DE102007042006A1 - Trocknungs-Vorrichtung für Klärschlämme - Google Patents

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Abstract

Bei einer Trocknungs-Vorrichtung (100) für Klärschlämme, mit einer Beheizungs-Einheit (110) zum Erwärmen der Klärschlämme, die eine Schlamm-Einlassöffnung (111) zum Einführen feuchter Klärschlämme und eine Schlamm-Auslassöffnung (112) zum Abgeben getrockneter Klärschlämme sowie eine Gas-Einlassöffnung (121) für eine Zufuhr von Heißgas in die Beheizungs-Einheit (110) und eine Gas-Auslassöffnung (122) für ein Abführen des Heißgases aufweist, wird die Wirtschaftlichkeit gegenüber den bekannten Vorrichtungen dadurch verbessert, dass ein Tranport von Klärschlamm von der Schlamm-Einlassöffnung (111) zu der Schlamm-Auslassöffnung (112) über eine im Inneren der Beheizungs-Einheit (110) angeordnete, mittels einer Antriebseinheit (131) rotierende archimedische Transporteinheit (130) erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Trocknungs-Vorrichtung für Klärschlämme, mit einer Beheizungs-Einheit zum Erwärmen der Klärschlämme, die eine Schlamm-Einlassöffnung zum Einführen feuchter Klärschlämme und eine Schlamm-Auslassöffnung zum Abgeben getrockneter Klärschlämme sowie eine Gas-Einlassöffnung für eine Zufuhr von Heißgas in die Beheizungs-Einheit und eine Gas-Auslassöffnung für ein Abführen des Heißgases aufweist.
  • Trocknungs-Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden im Stand der Technik verwendet, um Klärschlämme zum Zweck einer Volumen- und Gewichtsreduzierung zu trocknen. Die bekannten Vorrichtungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie bezüglich der Möglichkeiten ihrer Wirtschaftlichkeit noch nicht zu Ende gedacht sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Trocknungs-Vorrichtung zu schaffen, deren Wirtschaftlichkeit gegenüber den bekannten Vorrichtungen verbessert ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Transport von Klärschlamm von der Schlamm-Einlassöffnung zu der Schlamm-Auslassöffnung über eine im Inneren der Beheizungs-Einheit angeordnete, mittels einer Antriebseinheit rotierbare archimedische Transporteinheit erfolgt.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die Merkmalskombination, dass ein Transport von Klärschlamm von der Schlamm-Einlassöffnung zu der Schlamm-Auslassöffnung über eine im Inneren der Beheizungs-Einheit angeordnete, mittels einer Antriebseinheit rotierbare archimedische Transporteinheit erfolgt, erreicht, dass Klärschlämme unter permanenter Dislokation bei gleichzeitiger permanenter interner Bewegung und daher sehr effektiv von Heißgasen umströmt werden.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Transporteinheit als Transportschnecke ausgebildet ist. Alternativ kann die Transporteinheit auch als eine Wendel mit. einem freien zentralen Bereich aufweisender Spiraltrogförderer ausgebildet sein.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Transporteinheit zusammen mit der Beheizungs-Einheit in einem vorgegebenen Winkel bezüglich einer Abstellfläche der Vorrichtung geneigt angeordnet ist. Dies entspricht zum einen der natürlichen Anordnung der Transporteinheit, bei der die Schlamm-Auslassöffnung oberhalb der Schlamm-Einlassöffnung angeordnet ist. Zum anderen ist dadurch aber auch eine Ausführungsform leicht realisierbar, bei der eine Mehrzahl von Transporteinheiten enthaltenden Beheizungs-Einheiten kaskadiert hintereinander angeordnet sind, um beispielsweise im Falle einer gewollt kurzen Ausführung einer Transporteinheit einen hohen Trocknungsgrad zu erreichen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass eine die Antriebseinheit einer Transporteinheit zum Zweck der Regelung der Transportgeschwindigkeit von Klärschlamm eine vorgebbare Umdrehungszahl aufweist. Auch in dem Fall, dass aufgrund spezifischer Eigenschaften eines Klärschlamms eine hohe Umdrehungszahl einer Transporteinheit notwendig ist, kann eine kaskadierte Hintereinanderschaltung einer Mehrzahl von Transporteinheiten nützlich sein.
