DE102020000818A1 - Utilization of digested sewage sludge in a fluidized bed plant - Google Patents
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Abstract
Nach der Erfindung wird Klärschlamm solarthermisch getrocknet und durch Mischung auf einen Brennwert/Heizwert gebracht, bei dem ein selbstgängige Verbrennung in einer Wirbelschichtfeuerung/Ofen gewährleistet ist.According to the invention, sewage sludge is solar-thermally dried and, by mixing, brought to a calorific value / calorific value at which automatic combustion in a fluidized bed furnace / furnace is ensured.
Description
Die Erfindung betrifft die Verwertung von ganz oder teilweise ausgefaultem Klärschlamm durch Verbrennung in einem Ofen, vorzugsweise in einer Wirbelschichtfeuerung. Üblicherweise wird Klärschlamm vor der Verbrennung entwässert, um den Brennwert zu erhöhen. Die Entwässerung erfolgt in einem ersten Schritt mechanisch, zum Beispiel durch Filterung oder mittels Zentrifuge. Besonders wirksam ist eine Filterung in einer Filterpresse. Bei der Filterung wird Flüssigkeit aus dem Klärschlamm entfernt. Dabei kann ein TR-Gehalt zum Beispiel zwischen 25 und 30Gew % (Anteil der Trockensubstanz an dem Klärschlamm) erzeugt werden.The invention relates to the utilization of completely or partially digested sewage sludge by incineration in a furnace, preferably in a fluidized bed furnace. Sewage sludge is usually dewatered before incineration in order to increase its calorific value. The first step is mechanical dewatering, for example by filtering or using a centrifuge. Filtering in a filter press is particularly effective. During the filtering process, liquid is removed from the sewage sludge. A DR content of between 25 and 30% by weight (proportion of dry matter in the sewage sludge) can be generated.
Je höher der TR-Gehalt des Klärschlammes ist, desto leichter verbrennt der Klärschlamm. Der Heizwert/Brennwert des Klärschlammes hängt darüber hinaus vom Anteil seiner brennbaren Bestandteile ab. Je nach Abstammung des Klärschlammes aus einer kommunalen Entwässerung oder aus einer industriellen Entwässerung besitzt der Klärschlamm einen anderen Heizwert/Brennwert.The higher the TR content of the sewage sludge, the easier the sewage sludge burns. The calorific value / calorific value of the sewage sludge also depends on the proportion of its combustible components. Depending on the origin of the sewage sludge from municipal drainage or from industrial drainage, the sewage sludge has a different calorific value / calorific value.
Unterhalb eines bestimmten Brennwertes/Heizwertes ist zum Verbrennen des Klärschlammes ein Stützfeuer erforderlich. Oberhalb des bestimmten Brennwertes/Heizwertes verbrennt der Klärschlamm ohne Stützfeuer. Das wird als selbstgängige Verbrennung bezeichnet. Der bestimmte Brennwert/Heizwert ist von der Art der Feuerung und von den Eigenschaften der Feuerung im Detail abhängig. Zum Beispiel besitzt ein Klärschlamm aus dem Emscherklärwerk Bottrop bei einem TR-Gehalt von 52Gew% einen ausreichenden Heizwert/Brennwert für eine selbstgängige Verbrennung in einer Wirbelschichtfeuerung des Klärwerkes. Bei anderem Klärschlamm und/oder anderer Feuerung kann ein entsprechender Heizwert bei einem höheren oder niedrigeren TR-Gehalt vorliegen.Below a certain calorific value / calorific value, a supporting fire is required to burn the sewage sludge. Above the specific calorific value / calorific value, the sewage sludge burns without a supporting fire. This is called self-combustion. The specific calorific value / calorific value depends on the type of furnace and the properties of the furnace in detail. For example, sewage sludge from the Emsch sewage works in Bottrop with a dry matter content of 52% by weight has a sufficient calorific value for automatic combustion in a fluidized bed furnace of the sewage treatment plant. In the case of other sewage sludge and / or other firing, a corresponding calorific value can be present with a higher or lower DR content.
Es ist bekannt, den Brennwert/Heizwert des Klärschlammes durch die Zugabe von Kohle zu erhöhen. Durch die Zumischung von Kohle kann der Schlamm auch stärker (zum Beispiel auf 35 bis 40Gew%) entwässert werden.It is known to increase the calorific value / calorific value of sewage sludge by adding coal. By adding coal, the sludge can also be dewatered to a greater extent (for example to 35 to 40% by weight).
