DE102007031791A1

DE102007031791A1 - Mixer pump for mixing catalyst containing mixture substance, particularly mixture substance of partly dry sewage sludge and biomass, comprises motor driven flexible shaft, which is guided into pump housing

Info

Publication number: DE102007031791A1
Application number: DE102007031791A
Authority: DE
Inventors: Juergen Buchert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-07
Filing date: 2007-07-07
Publication date: 2009-01-08

Abstract

The mixer pump (2) comprises a motor driven flexible shaft (12) guided into a pump housing (4), an inlet (18) for mixture substance (m) and a drain (32) for mixing the mixture substance. A blade-propeller (20) is provided with a specified blade (22), which is attached to the flexible shaft in the housing. The flexible shaft is provided with optimal rotational speeds with which the mixture substance to be mixed is balanced, so that the shearing force is generated in the working process in the mixture substance and entry of the thermal energy takes place.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischerpumpe zum weiteren Vermischen einer mindestens einen Katalysator enthaltenden Mischsubstanz, die von einer Crack-Einrichtung abgegeben wird, insbesondere einer Mischsubstanz aus teil-trockenem Klärschlamm und Biomasse.The The invention relates to a mixer pump for further mixing a at least one catalyst-containing mixed substance from a cracking device is discharged, in particular a mixed substance from semi-dry sewage sludge and biomass.

Es ist bekannt, einer Crack-Einrichtung eine Substanz samt Katalysator zum Zwecke des Aufspaltens (Crackens) in flüchtige und feste Stoffe zuzuführen. Auch ist es bekannt, als Ausgangssubstanzen zwei Substanzen samt Katalysator einer solchen Crack-Einrichtung zum Zwecke des thermischen Crackens zuzuführen. Hierbei ist eine besonders gute Vermischung der beiden Substanzen gewünscht. Zu diesem Zweck wird eine Mischerpumpe eingesetzt ( DE 10 2005 056 735 , 3).It is known to supply a cracking device, a substance including catalyst for the purpose of splitting (cracking) in volatile and solid substances. It is also known to supply as starting substances two substances together with the catalyst of such a cracking device for the purpose of thermal cracking. Here, a particularly good mixing of the two substances is desired. For this purpose, a mixer pump is used ( DE 10 2005 056 735 . 3 ).

Es hat sich nun gezeigt, dass konventionelle Mischerpumpen zwar eine gewisse Vermischung bewerkstelligen, dass diese aber verbessert werden kann.It has now been shown that conventional mixer pumps Although a do some mixing, but that improves can be.

Ein großes Problem bildet heutzutage die Beseitigung von Klärschlamm. Dieser Klärschlamm fällt in Industrieanlagen, aber auch bei Kläranlagen an. Ein solcher Schlamm wird häufig nicht mehr von Landwirten zur Düngung von Feldern angenommen, da er einerseits mit organischen Giftstoffen, andererseits aber auch mit gesundheitsschädlichen Schwermetallen belastet sein kann. Diese Stoffe können an die auf den Feldern wachsenden Pflanzen und Früchte weitergegeben werden. Es muß unbedingt verhindert werden, dass solche Substanzen mit den Pflanzen und Früchten verzehrt oder anders in Nahrungsmittel hineingelangen. Auch die thermische Beseitigung durch Verbrennen bereitet Umweltprobleme. Eine Beseitigung des Klärschlamms auf anderem Wege wäre daher wünschenswert.One The big problem nowadays is the elimination of sewage sludge. This sewage sludge falls in industrial plants, but also at sewage treatment plants. Such a mud will Often no longer from farmers to the fertilization of Fields, since on the one hand it contains organic toxins, on the other hand, but also with harmful heavy metals can be burdened. These substances can be attached to the Fields of growing plants and fruits are passed. It must be absolutely prevented that such substances consumed with the plants and fruits or otherwise in foods get in. Also the thermal removal by burning prepares environmental problems. An elimination of sewage sludge otherwise would be desirable.

