsteich oder dergleichen gewonnene Schlamm enthält 95% oder mehr Wasser und ausserdem organische Bestandteile; dieser Schlamm wird gefiltert und entwässert, wodurch ein Filterkuchen mit 60 bis 80% Wasser entsteht. Der Filterkuchen wird dann mittels einer Fördereinrichtung 1 in eine Trockenanlage 2 eingeführt und dann mit den heissen Abgasen von einer weiter unten näher erläuterten Verbrennungskammer 6 getrocknet. Wenn der Filterkuchen zuviel Wasser enthält, dann wird er mit Hilfe des Verbrennungsgases eines Hilfs-Brennstoffs getrocknet, bis der Wassergehalt des Filterkuchens weniger als 10% beträgt. Für den genannten Zweck kann jede Trockenanlage 2 benutzt werden.
Falls man jedoch mit indirekter Heizung arbeitet, so kann die Menge des Abgases verringert werden, u. das Abgas kann in vorteilhafter Weise in den nachfolgenden Arbeitsschritten weiterbehandelt werden. Der so getrocknete Filterkuchen wird dann mittels einer Pulverisiervorrichtung pulverisiert und das Schlammpulver in einem Speichertank 3 gespeichert.
Der im Abgas der Trockenanlage 2 enthaltene Staub wird mittels eines nicht dargestellten Zyklons gesammelt und dein Speichertank 3 zugeführt. Das Abgas des Zyklons wird dann mit Wasser gewaschen und das mit Staub verunreinigte Wasser wird in den Sedimentationsteich oder dergleichen geleitet.
Das so gewonnene Schlammpulver ist dann fast vollständig trocken und wird der Verbrennnungskammer 6 mittels einer pneumatischen Fördereinrichtung 5 zugeführt und anschliessend in suspendierter Form in der Verbrennungskammer 6 verbrannt.
Bei der obengenannten Verbrennung kann der Schmelzpunkt der Asche durch Zugabe einer geringen Menge von Natrium- oder Calciumsalzen zum im Speichertank 3 gespeicherten Schlammpulver gesenkt werden, wenn der Schmelzpunkt der bei der Verbrennung des Schlamms anfallenden Asche hoch ist.
Dafür eignen sich beispielsweise Calciumoxid, Calciumcarbonat, gelöschter Kalk und Natriumsulfat. Der Schmelzpunkt des Siliciumdioxids beträgt im allgemeinen 1500 bis 17000C. Es ist jedoch zu beachten, dass Siliciumdioxid mit verschiedener Kristallform auch einen unterschiedlichen Schmelzpunkt aufweisen kann. Da das Hauptziel des beschriebenen Verfahrens darin besteht, das Siliciumdioxid in geschmolzenem Zustande auszutragen, so ist es vom technischen Standpunkt aus schwierig, Siliciumdioxid auf eine Temperatur über 1500 bis 17000C zu erhitzen. Es ist daher notwendig, Alkali mit dem Schlammpulver zu vermischen. Wenn gelöschter Kalk dem Schlamm bereits während der Filtration beigemischt wird, wie es beispielsweise bei der Behandlung von Klärschlamm und dergleichen der Fall ist, kann jedoch der obengenannte Arbeitsschritt entfallen.
Das mit Alkali vermischte Schlammpulver wird dann der Verbrennungskammer 6 zugeführt, die mittels eines Brenners 8 auf 12000C oder höher vorerhitzt ist. Die Verbrennungstemperatur der organischen Bestandteile des Schlamms beträgt im allgemeinen 5000C oder weniger. Ausserdem enthalten die organischen Bestandteile praktisch kein Wasser. Daher werden die organischen Bestandteile in der suspendierten Form so rasch in Brand gesetzt, wie sie der Verbrennungskammer 6 zugeführt werden; auf diese Weise steigt die Temperatur der Verbrennungskammer auf 13000C od. mehr. Wesentlich ist da¯ bei, dass die Verbrennungswärme des Schlammpulvers diese Temperatur beizubehalten gestattet, ohne dass zusätzlicher Brennstoff benötigt wird.