Ein älterer Vorschlag hat sich die Aufgabe gestellt, den Klärschlamm ohne Kohle auf einen Trocknungsgrad zu bringen, bei dem eine selbstgängige Verbrennung in einer Wirbelschichtfeuerung möglich ist.An older proposal set itself the task of bringing the sewage sludge without coal to a degree of dryness at which independent combustion in a fluidized bed furnace is possible.
Außerdem muss der Klärschlamm so beschaffen sein, dass er
- -für die Lagerung mit üblichen Vorrichtungen handhabbar ist
- -für den Transport mit üblichen Vorrichtungen handhabbar ist
- -mit üblichen Beschickungseinrichtungen in die Wirbelschichtfeuerung aufgegeben werden kann.
- - Can be handled for storage with conventional devices
- - Can be handled with conventional devices for transport
- -can be fed into the fluidized bed furnace with conventional charging devices.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.The problem is solved with the features of the main claim. The subclaims describe preferred embodiments.
Die Vorrichtungen für die Trocknung und den Transport des Klärschlammes sind von der Art und dem Umfang der Trocknung und des Transports abhängig. Zu der Wirbelschichtfeuerung/Ofen gehören Beschickungseinrichtungen, insbesondere Wurfbeschicker. Außerdem muss die Ofen-Atmosphäre bei der Beschickung mit Klärschlamm von der Umgebungs-Atmosphäre getrennt werden. Dazu ist der Wurfbeschicker am Ofen angeordnet und wird der Klärschlamm dem Wurfbeschicker zum Beispiel über einen Schneckenförderer zugeführt.The devices for drying and transporting the sewage sludge depend on the type and extent of drying and transport. The fluidized bed furnace / furnace includes charging devices, in particular throwing feeders. In addition, the furnace atmosphere must be separated from the ambient atmosphere when loading sewage sludge. For this purpose, the throw feeder is arranged on the furnace and the sewage sludge is fed to the throw feeder, for example via a screw conveyor.
Für Trocknung, Transport und Beschickung soll der Klärschlamm(abgesehen von Ausnahmefällen) nicht in der Leimphase sein. Mit Leimphase wird eine Klebrigkeit des Klärschlammes unter mechanischer Belastung bezeichnet. Die Klebrigkeit setzt bei bei einem TR-Gehalt von etwa 40% ein und endet bei einem TR-Gehalt von etwa 60%. Je nach Beschaffenheit des Klärschlammes ergeben sich abweichende Grenzen für die Leimphase. Die Klebrigkeit führt unter mechanischer Belastung zu einem Klumpen bzw. zur Verfestigung des Klärschlammes. Das Klumpen und die Verfestigungen können Beschickungseinrichtungen und Transporteinrichtungen blockieren. Besonders problematisch sind die Klumpen und Verfestigungen in geschlossenen Gehäusen, insbesondere in Silos/Vorlagen/Behältern/Gehäusen von Förderschnecken. In Silos wird Einsatzmaterial gesammelt, um es bei Bedarf abzuziehen. Vorlagen sind gleichfalls Behälter, in denen Einsatzmaterial gesammelt wird, um es bei Bedarf abzuziehen. Bei der Verbrennung von Klärschlamm ist der Klärschlamm das Einsatzmaterial.The sewage sludge (apart from exceptional cases) should not be in the glue phase for drying, transport and charging. The glue phase describes the stickiness of the sewage sludge under mechanical stress. Tackiness begins at a DR content of around 40% and ends at a DR content of around 60%. Depending on the nature of the sewage sludge, there are different limits for the glue phase. The stickiness leads to a lump or solidification of the sewage sludge under mechanical stress. The clumping and solidification can block feeders and conveyors. The lumps and solidifications are particularly problematic in closed housings, especially in silos / storage tanks / containers / housings of screw conveyors. Feed material is collected in silos so that it can be withdrawn when required. Templates are also containers in which feed material is collected so that it can be withdrawn when necessary. When sewage sludge is incinerated, the sewage sludge is the input material.