Klärschlamm fällt u. a. im Form eines so genannten „teil-trockenen Klärschlamms" mit einem Feuchtigkeitsanteil von weniger als oder nicht viel mehr als 10% Wasser an. Übliche teilgetrocknete Klärschlämme enthalten in der Regel etwa 60% anorganische Stoffe, etwa 30% organische Stoffe und etwa 10% Wasser. Dieser teil-trockene Klärschlamm wird hier bevorzugt betrachtet. Es können jedoch auch Klärschlämme mit einem höheren Wassergehalt bei entsprechender Aufbereitung in Betracht gezogen werden.sewage sludge falls u. a. in the form of a so-called "semi-dry Sewage sludge "with a moisture content of less than or not much more than 10% water. Usual partially dried sewage sludge usually contain about 60% inorganic substances, about 30% organic Substances and about 10% water. This semi-dry sewage sludge will considered here preferred. However, sewage sludge can also be used with a higher water content with appropriate treatment be considered.

Sinnvoll wären ein Verfahren und eine Einrichtung zur Aufbereitung von bevorzugt teil-trockenem Klärschlamm, die die weitgehende Spaltung der im Klärschlamm enthaltenen organischen Substanzen sowie die Abtrennung der darin enthaltenen Feststoffe auf thermischem Wege ermöglichen.meaningful would be a method and a means of processing of preferably semi-dry sewage sludge, which is the most extensive Cleavage of the organic substances contained in sewage sludge and the separation of the solids contained therein on thermal Enable ways.

Aufgrund einer überraschenden Erkenntnis und auf diese Erkenntnis belegenden Experimenten kann gesagt werden, dass beim Zusammenbringen von üblichem Klärschlamm mit biologischer Masse („Biomasse") und bei thermischer Einwirkung ein katalytischer Prozeß einsetzt, der bei sorgfältiger Führung dieses Prozesses zu einem weitgehenden Abbau der organischen Substanzen sowohl im Klärschlamm als auch in der biologischen Masse führt. Unter „biologischer Masse" werden hier vornehmlich Abfallstoffe, wie z. B. Rapsreste, Holzreste (z. B. Sägemehl), Zuckerrüben-Reststoffe, Trester vom Bierbrauen oder von der Schnapsherstellung, Tiermehl, Zellulose aus der Papierherstellung, Preßkuchen aus der Futtermittel-Herstellung für Tiere, Stroh und dgl., aber auch andere Substanzen, wie die verschiedenen Getreidearten, Mais, auch sogenannte „nachwachsende Rohstoffe", etc. verstanden.by virtue of a surprising insight and to this realization Assuming experiments can be said that when matching common Sewage sludge with biological mass ("biomass") and using a catalytic process under thermal action, the one with careful guidance of this process to a substantial degradation of organic substances in both Sewage sludge as well as in the biological mass. Under "biological Mass "are primarily waste materials, such as rape residues, Wood residues (eg sawdust), sugar beet residues, Pomace from beer brewing or schnapps production, animal meal, cellulose from papermaking, presscake from feed production for animals, straw and the like, but also other substances, like the different cereals, corn, also called "renewable Raw materials ", etc. understood.

Dieser katalytische Prozeß beruht vermutlich auf der Tatsache, dass Klärschlamm in der Regel eine Menge an anorganischen Substanzen enthält, die bezüglich der biologischen Masse katalytisch wirken. Diese Substanzen sind möglicherweise die mineralischen Bestandteile des Klärschlamms.This catalytic process is probably based on the fact that sewage sludge is usually a lot of inorganic Contains substances that are biological Mass catalytically. These substances may be the mineral components of sewage sludge.

Die thermisch-katalytische Wirkung auf die biologische Masse hängt von der Zusammensetzung des Klärschlamms ab. Diese Zusammensetzung kann stark variieren. Dennoch: Es wurde gefunden, dass der Klärschlamm, der z. B. aus kommunalen Kläranlagen oder aus Industrieanlagen stammt, insbesondere in Form von „teil-trockenem Klärschlamm" ebenso wie die zugeführte biologische Masse so in dem beschriebenen Verfahren bei ausreichend hoher Temperatur zur Reaktion gebracht werden können, dass die organischen Bestandteile aus beiden Eingangsstoffen katalytisch gecrackt werden. Der flüchtige Bestandteil umfasst nach Abkühlung eine kraftstoffhaltige Flüssigkeit, deren Energiegehalt genutzt werden kann. Zurückbleibt letztlich nur noch ein fester Reststoff, der z. B. endgelagert werden kann.The thermal-catalytic effect on the biological mass depends from the composition of sewage sludge. This composition can vary greatly. Nevertheless, it has been found that sewage sludge, the z. B. from municipal sewage treatment plants or from industrial plants comes, in particular in the form of "semi-dry sewage sludge" as well as the supplied biological mass so in the described Process at sufficiently high temperature reacted can be that the organic components of both input materials be cracked catalytically. The volatile component includes after cooling a fuel-containing liquid, whose energy content can be used. Lags behind in the end only a solid residue that z. B. can be stored.