Der Brenner 8 kann also nach dem Ingangsetzen des Verfahrens abgeschaltet werden.
In diesem Fall solle der Anteil des Schlammpulvers u. der Luft gleichzeitig so eingestellt werden, dass der Anteil der zugeführten Luft theoretisch ausreicht, um das Schlammpulver zu verbrennen, um die Temperatur der Verbrennungskammer 6 über dem Schmelzpunkt der Asche, d.h. also praktisch über etwa 1200 C, zu halten. Der Schlamm.enthaltje- doch Arten organischer Bestandteile, und es ist im Einzelfall sehr schwierig, den theoretischen Luftbedarf zu berechnen, und zwar selbst nach sorgRattiger'Analyse der organischen Bestandteile. Daher ist es vorzuzielien, die Menge der zugeführten Luft so einzustellen, dass der Gehalt an Restsauerstoff im Verbrennungsabgas bezogen auf trockenes Gas 5% oder weniger beträgt.
Durch die obenerwähnte Einstellung der zuzuführenden Luft verbleibt die Asche am Boden der Verbrennungskammer 6. Es ist jedoch möglich, dass die geschmolzene Asche nicht gegen die Wand der Verbrennungskammer 6 prallt und das Teilchen der geschmolzenen Asche nicht miteinander zusammenprallen.
Daher ist es ratsam, einen Rauchfang 9 vorzusehen, um Abgas von der Seite des Bodenteils der Verbrennungskammer 6 einzuführen, das die geschmolzene Asche da hindurchleitet, sowie eine Ausflussöffnung 10 für die geschmolzene Asche an einer Stelle des Rauchfangs 9, um die geschmolzene Asche auszutragen. Durch diese Bauweise wird kleinteilige geschmolzene Asche, welche im Abgas schwebt, infolge der heftigen Gasumwälzung wird die gesamte geschmolzene Asche fast vollständig eingefangen, so dass ein Strom von geschmolzener Asche gebildet wird.
Die aus der Ausflussöffnung 10 des Rauchfangs 9 ausfliessende Asche f#ällt in strömendes Wasser, wodurch Körnchen gebildet werden, oder aber sie wird in einem Gefäss aufgefan gen, um nach Abkühlung einen Block zu bilden. Andererseits ist es wirtschaftlich, das Abgas mittels einer Leitung 14 der
Trocknungsanlage 2 zuzuführen, um es zur Trocknung des
Schlammkuchens zu verwenden da die Temperatur des Ab gases des Rauchfangs 12000C oder mehr beträgt. In der Fig. 1 sind ein Drehschieber 4, ein Gebläse 7, ein Vorerhitzungs brenner 8, ein Wassertank 11, eine Rührvorrichtung 12, eine
Gasentnahmeöffnung 13, eine Leitung 14, eine Transport antriebseinheit 15, eine Auslassöffnung für Abgas 16 und schliesslich ein Zuführungskanal 17 für ein Medium, wie z.B.
Calciumoxid, dargestellt.
Beispiel I
Der aus einem Sedimentationsteich stammende, organi sche Bestandteile enthaltende Schlamm wurde gefiltert und entwässert; der Filterkuchen enthielt 70% Wasser und wurde der Trockenanlage 2 mittels der Fördervorichtung 1 mit einer
Geschwindigkeit von 200 kg/h zugeführt. Im Endergebnis wurden 60 kg Trockenschlamm mit 1% oder weniger Wasser gehalt erhalten. Der so erhaltene Trockenschlamm wurde im
Speichertank 3 gespeichert und mit gelöschtem Kalk mit einer
Geschwindigkeit von 20 kg/h vermischt.