  • Gemäß einer wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Transporteinheit als Transportschnecke ausgebildet und im Bereich ihrer Peripherie so gebogen ist, dass bei einem Rücktransport von Klärschlamm von einem peripheren Bereich der Transporteinheit in einen der Achse der Transporteinheit nahen Bereich ein Wenden des Klärschlamms erfolgt. Alternativ ist gemäß einer wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Fall, dass die Transporteinheit als eine Wendel aufweisender Spiraltrogförderer ausgebildet ist, vorgesehen, dass zwischen sich gegenüberstehenden benachbarten Bereichen der Wendel bevorzugt als Wendestangen ausgebildete Wendeflächen vorgesehen sind, um bei einem Rücktransport von Klärschlamm von einem peripheren Bereich der Transporteinheit in einen der Achse der Transporteinheit nahen Bereich ein Wenden des Klärschlamms zu bewirken. Jeweils benachbarte Wendestangen sind dabei vorzugsweise jeweils um 90° gegeneinander versetzt angeordnet.
  • Bei der erfindungsgemäßen Trocknungs-Vorrichtung ist die Temperatur eines Heißgases vorzugsweise auch etwa 60°C bis 80°C bemessen. Bei dieser Temperatur wird eine wirkungsvolle Trocknung von Klärschlämmen erzielt, bei denen der Anteil von Trockensubstanz auf etwa 20% bis 30% bemessen ist, wie sie vorzugsweise für eine Trocknung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung Verwendung finden. Vorzugsweise ist ein Klärschlamm mit etwa 20% bis 30% Trockensubstanz dabei im Vorfeld eines Trocknungsvorgangs zu einer Mehrzahl von Blockeinheiten verpresst.
  • Gemäß einer weiteren wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass eine rotierbare Schneideinheiten aufweisende Zerkleinerungseinheit vorgesehen ist, um in Blockeinheiten verdichteten Klärschlamm vor einem Einleiten in die Schlamm-Einlassöffnung der Beheizungs-Einheit zu zerkleinern. Eine Schneideinheit ist dabei vorzugsweise aber nicht notwendigerweise als im Wesentlichen recheckförmiges, zwei parallele Schneidkanten aufweisendes Schneidblatt ausgeführt. Vorzugsweise sind dabei eine Mehrzahl parallel angeordneter Schneideinheiten auf einer rotierbaren Welle radial ausgerichtet angeordnet.
  • Entsprechend einer besonders effektiven Ausgestaltung einer Zerkleinerungseinheit sind zwei parallel angeordnete rotierbare Wellen vorgesehen, wobei die jeweiligen Schneideinheiten der beiden Wellen sich zumindest teilweise überlappend angeordnet sind und dabei in entgegengesetzte Richtungen rotierbar sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass oberhalb der Schlamm-Einlassöffnung der Beheizungs-Einheit eine Silo-Einrichtung zum Speichern von Klärschlamm vorgesehen ist, die eine verstellbare Auslassöffnung für eine dosierbare Abgabe von Klärschlamm aufweist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform im weiteren Umfeld der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Heißgas für die Beheizungs-Einheit verbranntes Fermentierungsgas aus einem mit biologischem Abfall befüllten Faulturm ist.
  • Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform im weiteren Umfeld der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Heißgas für die Beheizungs-Einheit mittels eines Gas/Flüssigkeits-Wärmetauschers erwärmte Luft ist, wobei die Flüssigkeits-Seite des Gas/Flüssigkeits-Wärmetauschers von der erwärmten Kühlflüssigkeit eines mittels Fermentierungsgas aus einem mit biologischem Abfall befüllten Faulturm betriebenen Motors eines Blockheizkraftwerkes erwärmt ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in der Figur der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:
  • 1 eine bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht;
  • 2 die Zerkleinerungseinheit der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht von oben;
  • 3 eine Wendel der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht.
  • Die in den 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Trocknungs-Vorrichtung 100 für Klärschlämme enthält eine Beheizungs-Einheit 110 zum Erwärmen der Klärschlämme, mit einer Schlamm-Einlassöffnung 111 zum Einführen feuchter Klärschlämme und eine Schlamm-Auslassöffnung 112 zum Abgeben getrockneter Klärschlämme sowie eine Gas-Einlassöffnung 121 für eine Zufuhr von Heißgas in die Beheizungs-Einheit 110 und eine Gas-Auslassöffnung 122 für ein Abführen des Heißgases. Ein Transport von Klärschlamm von der Schlamm-Einlassöffnung 111 zu der Schlamm-Auslassöffnung 112 erfolgt dabei über eine im Inneren der Beheizungs-Einheit 110 angeordnete, mittels einer Antriebseinheit 131 rotierbare archimedische Transporteinheit 130.