Demzufolge kann so vorgegangen werden, dass

a) der Klärschlamm mit einer Biomasse zusammengebracht wird,
b) dass die Mischung aus Klärschlamm und Biomasse dann einer Crack-Temperatur, insbesondere im Bereich von 250° bis 400°C, ausgesetzt wird, wobei sie verflüssigt und einer Crack-Reaktion ausgesetzt wird,
c) dass diese verflüssigte Mischung sodann in einer Mischerpumpe einer weiteren Crack-Reaktion ausgesetzt wird,
d) dass das Reaktions-Gemisch anschließend in einem Zwischenbehälter ausgegast wird, wonach der ausgegaste Bestandteil abgekühlt und als Kraftstoff bereitgestellt, und
e) dass die im Zwischenbehälter sich absetzenden Reststoffe gesammelt und von Zeit zu Zeit entnommen werden.

Consequently, it is possible to proceed in such a way that

a) the sewage sludge is brought together with a biomass,
b) the sludge and biomass mixture is then subjected to a cracking temperature, in particular in the range of 250 ° to 400 ° C, whereby it is liquefied and subjected to a cracking reaction,
c) that this liquefied mixture is then subjected to a further cracking reaction in a mixer pump,
d) that the reaction mixture is then outgassed in an intermediate container, after which the outgassed component cooled and provided as fuel, and
e) that settle in the intermediate container The residues are collected and removed from time to time.

Es ist also festzuhalten: Auch hierbei wird – wie bei anderen Crackverfahren mit zwei Ausgangssubstanzen – eine Mischerpumpe verwendet. Diese wird mit der heißen Mischsubstanz oder speziell Mischung aus Klärschlamm und Biomasse beaufschlagt, wobei der Crack-Prozess beim Eintritt in die Pumpe bereits weitgehend abgeschlossen ist.It So it should be noted: Also here is - as with others Cracking process with two starting substances - a mixer pump used. This is done with the hot mixed substance or specially treated mixture of sewage sludge and biomass, the cracking process already largely occurs when entering the pump is completed.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, dass sich der Crack-Prozess, d. h. das Aufspalten in flüchtige und feste Bestandteile, verbessern lässt, wenn eine Mischerpumpe ganz spezieller Ausgestaltung herangezogen wird. Damit lässt sich dann eine erhöhte Energieausbeute erzielen.The Invention is based on the consideration that the cracking process, d. H. splitting into volatile and solid components, can be improved if a mixer pump very special Design is used. This can then be done achieve an increased energy yield.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Mischerpumpe der eingangs genannten Art anzugeben, mit der sich das Mischen und der Crack-Prozess und damit die Energieausbeute verbessern lassen.task The invention is therefore a mixer pump of the aforementioned Specify type, with which the mixing and the cracking process and so that the energy yield can be improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Mischerpumpe

– mit einem Pumpengehäuse,
– mit einer motorisch angetriebenen Antriebswelle, die in das Pumpengehäuse führt,
– mit einem Zulauf für die Mischsubstanz,
– mit einem Ablauf für die weiter vermischte Mischsubstanz,
– mit einem Flügel-Propeller mit vorgegebener Anzahl von Flügeln, der im Gehäuse an die Antriebswelle angeschlossen ist, und
– mit einer Drehzahl der Antriebswelle, die diejenige optimale Drehzahl ist, die auf die weiter zu vermischende Mischsubstanz abgestimmt ist, so dass im Betrieb in der Mischsubstanz Scherkräfte erzeugt werden und ein thermischer Energieeintrag erfolgt, wodurch eine nennenswerte Verbesserung des Crackverhaltens der zugeführten Mischsubstanz eintritt.