Selbst beim Transport von Klärschlamm auf Förderbändern kann es zu Klumpen und Verdickungen kommen, wenn der Klärschlamm von einem Band auf ein in Förderrichtung nachgeschaltetes anderes Band fällt. Die Hintereinanderschaltung mehrerer Förderbänder bzw. Nachschaltung eines Förderbandes lässt sich in vielen Fällen nicht vermeiden. Das gilt besonders für abknickende Förderwege. In diesen Fällen ragt das in Förderrichtung hintere Ende des ersten Förderbandes über das in Förderrichtung vordere Ende des zweiten Förderbandes und fällt der Klärschlamm von einem Förderbandende auf das andere Förderbandende.Even when sewage sludge is transported on conveyor belts, lumps and thickening can occur if the sewage sludge falls from one belt onto another belt downstream in the conveying direction. The series connection of several conveyor belts or the subsequent connection of a conveyor belt cannot be avoided in many cases. This is especially true for kinking conveyor routes. In these cases, the rear end of the first conveyor belt in the conveying direction protrudes over the front end of the second conveyor belt in the conveying direction and falls Sewage sludge from one end of the conveyor belt to the other end of the conveyor belt.
Um die Leimphase genau zu ermitteln, können Probekörper des betreffenden Klärschlammes genommen und mechanisch belastet werden. Als mechanische Belastung können die Klärschlamm-Probekörper zum Beispiel zwischen zwei Platten/Backen zusammen gedrückt werden. Bei einem Klärschlamm mit einem TR-Gehalt unterhalb der Leimphase fließt der Klärschlamm unter Druck leicht zwischen den Platten/Backen heraus. Bei einem Klärschlamm mit einem TR-Gehalt oberhalb der Leimphase bricht der Klärschlamm nach Lösen der Platten/Backen bröckelig auseinander. In der Leimphase entsteht zwischen den Platten/Backen ein fester Körper.In order to precisely determine the glue phase, test specimens of the sewage sludge concerned can be taken and mechanically stressed. As a mechanical load, the sewage sludge specimens can be pressed together between two plates / jaws, for example. In the case of sewage sludge with a dry matter content below the glue phase, the sewage sludge easily flows out between the plates / jaws under pressure. In the case of sewage sludge with a dry matter content above the glue phase, the sewage sludge breaks apart in a crumbly manner after the plates / jaws have been loosened. In the glue phase, a solid body is created between the plates / jaws.
Es gibt verschiedene Wege, der Klebrigkeit zu begegnen.There are several ways to counteract stickiness.
Die meisten Vorschläge basieren auf der Zumischung eines Additivs, zum Beispiel einer Trockensubstanz.Most of the proposals are based on the addition of an additive, for example a dry substance.
Dazu gehören folgende Vorschläge:
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DE 19531379 DE19501736 DE19512563 EP883778 EP526458 EP3178577 DE9208456 DE4215530 DE4138036 EP2788701 DE2401552 EP1287304 EP716264 EP591299 EP542958 EP526458 EP588152
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DE 19531379 DE19501736 DE19512563 EP883778 EP526458 EP3178577 DE9208456 DE4215530 DE4138036 EP2788701 DE2401552 EP1287304 EP716264 EP591299 EP542958 EP526458 EP588152
Andere Lösungen sehen eine Trocknung des entwässerten Klärschlammes über die Leimphase hinaus vor.Other solutions provide for drying the dewatered sewage sludge beyond the glue phase.
Auch der ältere Vorschlag beginnt mit der Trocknung. Dazu wendet sich der ältere Vorschlag einem Trocknungsverfahren zu, dass nicht ohne weiteres geeignet erscheint. Dabei handelt es sich um die Solartrocknung. Bei der Solartrocknung wird auf die Sonneneinstrahlung gesetzt. Zugleich wird mit einer für Sonnenstrahlen durchlässigen Überdachung(Glasüberdachung oder Überdachung mit durchsichtigem Kunststoff) sichergestellt, dass die Trocknung nicht durch Beregnung wieder aufgehoben wird.
Zu der Solartrocknung eignen sich besonders Einhausungen mit Glas oder durchsichtigem Kunststoff, die Sonnenstrahlen durchlassen. Dazu gehören zum Beispiel auch Gewächshäuser. Gewächshäuser können alle gewünschten Funktion bieten und haben gegenüber anderen durchsichtigen Überdachungen erhebliche Kostenvorteile.