Das getrocknete Schlammpulver wurde dann vom Boden teil des Speichertanks 3 mittels des Drehschiebers 4 ausgetra gen und dem Oberteil der Verbreifnungskammer 6 zugeführt; das erfolgt so, dass der Schlamm in Abwärtsrichtung an der
Innenseite der Verbrennungskammer 6 ausgesprüht worden ist, und zwar mittels einer Druckluftleitung 5 mit einer Ge schwindigkeit von 80 kg/h u. mit Hilfe der mit einer Qeschwin- digkeit von 60 m3/h zugeführten Luft. Der Heizwert des ge trockneten Schlammpulvers betrug etwa 3000 kcal/kg. Die
Verbrennungskammer 6 bestand in einem senkrecht stehen den Zylinder von 560 mm Durchmesser und 1500 mm Höhe; sie war thermisch isoliert, um die Strahlungsverluste so klein wie möglich zu machen. Ein Kilogramm des getrockneten
Schlammpulvers erforderte eine Luftmenge von etwa 3,5 m3.
Da die mittels der Leitung 5 zugeführte Luft nicht aus reichte, wurde der Verbrennungskammer 6 Sekundärluft mit tels des Gebläses 7 zugeführt. Die Verbrennungskammer 6 wurde auf 12000C oder darüber mittels des Vorerhitzungs brenners 8 erhitzt: Nachdem das getrocknete Schlammpulver in die Verbrennungskammer 6 eingeführt, worden ist, wird der oben erwähnte Vorerhitzungsbrenner 8 überflüssig, weil die
Temperatur in der Verbrennungskammer 6 1300C bis 13500C erreicht. Nachdem die Verbrennung des Schlammpulvers begonnen hat, tritt die geschmolzene Asche, welche durch den
Rauchfang 9 ausfliesst, zusammen mit dem Abgas aus, und zwar aus der Ausflussöffnung 10.
Die ausgeflossene geschmol zene Asche fällt in den Wassertank 11, der unterhalb der
Ausflussöffnung 10 angeordnet ist; auf diese Weise erfolgt die Erstarrung unter Bildung von Körnchen mit 2 bis 3 mm
Durchmesser.
Die im Wassertank 11 angeordnete Rührvorrichtung 12 hat den Zweck, eine Explosion des Tanks bei ungleichmässi ger Erhitzung des darin enthaltenen Wassers zu verhindern.
Bei der beschiiebenen Ausführungsform ist eine solche Rühr einrichtung 12 nicht notwendig, da nur eine kleine Menge geschmolzener Asche ausfliesst. Um die Verbrennungskam mer 6 in der beschriebenen Ausführungsform im industriellen
Massstab herzustellen, ist es vorteilhalft, statt des Wassertanks
11 z.B. einen Trog vorzusehen, durch den das Wasser fliesst.
Nachdem die geschmolzene Asche ausgeflossen ist, wird das Abgas über die Gasentnahmeöffnung 13 abgezogen, um den durch das Gebläse 7 zuzuführenden Luftbedarf zu bestimmen damit der Restsauerstoffgehalt im Abgas 5% oder weniger, bezogen auf das trockene Gas beträgt. Obwohl eine derartige
Steuerung der Luftzufuhr bei der beschriebenen Ausführungsform von Hand durchgeführt wird, kann sie bei einer Verbren- nungskammer im industriellen Massstab sehr leicht automatisch durchgeführt werden. Das Abgas wird der Trockenvorrichtung 2 mittels der Leitung 14 zugeführt, um es zur Trocknung des Filterkuchens auszunutzen. Bei der beschriebenen Ausführungsform war es notweding, eine kleine Menge von Hilfs-Brennstoff zu verbrennen.