This object is achieved by a mixer pump

With a pump housing,
With a motor-driven drive shaft which leads into the pump housing,
With an inlet for the mixed substance,
With a drain for the further mixed substance,
- With a wing propeller with a predetermined number of wings, which is connected in the housing to the drive shaft, and
- With a speed of the drive shaft, which is the optimum speed, which is adapted to be mixed further mixing substance, so that in operation in the mixing material shearing forces are generated and a thermal energy input occurs, whereby a significant improvement in the cracking behavior of the supplied mixed substance occurs.

Demnach lässt sich der Crack-Prozess dadurch entscheidend verbessern, dass die Drehzahl der Antriebswelle und damit des Flügelpropellers auf das zu verarbeitende, bereits teilweise gecrackte Stoffgemisch abgestimmt wird. Ganz wichtig ist also, dass der Flügel-Propeller nicht nur zum Vermischen dient. Er hat nämlich eine Doppelfunktion: Er dient gleichzeitig auch zur Erzeugung von Scherkräften in der Mischsubstanz, was zum Energieeintrag durch Temperaturerhöhung führen kann.Therefore This can significantly improve the cracking process that the speed of the drive shaft and thus of the wing propeller to the processed, already partially cracked mixture is agreed. So very important is that the wing propeller not just for mixing. He has a double function: At the same time it also serves to generate shear forces in the mixed substance, resulting in energy input due to temperature increase can lead.

Hier spielt die Viskosität der Mischsubstanz sicher eine wichtige Rolle. Nach heutigem Wissensstand kann die Abstimmung auf die optimale Drehzahl nur experimentell vorgenommen werden. Ist beim Durchfahren der Drehzahlen die optimale Drehzahl erreicht, steigt ganz nennenswert der Prozentsatz der flüchtigen Stoffe, die von der Mischerpumpe abgegeben werden. Damit kann ein erhöhter Prozentsatz dieser Stoffe zur Energieausbeute herangezogen werden.Here the viscosity of the mixed substance certainly plays an important role Role. According to current knowledge, the vote on the optimal Speed can only be made experimentally. Is driving through The speeds reached the optimum speed increases quite significantly the percentage of volatiles released by the mixer pump become. This can increase the percentage of these substances used for energy yield.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Antriebswelle vertikal ausgerichtet ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass im Pumpengehäuse unterhalb der Flügel des Flügelpropellers ein Material-Führungsblech schräg angeordnet ist, das die von den Flügeln weiterbeförderte vermischte Mischsubstanz in Richtung auf den Ablauf leitet.According to one preferred embodiment it is provided that the drive shaft is vertically aligned. It can be provided that in the pump housing below the wings of the winged propeller Material guide plate is arranged obliquely, which mixed the ones carried on by the wings Mixing substance in the direction of the drain passes.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass unterhalb des Pumpen-Gehäuses ein Separator zum Abscheiden von schweren Fremdkörpern, die durch den Propellerraum befördert wurden, angeordnet ist.To An advantageous development is provided that below the pump housing a separator for separating heavy Foreign objects passing through the propeller room were arranged.

Um Mischsubstanzen von unterschiedlicher Konsistenz und Beschaffenheit bearbeiten zu können, ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn eine Variationseinrichtung zur Veränderung des Spalts zwischen Flügeln und Pumpen-Stator vorgesehen ist. Mit Hilfe einer Einstelleinrichtung für die Drehzahl und der Variationseinrichtung für die Spaltbreite lässt sich durch Regelung eine optimale Energieausbeute erzielen.Around Mixed substances of different consistency and texture it is of particular advantage if a variation device for changing the gap between Wings and pump stator is provided. With the help of a Adjustment device for the speed and the variation device for the gap width can be controlled by achieve an optimal energy yield.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further preferred embodiments are in the subclaims characterized.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Mischerpumpe nach der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben.in the The following will be an embodiment of the mixer pump according to the invention described in more detail with reference to a drawing.