In Gewächshäusern lässt sich der Klärschlamm gut ausbreiten, für eine gute Trocknung wiederholt wenden und nach der Trocknung wieder aufnehmen und abtransportieren. Die Ausbreitung des Klärschlammes auf dem Boden erfolgt vorzugsweise möglichst gleichmäßig, um hinsichtlich der Dicke der zum Trocknen ausgebreiteten Klärschlammschicht einheitliche Bedingungen zu schaffen.The older proposal also starts with drying. For this purpose, the older proposal turns to a drying process that does not seem suitable without further ado. This is solar drying. Solar drying is based on solar radiation. At the same time, a roof that is permeable to the sun's rays (glass roof or roof with transparent plastic) ensures that the drying is not canceled by rain.
For solar drying, enclosures with glass or transparent plastic that allow the sun's rays to pass through are particularly suitable. This also includes greenhouses, for example. Greenhouses can offer all the desired functions and have significant cost advantages over other transparent roofs.
In greenhouses, the sewage sludge can be spread out easily, turned repeatedly to dry it well, and after drying it can be picked up again and transported away. The sewage sludge is preferably spread as evenly as possible on the ground in order to create uniform conditions with regard to the thickness of the sewage sludge layer spread out for drying.
Dabei sind Gewächshäuser beheizbar und belüftbar.
Durch das Beheizen soll zumindest bei nachlassender Sonnenstrahlung eine gewünschte Trocknung aufrecht zu erhalten oder um die Trocknung einem gewünschten Verlauf anzupassen.
Durch das Belüften können feuchte Brüden (aus der Trocknung anfallende Gase/Dämpfe) abgeführt und gegen Luft/Umgebungsluft ausgetauscht werden.
Vorzugsweise die abgeführten Brüden von den darin enthaltenen Geruchsstoffen mindestens teilweise befreit. Zur Geruchsentfernung eignen sich verschiedene Maßnahmen, zum Beispiel die Verwendung von Biofiltern, Aktivkohlefiltern oder eine Verbrennung abgeführten Luft.
Günstig ist, wenn die abgeführten Brüden der Wirbelschichtfeuerung/Ofen als Verbrennungsluft zugeführt werden können.Greenhouses can be heated and ventilated.
The aim of the heating is to maintain a desired drying process at least when the solar radiation decreases, or to adapt the drying process to a desired course.
By venting, moist vapors (gases / vapors arising from drying) can be removed and exchanged for air / ambient air.
Preferably, the evacuated vapors are at least partially freed from the odorous substances contained therein. Various measures are suitable for removing odors, for example the use of biofilters, activated carbon filters or the air removed by combustion.
It is beneficial if the vapors removed can be fed to the fluidized bed furnace / furnace as combustion air.
Sofern andere Einrichtungen als Gewächshäuser vorgesehen sind, ist von Vorteil auch diese Einrichtungen mit einer Beheizung und Belüftung zu kombinieren.If facilities other than greenhouses are provided, it is also advantageous to combine these facilities with heating and ventilation.
Vorzugsweise ist mindestens eine Beheizung bei der Klärschlammtrocknung vorgesehen, um insbesondere bei mangelnder Solartrocknung mit der Beheizung einzuspringen oder um den Verlauf der Trocknung unabhängig von der jeweiligen Sonneneinstrahlung gestalten zu können. Von Vorteil ist eine Bodenheizung. Bei der Bodenheizung sind Heizungsrohre vorzugsweise in dem Boden verlegt, auf dem der zu trocknende Klärschlamm ausgebreitet wird. Durch geringen Abstand der Heizungsrohre von der Berührungsfläche mit Klärschlamm ist ein vorteilhafter Wärmeübergang auf den Klärschlamm gegeben. Ein extrem vorteilhafter Wärmeübergang ist gegeben, wenn die Heizungsrohre zugleich die Berührungsfläche mit dem Klärschlamm bilden oder wenn der Boden durch eine Metallfläche gebildet wird und die Heizungsrohre an der den Boden bildenden Metallfläche anliegen. Je besser der Wärmeübergang ist, desto besser kann der Wärmeinhalt des Beheizungsmediums ausgenutzt werden.Preferably, at least one heating is provided for the sewage sludge drying, in order to step in with the heating, especially in the case of insufficient solar drying, or to be able to design the course of the drying independently of the respective solar radiation. Floor heating is an advantage. In the case of floor heating, heating pipes are preferably laid in the floor on which the sewage sludge to be dried is spread. Due to the small distance between the heating pipes and the contact surface with sewage sludge, there is an advantageous heat transfer to the sewage sludge. An extremely advantageous heat transfer is given if the heating pipes also form the contact surface with the sewage sludge or if the floor is formed by a metal surface and the heating pipes are in contact with the metal surface forming the floor. The better the heat transfer, the better the heat content of the heating medium can be used.