Der Grund für die Verbrennungdes H ilfs-Brennstoffs besteht jedoch darin. dass dadurch die Wärmeabstrahlung von der Trockenanlage 2 verringert werden soll, die der Kleinheit der Verbrennungskammer 6 zuzuschreiben ist. Daher soll die Wärmeabstrahlung einer Verbrennungskammer von industriellem Massstabe verringert werden, und zwar bis nahezu auf den theoretischen Wert der Wärmebilanz, und der Filterkuchen des vorliegenden Beispiels kann auch ohne die Verbrennung von Hilfs-Brennstoff getrocknet werden.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 wird eine Trocknungsanlage 2 vom indirekten Typ benutzt, um die Erzeugung von Abgas bei einem Trocknungsverfahren für Schlamm zu verringern; das heisst, dass eine Drehscheibe 18 vorzusehen ist, wenn die Trocknungsanlage 2 im Innern der Verbrennungsanlage eingebaut wird und der Dampf der Drehscheibe 18 zugeführt wird, um den Schlamm zu trocknen, der mit seiner Oberfläche in Berührung kommt. Wenn eine Trocknungsanlage vom indirekten Typ benutzt wird, werden ungefähr 1,4 m3, das sind ungefähr 1,9 kg, von nichtkondensierbarem Abgas je Kilogramm Dampf erzeugt. Wenn andererseits eine Trocknungsanlage 2 vom indirekten Typ benutzt wird, braucht nur 0,05 m 3, das sind ungefähr 0,07 kg, Abgas je kg Dampf erzeugt zu werden.
Wenn trockenes Abgas von der Trocknungsanlage 2 vom indirekten Typ in eine Kondensiervorrichtung eingeführt wird, so wird der Dampf kondensiert; das Abgas des Kondensators war vollständig geruchsfrei.
Anstatt des oben beschriebenen gelöschten Kalks kann auch dieselbe Menge von Calciumoxid, Calciumcarbonat oder Natriumsulfat dem Schlamm zugesetzt werden. Alle diese Beispiele führten zu den gleichen Ergebnissen.
Es wurden auch Versuche durchgeführt, um den Schmelzpunkt der verbrannten Asche durch Hinzufügung von Calcium- und Natriumsalzen zu senken. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Beispiel 2
Nacheinander wurden vier Proben von Abwasserschlamm je Kilogramm Asche 600 g Calciumoxid, Calciumhydroxid, Natriumsulfat Und Natriumcarbonat hinzugefügt, deren Schmelzpunkt l4500C war; dann wurde der Schmelzpunkt der die oben genannten Calcium- und Natriumsalze enthaltenden Aschen bestimmt. Der Schmelzpunkt der Asche, die Calciumoxid, Calciumhydroxid, Natriumsulfat bzw. Calciumcarbonat enthielt, betrug 1290, 1250, 1220 bzw. 1320 C. Diese Ergebnisse zeigen, dass der Schmelzpunkt der im Schlamm enthaltenen Asche wirksam durch Hinzufügung von Natriumoder Calciumsalzen zum Schlamm gesenkt werden kann.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird der Schlamm mit seiner eigenen Verbrennungswärme oder der Verbrennungswärme von zusätzlichem Brennstoff getrocknet, um Schlammpulver zu erhalten; dieses wird einer Verbrennungskammer zugeführt, in der es in suspendiertem Zustande verbrannt wird; dann wird die Asche in geschmolzenem Zustande aus der Verbrennungskammer ausgetragen, deren Innentemperatur über der Schmelztemperatur der Asche gehalten wird; letztere wird dann zur Erstarrung gebracht. Bei der oben genannten Verbrennung wurden Natrium- oder Calciumsalze zur Senkung des Schmelzpunkts hinzugefügt, wenn der Schmelzpunkt der bei der Verbrennung des Schlamms anfallenden Asche hoch ist.
Daher haben die beschriebenen Einrichtungen die Vorteile, dass sie die sonst allgemein üblichen komplizierten Austragungs- und Transportvorrichtungen überflüssig machen; ferner ist der grosse Vorteil zu beachten, dass die Umwelt nicht durch die verstäubte Asche verschmutzt wird, dass die Asche leicht zu transportieren ist und für Strassenbeläge und deren Wiederherstellung benutzt werden kann und dass die Beseitigung des Schlamms auf sehr wirtschaftliche Weise und mit geringem Aufwand durchgeführt werden kann.