  • Die Transporteinheit 130 ist zusammen mit der Beheizungs-Einheit 110 in einem vorgegebenen Winkel bezüglich einer Abstellfläche 140 der Vorrichtung 100 geneigt angeordnet, wobei die Schlamm-Auslassöffnung 112 oberhalb der Schlamm-Einlassöffnung 111 angeordnet ist.
  • Die Transporteinheit 130 ist im Bereich ihrer Peripherie so gebogen, dass bei einem Rücktransport von Klärschlamm von einem peripheren Bereich der Transporteinheit in einen der Achse der Transporteinheit 130 nahen Bereich ein Wenden des Klärschlamms erfolgt.
  • Wie in 3 dargestellt ist die Transporteinheit 130 als eine Wendel aufweisender Spiraltrogförderer ausgebildet, bei dem zwischen sich gegenüberstehenden benachbarten Bereichen der Wendel Wendestangen 132 vorgesehen sind, um bei einem Rücktransport von Klärschlamm von einem peripheren Bereich der Transporteinheit 130 in einen der Achse der Transporteinheit (130) nahen Bereich ein Wenden des Klärschlamms zu bewirken. Jeweils benachbarte Wendestangen sind dabei um 90° gegeneinander versetzt angeordnet.
  • Die Antriebseinheit 131 einer Transporteinheit 130 weist zum Zweck der Regelung der Transportgeschwindigkeit von Klärschlamm eine vorgebbare Umdrehungszahl auf.
  • Die Temperatur eines Heißgases ist auf 70°C bemessen, wobei der Anteil von Trockensubstanz in einem Klärschlamm auf etwa 25% bemessen ist. Ein Klärschlamm mit etwa 25% Trockensubstanz ist zu einer Mehrzahl von Blockeinheiten verpresst.
  • Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trocknungs-Vorrichtung 100 sind eine Mehrzahl von Transporteinheiten 130 enthaltenden Beheizungs-Einheiten 110 kaskadiert hintereinander angeordnet.
  • Des Weiteren weist die dargestellte erfindungsgemäße Trocknungs-Vorrichtung 100 eine rotierbare Schneideinheiten 151 enthaltende Zerkleinerungseinheit 150 auf, um in Blockeinheiten verdichteten Klärschlamm vor einem Einleiten in die Schlamm-Einlassöffnung 111 der Beheizungs-Einheit 110 zu zerkleinern. Eine Schneideinheit 151 ist dabei als im Wesentlichen recheckförmiges, zwei parallele Schneidkanten 152 aufweisendes Schneidblatt ausgeführt, und eine Mehrzahl parallel angeordneter Schneideinheiten 151 ist dabei auf einer rotierbaren Welle 153 radial ausgerichtet angeordnet.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei parallel angeordnete rotierbare Wellen 153 vorgesehen, wobei die jeweiligen Schneideinheiten 151 der beiden Wellen 153 sich zumindest teilweise überlappend angeordnet sind und dabei in entgegengesetzte Richtungen rotierbar sind.
  • Oberhalb der Schlamm-Einlassöffnung 111 der Beheizungs-Einheit 110 ist eine Silo-Einrichtung 160 zum Speichern von Klärschlamm vorgesehen, die eine verstellbare Auslassöffnung 161 für eine dotierbare Abgabe von Klärschlamm aufweist.
  • Das Heißgas für die Beheizungs-Einheit 110 ist verbranntes Fermentierungsgas aus einem mit biologischem Abfall befüllten Faulturm.
  • Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.