Gemäß der Figur besitzt die Mischerpumpe 2 ein Pumpengehäuse 4 mit Decke 6, Boden 8 und im Innenraum angeordneter horizontaler Trennwand 10. Eine motorisch angetriebene Antriebswelle 12 führt vertikal und zentral in das Innere des Gehäuses 4 bis knapp vor die Trennwand 10. Zum Antrieb können ein nicht näher bezeichneter elektrischer Motor und ein nicht näher bezeichnetes Getriebe vorgesehen sein. Die Drehzahl ist im Betrieb auf die sogenannte optimale Drehzahl n* eingestellt. Die Antriebswelle 12 wird von einem gekühlten Kugellager 14 gehalten. Der Kühlmittelzulauf und -ablauf sind mit 14a, 14b bezeichnet. Eine Wellenabdichtung 16 sorgt für die Abdichtung des Innenraums nach außen. Seitlich ist in der Decke 6 ein Zulauf 18 für eine weiter zu vermischende Mischsubstanz M aus zwei oder mehr Ausgangssubstanzen vorgesehen. Hierbei kann es sich bevorzugt um ein heißes und daher flüssiges Gemisch M aus einem teil-trockenen Klärschlamm S1 und einer Biomasse S2 handeln. Dieses Gemisch S1, S2 kann eine Temperatur im Bereich von 250° bis 380°C besitzen. Ggf. kann noch weiterer Abfall hinzutreten. Die optimale Drehzahl n* der Antriebswelle 12 liegt bei diesen Substanzen S1, S2 im Bereich von 500 bis 6.000 U/min. Das heiße Gemisch S1, S2 verhält sich annähernd wie Wasser.According to the figure has the mixer pump 2 a pump housing 4 with blanket 6 , Ground 8th and arranged in the interior horizontal partition 10 , A motor driven drive shaft 12 leads vertically and centrally into the interior of the housing 4 until just before the dividing wall 10 , For driving an unspecified electric motor and an unspecified transmission can be provided. The speed is set in operation to the so-called optimal speed n *. The drive shaft 12 is from a cooled ball bearing 14 held. The coolant inlet and outlet are with 14a . 14b designated. A shaft seal 16 ensures the sealing of the interior to the outside. Sideways is in the ceiling 6 a feed 18 for a mixing substance M to be mixed further comprising two or more starting substances. This may preferably be a hot and therefore liquid mixture M of a partially dry sewage sludge S1 and a biomass S2. This mixture S1, S2 may have a temperature in the range of 250 ° to 380 ° C. Possibly. can be added more waste. The optimal speed n * of the drive shaft 12 is in these substances S1, S2 in the range of 500 to 6,000 rev / min. The hot mixture S1, S2 behaves almost like water.

Für experimentelle Zwecke wurde eine heiße Mischsubstanz M aus Rapsfrucht oder Rapskuchen in einem Thermoöl, was ein sogenannter Schwersieder ist, verwendet. Die nach Durchfahren der Drehzahl n von 500 bis 6.000 U/min experimentell ermittelte optimale Drehzahl n*, die auf diese Mischsubstanz M abgestimmt war, lag hier im Bereich von 1.000 bis 1.500 U/min. In gleicher Weise können beim Durchfahren eines Drehzahlbereichs die optimalen Drehzahlen n* für andere Substanz-Kombinationen experimentell ermittelt werden. Es wird angenommen, dass in der Mischsubstanz M bei der optimalen Drehzahl n* kontrolliert Scherkräfte entstehen und dadurch ein thermischer Energieeintrag erfolgt. Dadurch wird eine beträchtliche Verbesserung des Crackens, und zwar in der Pumpe 2 selbst, erzielt.For experimental purposes, a hot mixed substance M of rape fruit or rape cake in a thermal oil, which is a so-called high boiler, was used. The experimentally determined after passing through the speed n of 500 to 6,000 rpm optimal speed n *, which was tuned to this mixed substance M, here was in the range of 1,000 to 1,500 U / min. In the same way, when driving through a speed range, the optimum rotational speeds n * for other substance combinations can be determined experimentally. It is assumed that shear forces occur in the mixed substance M at the optimum rotational speed n * in a controlled manner, resulting in a thermal energy input. This results in a considerable improvement in cracking, in the pump 2 yourself, scored.