Die Kombination von Solartrocknung und Beheizung wird im Folgenden als Solarthermische Trocknung bezeichnet.The combination of solar drying and heating is referred to below as solar thermal drying.
Als zusätzliche Beheizung ist wahlweise eine Beheizung mit Kondensatwärme oder Abgas/Rauchgas oder Wärme aus einem Blockheizkraftwerk vorgesehen.Heating with condensate heat or exhaust gas / flue gas or heat from a block-type thermal power station is optionally provided as additional heating.
Die Kondensatwärme kann aus einer Dampfturbine stammen. Die Dampfturbine wird mit dem Dampf betrieben, der mit der
Wirbelschichtfeuerung/Ofen erzeugt wird. Die Wirbelschichtfeuerung/Ofen gibt es in verschiedenen Ausführungsformen, zum Beispiel als stationäre Wirbelschicht oder als umlaufende Wirbelschicht.
Bei der stationären Wirbelschicht wird der Brennstoff im Feuerungsraum mittels der von unten eingetragenen Verbrennungsluft beim Verbrennen in Schwebe gehalten. Dabei bewegen sich die Brennstoffpartikel in dem Luftstrom, bis sie verbrannt sind. Die nach der Verbrennung verbleibenden Partikel werden mit den Rauchgasen oben aus der Feuerung ausgetragen. Dabei passieren die Rauchgase einen Filter, gegebenenfalls auch eine Entschwefelungsstation und/oder eine Entstickungsstation.The condensate heat can come from a steam turbine. The steam turbine is operated with the steam that is produced with the
Fluidized bed combustion / furnace is generated. The fluidized bed furnace / furnace is available in different embodiments, for example as a stationary fluidized bed or as a circulating fluidized bed.
In the stationary fluidized bed, the fuel is kept in suspension in the combustion chamber by means of the combustion air introduced from below. The fuel particles move in the air flow until they are burned. The particles remaining after combustion are carried out of the furnace with the flue gases. The flue gases pass through a filter, possibly also a desulfurization station and / or a denitrification station.
Die umlaufende Wirbelschicht unterscheidet sich von der stationären Wirbelschicht durch einen umlaufenden Strom von Verbrennungsgasen, in dem sich die Brennstoffpartikel befinden, anstelle eines Wirbelbettes.The circulating fluidized bed differs from the stationary fluidized bed in that it has a circulating stream of combustion gases in which the fuel particles are located, instead of a fluidized bed.
Die stationäre Wirbelschichtfeuerung wie auch die umlaufende Wirbelschichtschichtfeuerung besitzen einen von Wasser durchströmten Dampfkessel. Der Dampfkessel ist als Flossenwandkessel oder Rohrbündelkessel ausgebildet. Durch Erhitzung des Kühlwassers entsteht Dampf, der vorzugsweise mit entsprechendem Druck eine Turbine zur Stromerzeugung treibt. Im Emscherklärwerk Bottrop wird der erzeugte Strom betriebsintern genutzt. Wenn der in die Turbine geleitete Dampf seine Energie an die Turbine weitergegeben hat, hat der Dampf seinen Druck verloren. Bei der Entspannung des Dampfes fällt ein Kondensat an, das üblicherweise in den Wasserkreis zur erneuten Dampfgewinnung zurück geführt wird. Aufgrund der Auslegung der Dampfturbine hat das Kondensat noch einen beträchtlichen Wärmeinhalt. Nach dem älteren Vorschlag wird bei Bedarf die Wärme des Kondensats über einen Wärmetauscher in die Beheizung der Trocknungsanlage geleitet. Eine andere Alternative ist die nutzung aus einem Blockheizkraftwerk, soweit dazu aufgrund räumlicher Nähe Gelegenheit besteht.The stationary fluidized bed combustion as well as the circulating fluidized bed combustion have a steam boiler through which water flows. The steam boiler is designed as a fin wall boiler or tube bundle boiler. The heating of the cooling water produces steam, which preferably drives a turbine to generate electricity at the appropriate pressure. The electricity generated is used internally in the Bottrop Emscher sewage treatment plant. When the steam fed into the turbine has passed its energy on to the turbine, the steam has lost its pressure. When the steam is released, a condensate is produced which is usually fed back into the water circuit for renewed steam recovery. Due to the design of the steam turbine, the condensate still has a considerable amount of heat. According to the older proposal, the heat from the condensate is fed into the heating of the drying system via a heat exchanger, if required. Another alternative is to use a block-type thermal power station if there is an opportunity due to the proximity.