Das beschriebene Verfahren hat auch den grossen Vorteil, dass der Schlamm erst durch Filterung und Entwässerung in einen Filterkuchen verwandelt wird, der in eine Trocknungsanlage eingebracht wird; die Trocknung erfolgt infolge der eigenen Verbrennungswärme, gegebenenfalls zusätzlich mit Unterstützung der Verbrennungswärme von Hilfs-Brennstoff.
Danach wird der getrocknete Filterkuchen pulverisiert und in einem Speichrtank gelagert; das gespeicherte Schlammpulver wird dann der Verbrennungskammer mittels einer pneumatischen Fördervorrrichtung oder dergleichen der Verbrennungskammer zugeführt, in der es in suspendiertem Zustande verbrannt wird. In diesem Falle wird die Luftzufuhr ungefähr auf den theoretischen Wert eingestellt, um die Temperatur in der Verbrennungskammer über dem Schmelzpunkt der bei der Verbrennung des Schlamms anfallenden Asche zu halten.
Wenn der Schmelzpunkt der Asche hoch ist, dann wird er durch Hinzufügen von Natrium- oder Calciumsalzen gesenkt, und zwar zu dem Schlammpulver, das im Speichertank gespeichert ist. Das Schlammpulver wird dann in der Verbrennungskammer verbrannt, deren Temperatur über dem Schmelzpunkt der Asche gehalten wird; die Asche wird dann von einer Seite des Bodens der Verbrennungskammer in geschmolzenem Zustand ausgetragen, um sie danach abzukühlen und zur Erstarrung zu bringen. Das Verbrennungsabgas wird der Trockenanlage zugeführt und so zur Trocknung des Schlammkuchens herangezogen.
Der im Abgas enthaltene Staub wird mittels eines Zyklons oder dergleichen gesammelt. Der gesammelte Staub wird auch dem Speichertank zugeführt. Das Abgas vom Zyklon und dergleichen wird mit Wasser gewaschen, und das mit Staub verunreinigte-Wasser wird wieder dem Sedimentationsteich oder dergleichen zugeführt.
Es ist möglich, die geschmolzene Asche entweder zu gra zuliegen oder zu einem Block zu giessen, wonach sie weites- transportiert und beispielsweise als Strassenbelag verwendet werden kann.
Der Hauptvorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass die Umwelt bei der Beseitigung des Schlamms wirksam geschützt wird, was in der Vergangenheit nicht immer der Fall gewesen ist.
Schliesslich besteht der Umweltschutz auch darin, dass die Geruchsbelästigung durch die Verbrennungsabgase auf ein Mindestmass verringert wird, was in der Vergangenheit auch nicht überall der Fall gewesen ist.
Recently, there has been a serious difficulty in treating sludge containing organic matter at the sludge finishing plants from rivers, ports, sedimentation ponds; Sewage and sewage systems. Many treatments have been proposed, but a useful method has not yet been developed. Although it is generally not that difficult to burn sludge, a satisfactory solution has not yet been found because of the very serious difficulties involved, such as e.g. the dewatering of the sludge, the treatment of the burnt ash, the odorlessing of the combustion exhaust gas, etc.
The ash produced by incineration of sludge consists of a fine powder, the main component of which is usually silicon dioxide. However, such ashes generate dust during storage and transportation. Since the ash also contains organic constituents, there are still no uses for it. When water is sprayed on the ashes, it turns into a clay-like mass that is even more difficult to handle.
The object of the invention is to provide a method for incinerating sludge containing organic constituents in which the above-mentioned disadvantages do not occur.
The method according to the invention is characterized in that the sludge is first dried and pulverized, the sludge powder obtained in this way is fed to a combustion chamber, where it is burned in suspended form, that the combustion chamber is kept at least at a temperature which is the melting point of the ash produced during combustion and that the latter is discharged in a molten state.