Am Ende der Antriebswelle 12 ist ein Flügel-Propeller 20 festgemacht. Dieser kann z. B. 5 Flügel 22 besitzen. Der massive Pumpen-Stator, der im Betrieb ja stillsteht, ist mit 23 bezeichnet und eng schraffiert. Er ist an der Decke 6 und am Boden 8 festgemacht. Die Flügel 22 bewegen sich bei der Rotation knapp an der seitlichen Innenwand 24 des Gehäuses 4 entlang. Sie können bevorzugt aus Edelstahl bestehen. Wichtig ist der Spalt 25 zwischen den Flügeln 22 und dem Pumpen-Stator 23. In diesem Spalt 25 wird durch Friktion die Mischsubstanz M erhitzt. Je enger und länger der Spalt 25 ist, desto besser wird die Reibung in Wärme umgesetzt. – Wie später noch näher erläutert wird, kann durch kontrollierte Veränderung des Spalts 25 und kontrollierte Veränderung der Drehzahl n die optimale Drehzahl eingestellt werden.At the end of the drive shaft 12 is a wing propeller 20 fixed. This can z. B. 5 wings 22 have. The massive pump stator, which is stationary in operation yes, is with 23 designated and narrow hatched. He is on the ceiling 6 and on the ground 8th fixed. The wings 22 move close to the lateral inner wall during the rotation 24 of the housing 4 along. They can preferably be made of stainless steel. Important is the gap 25 between the wings 22 and the pump stator 23 , In this gap 25 the mixed substance M is heated by friction. The narrower and longer the gap 25 The better the friction is converted into heat. - As will be explained later, by controlled change of the gap 25 and controlled change of speed n the optimum speed can be adjusted.

Unterhalb der Flügel 22 ist in der Trennwand 10 beidseitig je eine Durchlassöffnung 26, 28 für die weiter vermischte Mischsubstanz N angeordnet. Unterhalb der Durchlassöffnung 26 befindet sich ein schräg befestigtes Material-Führungsblech 30, das die weiter vermischte Mischsubstanz N in Richtung auf einen rechts am Boden 8 angeordneten Ablauf 32 leitet.Below the wings 22 is in the partition 10 one passage opening on each side 26 . 28 arranged for the further mixed substance N mixed. Below the passage opening 26 there is an inclined material guide plate 30 containing the further mixed substance N in the direction of a right at the bottom 8th arranged sequence 32 passes.

Unterhalb des Pumpen-Gehäuses 4, und zwar am Ablauf 32, befindet sich ein Separator 34. Er dient zum Abscheiden von größeren und schwereren Fremdkörpern, z. B. Schrauben 36 und Steinen 38, die durch den Propellerraum befördert wurden. Der Separator 34 ist mit einer seitlichen Reinigungsöffnung 40 ausgestattet, aus der die schwereren Fremdkörper 36, 38 von Zeit zu Zeit entnommen werden können.Below the pump housing 4 , at the expiration 32 , there is a separator 34 , It serves to separate larger and heavier foreign bodies, eg. B. screws 36 and stones 38 that were transported through the propeller room. The separator 34 is with a side cleaning opening 40 equipped, from which the heavier foreign bodies 36 . 38 from time to time.

Die Mischsubstanz N, deren Flussrichtung durch gekrümmte Pfeile verdeutlicht ist, gelangt über ein Grobfiltersieb 42 in eine Auslassleitung 44, von wo aus sie der weiteren Bearbeitung zugeführt wird. Diese umfasst insbesondere die Destillation und die Entnahme der flüchtigen und nicht-flüchtigen Bestandteile.The mixed substance N, whose flow direction is illustrated by curved arrows, passes through a coarse filter screen 42 in an outlet pipe 44 from where it is sent for further processing. This includes in particular the distillation and the removal of the volatile and non-volatile constituents.

Von erheblicher Bedeutung ist es vorliegend, dass zur Veränderung der Breite des Spalts 25 zwischen den Flügeln 22 einerseits und dem Pumpen-Stator 23 andererseits eine Einstell- oder Variationseinrichtung 46 vorgesehen sein kann. Diese Variationseinrichtung 46 ermöglicht es, die Mischerpumpe 2 auf verschiedene Arten von Mischsubstanz M einzustellen. Sie kann in verschiedener Art ausgeführt sein, z. B. mechanisch, mechanisch-hydraulisch oder elektro-mechanisch.Of considerable importance in the present case is that for changing the width of the gap 25 between the wings 22 on the one hand and the pump stator 23 on the other hand, an adjustment or variation device 46 can be provided. This variation device 46 allows the mixer pump 2 to adjust to various types of mixed substance M. It can be designed in various ways, for. B. mechanical, mechanical-hydraulic or electro-mechanical.