Wenn alternativ eine Beheizung der Trocknung mit Rauchgas erfolgen soll, wird das gefilterte und gegebenenfalls entschwefelte und/oder entstickte Rauchgaus vor dem Einleiten in den Kamin in die Trocknung geführt. Bei der Beheizung der Trocknung verliert auch das Rauchgas einen Teil seines Wärmeinhaltes. Es kühlt ab. Das kann den natürlichen Rauchgasabzug im Kamin beeinträchtigen. Wenn der Rauchgasabzug dadurch gefährdet wird, ist vorzugsweise ein Gebläse im Kamin vorgesehen, mit dem der Rauchgasabzug verstärkt wird. Wahlweise sitzt das Gebläse auch in einer By-pass-Leitung zu der Rauchgasführung im Kamin. Dazu sind zwei übereinander liegende Öffnungen in der Kaminwandung ausreichend, die über eine Gasleitung mit ausreichendem Querschnitt und einem Gebläse in dieser By-pass-Leitung verbunden sind. Außerdem sind Klappen vorgesehen, mit denen Öffnungen für die By-pass-Leitung verschlossen werden können bzw. geöffnet werden können, damit dem Rauchgas der Weg in die By-pass-Leitung verschlossen werden kann bzw. der Eintritt in die By-pass-Leitung eröffnet werden kann. Zugleich ist eine Klappe im Kamin vorgesehen, mit der der Kamin zwischen den beiden Öffnungen für die By-pass-Leitung verschlossen werden kann, um das Rauchgas in die By-pass-Leitung zu zwingen, oder geöffnet werden kann, wenn der Weg durch den Kamin wieder freigegeben werden soll. Die Klappen können bedient werden, wenn zum Beispiel eine zu geringe Rauchgasgeschwindigkeit im Kamin gemessen wird und damit deutlich wird, dass der Kaminzug/Rauchgasabzug zu gering ist. Nach der Öffnung der By-pass-Leitung werden die Klappen erneut bedient, um die By-pass-Leitung zu schließen, wenn wieder ein ausreichender Kaminzug/Rauchgasabzug ohne die By-pass-Leitung und den darin vorgesehenen Lüfter besteht.
Für jeden Kamin gibt es eine Mindest-Rauchgasgeschwindigkeit/Mindest-Kaminzug, mit dem sichergestellt wird, dass eine ausreichende Verbrennung in der Feuerung erfolgt. Bei unzureichender Verbrennung entsteht giftiges und bei Sauerstoffzutritt explosives Kohlenmonoxid.If, as an alternative, the drying is to be heated with flue gas, the filtered and optionally desulphurized and / or denitrified flue gas is fed into the drying process before it is fed into the chimney. When the dryer is heated, the flue gas also loses part of its heat content. It cools down. This can impair the natural smoke evacuation in the chimney. If the flue gas vent is endangered as a result, a fan is preferably provided in the chimney with which the flue gas vent is increased. Optionally, the fan is also located in a by-pass line to the flue gas duct in the chimney. For this purpose, two openings in the chimney wall lying one above the other are sufficient, which are connected via a gas line with a sufficient cross-section and a fan in this by-pass line. In addition, flaps are provided with which openings for the by-pass line can be closed or opened so that the path into the by-pass line can be closed for the flue gas or the entry into the by-pass line can be opened. At the same time, a flap is provided in the chimney with which the chimney can be closed between the two openings for the by-pass line to force the flue gas into the by-pass line, or can be opened when the path through the Chimney should be released again. The flaps can be operated if, for example, too low a flue gas speed is measured in the chimney and it becomes clear that the chimney draft / flue gas exhaust is too low. After the by-pass line has been opened, the flaps are operated again to close the by-pass line when there is again sufficient chimney draft / smoke gas extraction without the by-pass line and the fan provided therein.