Sludge powder is understood to mean the powdered dry substance of a sludge.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 shows a first device for performing the method described in a schematic representation and
2 shows a second device in a similar representation, in which the drying is carried out by indirect heating.
The sludge obtained from a sedimentation pond or the like contains 95% or more water and also organic components; this sludge is filtered and dewatered, creating a filter cake with 60 to 80% water. The filter cake is then introduced into a drying system 2 by means of a conveying device 1 and then dried with the hot exhaust gases from a combustion chamber 6, which will be explained in more detail below. If the filter cake contains too much water, then it is dried with the aid of the combustion gas of an auxiliary fuel until the water content of the filter cake is less than 10%. Any drying system 2 can be used for the stated purpose.
However, if you work with indirect heating, the amount of exhaust gas can be reduced, u. the exhaust gas can advantageously be further treated in the following work steps. The filter cake dried in this way is then pulverized by means of a pulverizer and the sludge powder is stored in a storage tank 3.
The dust contained in the exhaust gas of the drying system 2 is collected by means of a cyclone (not shown) and fed to your storage tank 3. The exhaust gas from the cyclone is then washed with water and the water contaminated with dust is led into the sedimentation pond or the like.
The sludge powder obtained in this way is then almost completely dry and is fed to the combustion chamber 6 by means of a pneumatic conveying device 5 and then burned in suspended form in the combustion chamber 6.
In the above-mentioned incineration, the melting point of the ash can be lowered by adding a small amount of sodium or calcium salts to the powdered sludge stored in the storage tank 3 when the melting point of the ashes resulting from the incineration of the sludge is high.
Calcium oxide, calcium carbonate, slaked lime and sodium sulfate are suitable for this. The melting point of the silica is generally 1500 to 17000C. It should be noted, however, that silicon dioxide with a different crystal shape can also have a different melting point. Since the main aim of the process described is to discharge the silicon dioxide in a molten state, it is difficult from the technical point of view to heat silicon dioxide to a temperature above 1500 to 17000 ° C. It is therefore necessary to mix alkali with the sludge powder. If slaked lime is added to the sludge during the filtration, as is the case, for example, in the treatment of sewage sludge and the like, the above-mentioned work step can be omitted.
The sludge powder mixed with alkali is then fed to the combustion chamber 6, which is preheated to 12000 ° C. or higher by means of a burner 8. The combustion temperature of the organic components of the sludge is generally 5000C or less. In addition, the organic components contain practically no water. Therefore, the organic components in the suspended form are set on fire as quickly as they are supplied to the combustion chamber 6; in this way the temperature of the combustion chamber rises to 13000C or more. It is essential that the heat of combustion of the sludge powder allows this temperature to be maintained without the need for additional fuel.
The burner 8 can therefore be switched off after the method has been started.
In this case, the proportion of sludge powder should u. of the air can be adjusted at the same time so that the proportion of the air supplied is theoretically sufficient to burn the sludge powder to keep the temperature of the combustion chamber 6 above the melting point of the ash, i.e. practically above about 1200 C. The sludge, however, contains types of organic constituents, and it is very difficult in individual cases to calculate the theoretical air requirement, even after careful analysis of the organic constituents. Therefore, it is preferable to adjust the amount of air supplied so that the residual oxygen content in the combustion exhaust gas is 5% or less based on dry gas.
With the above-mentioned adjustment of the air to be supplied, the ash remains at the bottom of the combustion chamber 6. However, it is possible that the molten ash does not collide against the wall of the combustion chamber 6 and the particle of the melted ash does not collide with each other.
Therefore, it is advisable to provide a chimney 9 for introducing exhaust gas from the side of the bottom portion of the combustion chamber 6 which passes the molten ash therethrough, and an outflow port 10 for the molten ash at a position of the chimney 9 to discharge the molten ash. Due to this construction, the small-scale molten ash that is suspended in the exhaust gas is trapped almost completely due to the vigorous gas circulation, so that a stream of molten ash is formed.