In der Figur wird vorliegend von einer mechanisch-hydraulischen Lösung Gebrauch gemacht. Mit Hilfe von Hydraulik-Flüssigkeit H können hier die Flügel 22 um einige Grad gedreht oder geschwenkt werden, vorliegend also um ihre z. B. horizontale Achse 48. Mit Hilfe der Hydraulik-Flüssigkeit H und eines in einem Hydraulik-Zylinder 50 angeordneten Kopfes 52 kann ein Stößel 54 in Richtung des Doppelpfeils 56 bewegt werden. Der Stößel 54 ist dabei in Längsrichtung der Welle 12, und zwar innerhalb dieser Welle 12, untergebracht. Der Stößel 54 drückt endseitig auf zwei Verstellhebel 58, 60, die beim Drücken mehr oder weniger geschwenkt werden, was zur besagten Drehung der Flügel 22 führt.In the figure, use is made here of a mechanical-hydraulic solution. With the help of hydraulic fluid H here are the wings 22 rotated or pivoted by a few degrees, so in this case to their z. B. horizontal axis 48 , With the help of hydraulic fluid H and one in a hydraulic cylinder 50 arranged head 52 can be a pestle 54 in the direction of the double arrow 56 to be moved. The pestle 54 is in the longitudinal direction of the shaft 12 within this wave 12 , housed. The pestle 54 presses end on two lever 58 . 60 , which are more or less pivoted when pressing, resulting in the said rotation of the wings 22 leads.

Eine alternative Lösung (nicht gezeigt) sieht vor, dass der Stößel 54 endseitig eine Verzahnung aufweist. Die Flügel 22, z. B. zwei an der Zahl, sind durch einen Verstellhebel mit einander verbunden, der mittig ebenfalls eine Zahnung besitzt. In letztere greift die Verzahnung des Stößels 54 ein, so dass eine mehr oder weniger große Drehung bei Beaufschlagung mit Hydraulik-Flüssigkeit über einen Hydraulik-Zylinder bewirkt wird.An alternative solution (not shown) provides that the plunger 54 has a toothing end. The wings 22 , z. B. two in number, are connected by an adjusting lever with each other, which also has a toothing in the center. In the latter engages the toothing of the plunger 54 a, so that a more or less large rotation upon application of hydraulic fluid is effected via a hydraulic cylinder.

Die produktbezogene Verstellmöglichkeit der Breites des Spalts 25 ist von großem Vorteil. Mit ihrer Hilfe lässt sich die optimale Drehzahl ermitteln und einstellen. Auch lässt sich so der Anfahrvorgang optimieren.The product-related adjustment of the width of the gap 25 is of great advantage. With their help, the optimum speed can be determined and adjusted. This also allows the startup process to be optimized.

Zu beachten ist auch folgendes: Man möchte bei jeder Mischung M und bei jeder Temperatur eine möglichst gute Durchmischung gewährleisten. Über die Spaltbreite lässt sich der Energieeintrag bei annähernd gleich gehaltener (insbesondere möglichst großer) Förderung und Durchmischung regeln. Mit anderen Worten: Neben der üblichen Einstellung oder Regelung der Fördermenge lässt sich hierdurch auch der thermische Eintrag regeln.To note is also the following: one would like with each mixture M and at every temperature the best possible mixing guarantee. Over the gap width leaves the energy input is approximately the same (especially as large as possible) promotion and mixing. In other words: besides the usual Adjustment or regulation of the flow rate This also regulates the thermal entry.