There is a minimum flue gas velocity / minimum chimney draft for every chimney, which ensures that there is sufficient combustion in the furnace. In the event of insufficient combustion, poisonous carbon monoxide is formed and, if oxygen is in, explosive carbon monoxide.
Der ältere Vorschlag erlaubt verschiedene Verfahrensweisen, insbesondere:
- -sämtlicher Klärschlamm wird bis zu einem TR-Gehalt solarthermisch getrocknet, der oberhalb der Leimphase liegt. Bei diesem TR-Gehalt entfallen die oben geschilderten Probleme auf dem Wege in die Feuerung. Zugleich hat der Klärschlamm einen Brennwert/Heizwert, der zumindest in der Wirbelschichtfeuerung/Ofens des Emscherklärwerkes Bottrop für eine selbstgängige Verbrennung sorgt. Bei zu hohem Heizwert kann kurzfristig mittels direkter Wasserzugabe in den Wirbelschichtofen eine Kühlung erfolgen.
- -der Klärschlamm erreicht beim solarthermischen Trocknen nur einen in der Leimphase liegenden TR-Gehalt, der auf dem Förderweg des Klärschlammes zur Wirbelschichtfeuerung/Ofen festgestellt wird und hat noch keine wesentliche Verklumpung oder Verdichtung durch mechanische Belastung erfahren. Dann wird der Klärschlamm zu einer ergänzenden Trocknung der Solarthermischen Trockung zurück geführt.
- -der Klärschlamm erreicht beim solarthermischen Trocknen nur einen in der Leimphase liegenden TR-Gehalt und hat noch keine wesentliche Verklumpung oder Verdichtung durch mechanische Belastung erfahren und kann/soll nicht in die solarthermische Trocknung zurück geführt werden. Zugleich hat der Klärschlamm unter Berücksichtigung einer Zumischung von Asche noch einen für eine selbstgängige Verbrennung ausreichenden TR-Gehalt. Dann ist vorzugsweise eine Vermischung des Klärschlammes mit Flugasche vorgesehen, so dass die Klebrigkeit des Klärschlammes aufgehoben wird und der Klärschlamm trotz des in der Leimphase liegenden TR-Gehaltes der Wirbelschichtfeuerung/Ofen weiter zugeführt werden kann.
- -der Klärschlamm wird auf unterschiedliche TR-Gehalte gebracht, wobei die TR-Gehalte entweder a)unterhalb (zum Beispiel ohne unterstützende Beheizung beim Trocknen oder nur mechanisch entwässert) oder b)innerhalb (durch solarthermische Trocknung) der Leimphase des Klärschlammes bei einem Wert liegen, bei dem noch eine selbstgängige Verbrennung des Klärschlammes in einer Wirbelschichtfeuerung gewährleistet ist. Hierbei wird wahlweise Filterasche/Flugasche zugemischt. Die beiden Fraktionen werden getrennt bis vor den Wurfbeschicker der Wirbelschichtfeuerung/Ofen gefördert. Dort ist eine Pufferung der beiden Klärschlammfraktionen vorgesehen. Als Puffer dienen Silos/Vorlagen/Behälter, in denen die betreffende Klärschlammfraktion eingefüllt wird. Es wird aber nur die selbstgängig brennbare Fraktion nach Bedarf abgezogen und in die Wirbelschichtfeuerung aufgegeben.
- -der Klärschlamm wird auf unterschiedliche TR-Gehalte gebracht, wobei die TR-Gehalte entweder
- a)unterhalb (zum Beispiel ohne unterstützende Beheizung beim Trocknen oder nur mechanisch entwässert) oder
- b)oberhalb (durch solarthermische Trocknung) der Leimphase des Klärschlammes bei einem Wert liegen, bei dem eine Mischung mit der
- -der Klärschlamm wird auf unterschiedliche TR-Gehalte gebracht, wobei die TR-Gehalte entweder unterhalb (zum Beispiel ohne unterstützende Beheizung beim Trocknen oder nur mechanisch entwässert) oder trotz solarthermischer Trocknung in der Leimphase des Klärschlammes liegen. Der Klärschlamm mit dem innerhalb der Leimphase liegenden TR-Gehalt und wird mit Asche vermischt. Dabei ist der TR-Gehalt so hoch, dass der Klärschlamm trotz der Aschezumischung noch selbstgängig in der Wirbelschichtfeuerung brennt. Mindestens die Klarschlammfraktion mit der Aschezumischung wird bis vor den Wurfbeschicker der Wirbelschichtfeuerung/Ofen gefördert. Dort ist eine Pufferung bzw. Bevorratung vorgesehen. Als Puffer/Bevorratung dienen Silos/Vorlagen/Behälter, in denen die betreffende Klärschlammfraktion eingefüllt wird und so viel Klärschlamm fasst, dass damit vorkommende Schwankungen in der Klärschlammzuführung ausgeglichen werden. Nach dem älteren Vorschlag wird dann nur die Klärschlammfraktion mit der Aschezumischung nach Bedarf abgezogen und über die Beschickungsvorrichtung/Wurfbeschicker in die Wirbeschichtfeuerung aufgegeben.