The ash flowing out of the outflow opening 10 of the flue 9 falls into flowing water, whereby granules are formed, or it is caught in a vessel in order to form a block after cooling. On the other hand, it is economical to use a line 14 of the exhaust gas
Feed drying system 2 in order to dry it
To use mud cake because the temperature of the exhaust gas from the flue is 12000C or more. In Fig. 1, a rotary valve 4, a fan 7, a preheating burner 8, a water tank 11, a stirring device 12, a
Gas extraction opening 13, a line 14, a transport drive unit 15, an outlet opening for exhaust gas 16 and finally a supply channel 17 for a medium, such as e.g.
Calcium oxide.
Example I.
The sludge containing organic components from a sedimentation pond was filtered and dewatered; the filter cake contained 70% water and was the drying system 2 by means of the conveyor 1 with a
Speed of 200 kg / h supplied. As a final result, 60 kg of dry sludge containing 1% or less of water was obtained. The dry sludge thus obtained was in
Storage tank 3 stored and with slaked lime with a
Mixing speed of 20 kg / h.
The dried sludge powder was then discharged from the bottom part of the storage tank 3 by means of the rotary valve 4 and fed to the upper part of the deposition chamber 6; this is done so that the sludge in the downward direction at the
Inside the combustion chamber 6 has been sprayed by means of a compressed air line 5 with a speed of 80 kg / h and Ge. with the help of the air supplied at a speed of 60 m3 / h. The calorific value of the dried sludge powder was about 3000 kcal / kg. The
Combustion chamber 6 consisted of a vertical cylinder of 560 mm diameter and 1500 mm height; it was thermally insulated in order to make the radiation losses as small as possible. One kilogram of the dried
Mud powder required an air volume of around 3.5 m3.
Since the air supplied by means of the line 5 was insufficient, secondary air was supplied to the combustion chamber 6 by means of the fan 7. The combustion chamber 6 was heated to 12000C or above by means of the preheating burner 8: After the dried sludge powder has been introduced into the combustion chamber 6, the above-mentioned preheating burner 8 becomes unnecessary because the
Temperature in the combustion chamber 6 reached 1300C to 13500C. After the sludge powder begins to burn, the molten ash passes through the
The flue 9 flows out together with the exhaust gas, specifically from the outflow opening 10.
The outflowed molten ash falls into the water tank 11, which is below the
Outflow opening 10 is arranged; in this way solidification occurs to form granules of 2 to 3 mm
Diameter.
The stirring device 12 arranged in the water tank 11 has the purpose of preventing the tank from exploding when the water contained therein is unevenly heated.
In the embodiment described, such a stirring device 12 is not necessary, since only a small amount of molten ash flows out. To the combustion chamber 6 in the embodiment described in the industrial
It is advantageous to create a scale instead of the water tank
11 e.g. to provide a trough through which the water flows.
After the molten ash has flowed out, the exhaust gas is withdrawn via the gas extraction opening 13 in order to determine the air requirement to be supplied by the fan 7 so that the residual oxygen content in the exhaust gas is 5% or less, based on the dry gas. Although such a
Control of the air supply is carried out by hand in the embodiment described, it can very easily be carried out automatically in a combustion chamber on an industrial scale. The exhaust gas is fed to the drying device 2 by means of the line 14 in order to utilize it for drying the filter cake. In the embodiment described, it was necessary to burn a small amount of auxiliary fuel.
However, the reason for the auxiliary fuel to burn is for this. that this is intended to reduce the heat radiation from the drying system 2, which is attributable to the smallness of the combustion chamber 6. Therefore, the heat radiation of an industrial-scale combustion chamber is to be reduced to almost the theoretical value of the heat balance, and the filter cake of the present example can be dried even without the combustion of auxiliary fuel.