22: Mischerpumpemixer pump
44: Pumpengehäusepump housing
66: Deckeblanket
88th: Bodenground
1010: Trennwandpartition wall
1212: Antriebswelledrive shaft
1414: Kugellagerball-bearing
14a14a: KühlmittelzulaufCoolant inlet
14b14b: KühlmittelablaufCoolant flow
1616: Wellenabdichtungshaft seal
1818: ZulaufIntake
2020: Flügel-PropellerWing propeller
2222: Flügelwing
2323: Pumpen-StatorPump stator
2424: Innenwandinner wall
2525: Stator-Rotor-SpaltStator-rotor gap
2828: DurchlassöffnungPort
3030: Material-FührungsblechMaterial guide plate
3232: Ablaufprocedure
3434: Separatorseparator
3636: Schraubescrew
3838: Steinstone
4040: Reinigungsöffnungcleaning opening
4242: GrobfiltersiebGrobfiltersieb
4444: Auslassleitungoutlet pipe
4646: Variationseinrichtungvariation device
4848: Achseaxis
5050: Hydraulik-ZylinderHydraulic Cylinder
5252: Kopfhead
5454: Stößeltappet
5656: Doppelpfeildouble arrow
5858: Verstellhebeladjusting
6060: Verstellhebeladjusting
HH: Hydraulik-FlüssigkeitHydraulic fluid
MM: Mischsubstanzmixed substance
NN: weiter vermischte Mischsubstanzfurther mixed substance
S1S1: Klärschlammsewage sludge
S2S2: Biomassebiomass
nn: Drehzahlrotation speed
n*n *: optimale Drehzahloptimal rotation speed

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102005056735 [0002]

Claims

Mixer pump ( 2 ) for further mixing a mixed substance (M) containing at least one catalyst, which is discharged from a cracking device, in particular a mixed substance (M) from partially dry sewage sludge (S1) and biomass (S2), with a pump housing ( 4 ), - with a motor-driven drive shaft ( 12 ), which are in the pump housing ( 4 ), - with a feed ( 18 ) for the mixed substance (M), - with a sequence ( 32 ) for the further mixed substance (N), - with a wing propeller ( 20 ) with a predetermined number of wings ( 22 ) in the housing ( 4 ) to the drive shaft ( 12 ) is connected, and - with a speed of the drive shaft ( 12 ) which is the optimum rotational speed (n *) tuned to the mixed substance (M) to be further mixed, so that shearing forces are generated in operation in the mixed substance (M) and a thermal energy input occurs, thereby remarkably improving the cracking performance the supplied mixed substance (M) occurs.

Mixer pump ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the drive shaft ( 12 ) is vertically aligned.

Mixer pump ( 2 ) according to claim 2, characterized in that in the pump housing ( 4 ) below the wings ( 22 ) of the wing propeller ( 20 ) a material guide plate ( 30 ) is arranged obliquely, that of the wings ( 22 ) further conveyed mixed substance (N) in the direction of the drain ( 32 ).

Mixer pump ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that for determining the optimum speed, the rotational speed of the drive shaft ( 12 ) is variable in the range of 500 to 6000 rpm.

Mixer pump ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sequence ( 32 ) on the ground ( 8th ) of the pump housing ( 4 ) is arranged.

Mixer pump ( 2 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that below the pump housing ( 4 ) a separator ( 34 ) for the separation of heavy foreign bodies ( 36 . 38 ) carried by the propeller space.

Mixer pump ( 2 ) according to claim 6, characterized in that the separator ( 34 ) with a cleaning opening ( 40 ), which is preferably arranged laterally.

Mixer pump ( 2 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the wings ( 22 ) of the wing propeller ( 20 ) are made of stainless steel.

Mixer pump ( 2 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that a total of 5 wings ( 22 ) on the wing propeller ( 20 ) are mounted.

Mixer pump ( 2 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the drive shaft ( 12 ) in a warehouse ( 14 ) stored by a cooling liquid ( 14a . 14b ) is cooled.

Mixer pump ( 2 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the mixed substance (M) has a relatively high temperature which is in the range of the cracking temperature.

Mixer pump ( 2 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the mixed substance (M) is a liquid mixture of partially dry sewage sludge (S1) and biomass (S2) and has a temperature in the range of 250 ° to 380 ° C.

Mixer pump ( 2 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that a variation device ( 46 ) for changing the gap ( 25 ) between wings ( 22 ) and pump stator ( 23 ) is provided.

Mixer pump ( 2 ) according to claim 13, characterized in that the variation device ( 46 ) for twisting the wings ( 22 ) is provided.

Mixer pump ( 2 ) according to claim 13 or 14, characterized in that the variation device ( 46 ) Based on a mechanical-hydraulic principle.