Claims (20)

  1. Trocknungs-Vorrichtung (100) für Klärschlämme, mit einer Beheizungs-Einheit (110) zum Erwärmen der Klärschlämme, die eine Schlamm-Einlassöffnung (111) zum Einführen feuchter Klärschlämme und eine Schlamm-Auslassöffnung (112) zum Abgeben getrockneter Klärschlämme sowie eine Gas-Einlassöffnung (121) für eine Zufuhr von Heißgas in die Beheizungs-Einheit (110) und eine Gas-Auslassöffnung (122) für ein Abführen des Heißgases aufweist, dadurch gekennzeichnet dass ein Transport von Klärschlamm von der Schlamm-Einlassöffnung (111) zu der Schlamm-Auslassöffnung (112) über eine im Inneren der Beheizungs-Einheit (110) angeordnete, mittels einer Antriebseinheit (131) rotierbare archimedische Transporteinheit (130) erfolgt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheit (130) als Transportschnecke ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheit (130) als eine Wendel mit einem freien zentralen Bereich aufweisender Spiraltrogförderer ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheit (130) zusammen mit der Beheizungs-Einheit (110) in einem vorgegebenen Winkel bezüglich einer Abstellfläche (140) der Vorrichtung (100) geneigt angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlamm-Auslassöffnung (112) oberhalb der Schlamm-Einlassöffnung (111) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheit (130) als Transportschnecke ausgebildet und im Bereich ihrer Peripherie so gebogen ist, dass bei einem Rücktransport von Klärschlamm von einem peripheren Bereich der Transporteinheit (130) in einen der Achse der Transporteinheit (130) nahen Bereich ein Wenden des Klärschlamms erfolgt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinheit (130) als eine Wendel aufweisender Spiraltrogförderer ausgebildet ist, bei dem zwischen sich gegenüberstehenden benachbarten Bereichen der Wendel Wendeflächen vorgesehen sind, um bei einem Rücktransport von Klärschlamm von einem peripheren Bereich der Transporteinheit (130) in einen der Achse der Transporteinheit (130) nahen Bereich ein Wenden des Klärschlamms zu bewirken.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendeflächen als Wendestangen (132) ausgebildet sind, wobei jeweils benachbarte Wendestangen um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind. (3)
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (131) einer Transporteinheit (130) zum Zweck der Regelung der Transportgeschwindigkeit von Klärschlamm eine vorgebbare Umdrehungszahl aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Transporteinheiten (130) enthaltenden Beheizungs-Einheiten (110) kaskadiert hintereinander angeordnet sind.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur eines Heißgases auf etwa 60°C bis 80°C bemessen ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Trockensubstanz in einem Klärschlamm auf etwa 20% bis 30% bemessen ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klärschlamm mit etwa 20% bis 30% Trockensubstanz zu einer Mehrzahl von Blockeinheiten verpresst ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine rotierbare Schneideinheiten (151) aufweisende Zerkleinerungseinheit (150) vorgesehen ist, um in Blockeinheiten verdichteten Klärschlamm vor einem Einleiten in die Schlamm-Einlassöffnung (111) der Beheizungs-Einheit (110) zu zerkleinern.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneideinheit (151) als im Wesentlichen recheckförmiges, zwei parallele Schneidkanten (152) aufweisendes Schneidblatt ausgeführt ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl parallel angeordneter Schneideinheiten (151) auf einer rotierbaren Welle (153) radial ausgerichtet angeordnet ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwei parallel angeordnete rotierbare Wellen (153) vorgesehen sind, wobei die jeweiligen Schneideinheiten (151) der beiden Wellen (153) sich zumindest teilweise überlappend angeordnet sind und dabei in entgegengesetzte Richtungen rotierbar sind.
  18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Schlamm-Einlassöffnung (111) der Beheizungs-Einheit (110) eine Silo-Einrichtung (160) zum Speichern von Klärschlamm vorgesehen ist, die eine verstellbare Auslassöffnung (161) für eine dosierbare Abgabe von Klärschlamm aufweist.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Heißgas für die Beheizungs-Einheit (110) verbranntes Fermentierungsgas aus einem mit biologischem Abfall befüllten Faulturm ist.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Heißgas für die Beheizungs-Einheit (110) mittels eines Gas/Flüssigkeits-Wärmetauschers erwärmte Luft ist, wobei die Flüssigkeits-Seite des Gas/Flüssigkeits-Wärmetauschers von der erwärmten Kühlflüssigkeit eines mittels Fermentierungsgas aus einem mit biologischem Abfall befüllten Faulturm betriebenen Motors eines Blockheizkraftwerkes erwärmt ist.
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