In the embodiment of Figure 2, an indirect type drying plant 2 is used to reduce the generation of exhaust gas in a sludge drying process; that is, a turntable 18 is to be provided when the drying plant 2 is installed inside the incinerator and the steam is supplied to the turntable 18 to dry the sludge that comes into contact with its surface. If a drying plant of the indirect type is used, approximately 1.4 m3, that is approximately 1.9 kg, of non-condensable exhaust gas is produced per kilogram of steam. On the other hand, if a drying plant 2 of the indirect type is used, only 0.05 m 3, that is about 0.07 kg, of exhaust gas per kg of steam needs to be generated.
When dry exhaust gas from the indirect type drying plant 2 is introduced into a condenser, the steam is condensed; the exhaust gas from the condenser was completely odorless.
Instead of the slaked lime described above, the same amount of calcium oxide, calcium carbonate or sodium sulfate can also be added to the sludge. All of these examples produced the same results.
Attempts have also been made to lower the melting point of the incinerated ash by adding calcium and sodium salts. The following results were obtained:
Example 2
Successively four samples of sewage sludge per kilogram of ash were added 600 g of calcium oxide, calcium hydroxide, sodium sulfate and sodium carbonate, the melting point of which was 14500C; then the melting point of the ashes containing the above calcium and sodium salts was determined. The melting point of the ash containing calcium oxide, calcium hydroxide, sodium sulfate and calcium carbonate, respectively, was 1290, 1250, 1220 and 1320 C. These results show that the melting point of the ash contained in the sludge can be effectively lowered by adding sodium or calcium salts to the sludge .
In the embodiment described, the sludge is dried with its own heat of combustion or the heat of combustion of additional fuel to obtain sludge powder; this is fed to a combustion chamber in which it is incinerated in a suspended state; then, the ash is discharged from the combustion chamber in a molten state, the internal temperature of which is kept above the melting temperature of the ash; the latter is then made to solidify. In the above-mentioned incineration, sodium or calcium salts were added to lower the melting point if the melting point of the ash produced by incinerating the sludge is high.
Therefore, the devices described have the advantage that they make the otherwise generally usual complicated discharge and transport devices superfluous; Furthermore, the great advantage must be taken into account that the environment is not polluted by the dusted ash, that the ash is easy to transport and can be used for road surfaces and their restoration and that the removal of the sludge is carried out in a very economical way and with little effort can be.
The method described also has the great advantage that the sludge is only converted into a filter cake by filtering and dewatering, which is then introduced into a drying system; the drying takes place as a result of its own heat of combustion, if necessary additionally with the support of the heat of combustion from auxiliary fuel.
Then the dried filter cake is pulverized and stored in a storage tank; the stored sludge powder is then fed to the combustion chamber by means of a pneumatic conveyor or the like of the combustion chamber, in which it is incinerated in a suspended state. In this case, the air supply is adjusted approximately to the theoretical value in order to keep the temperature in the combustion chamber above the melting point of the ash resulting from the incineration of the sludge.
When the melting point of the ash is high, adding sodium or calcium salts to the sludge powder stored in the storage tank will lower it. The sludge powder is then burned in the combustion chamber, the temperature of which is kept above the melting point of the ash; the ash is then discharged from one side of the bottom of the combustion chamber in a molten state in order to subsequently cool and solidify it. The combustion exhaust gas is fed to the drying system and used to dry the sludge cake.
The dust contained in the exhaust gas is collected by means of a cyclone or the like. The collected dust is also fed to the storage tank. The exhaust gas from the cyclone and the like is washed with water, and the dust-contaminated water is returned to the sedimentation pond or the like.
It is possible to either lay the melted ash in gray or to pour it into a block, after which it can be transported further and used, for example, as a road surface.
The main advantage of the process described is that it effectively protects the environment in the removal of the sludge, which has not always been the case in the past.
Finally, environmental protection also consists in reducing the odor nuisance caused by the combustion exhaust gases to a minimum, which has not been the case everywhere in the past.