- - All sewage sludge is solar-thermally dried up to a DR content that is above the glue phase. With this TR content, the problems described above do not occur on the way to the furnace. At the same time, the sewage sludge has a calorific value / calorific value that ensures automatic combustion at least in the fluidized bed furnace / furnace of the Emscher sewage works in Bottrop. If the calorific value is too high, cooling can be carried out for a short time by adding water directly to the fluidized bed furnace.
- - During solar thermal drying, the sewage sludge only reaches a DR content in the glue phase, which is determined on the conveyance path of the sewage sludge to the fluidized bed furnace / furnace and has not yet experienced any significant clumping or compression due to mechanical stress. Then the sewage sludge is fed back to a supplementary drying of the solar thermal drying.
- - During solar thermal drying, the sewage sludge only reaches a DR content in the glue phase and has not yet experienced any significant clumping or compression due to mechanical stress and cannot / should not be returned to solar thermal drying. At the same time, the sewage sludge has one more for one, taking into account the addition of ash self-combustion sufficient dry matter content. Mixing of the sewage sludge with fly ash is then preferably provided so that the tackiness of the sewage sludge is eliminated and the sewage sludge can continue to be fed to the fluidized bed furnace / furnace despite the TR content in the glue phase.
- -the sewage sludge is brought to different DR contents, whereby the DR contents are either a) below (for example without auxiliary heating during drying or only mechanically dewatered) or b) within (through solar thermal drying) the glue phase of the sewage sludge at one value , in which an automatic combustion of the sewage sludge is guaranteed in a fluidized bed furnace. Here, either filter ash / fly ash is mixed in. The two fractions are conveyed separately up to the throw feeder of the fluidized bed furnace / furnace. Buffering of the two sewage sludge fractions is planned there. Silos / templates / containers, in which the relevant sewage sludge fraction is filled, serve as buffers. However, only the self-combustible fraction is withdrawn as required and fed into the fluidized bed furnace.
- -the sewage sludge is brought to different TR contents, whereby the TR contents are either
- a) below (for example without auxiliary heating during drying or only mechanically dewatered) or
- b) above (by solar thermal drying) the glue phase of the sewage sludge at a value at which a mixture with the
- -the sewage sludge is brought to different DR contents, whereby the DR contents are either below (for example without auxiliary heating during drying or only mechanically dewatered) or despite solar thermal drying in the glue phase of the sewage sludge. The sewage sludge with the TR content lying within the glue phase and is mixed with ash. The DR content is so high that the sewage sludge still burns independently in the fluidized bed furnace despite the addition of ash. At least the clear sludge fraction with the ash admixture is conveyed up to the throw feeder of the fluidized bed furnace / furnace. Buffering or storage is provided there. Silos / storage tanks / containers are used as buffers / storage facilities, in which the relevant sewage sludge fraction is filled and holds so much sewage sludge that any fluctuations in the sewage sludge supply are compensated for. According to the older proposal, only the sewage sludge fraction with the ash admixture is withdrawn as required and fed into the fluidized bed furnace via the charging device / throw feeder.
Bei der bloßen Solartrocknung kann sich eine ungleichmäßige Trocknung ergeben, z.B. bei
- -ungleichmäßiger Sonneneinwirkung/Schattenlage
- -Schwierigkeiten in der gleichmäßigen Ausbreitung des Klärschlammes
- -Schwierigkeiten beim Wenden des Klärschlammes, um nach einer Abtrockung der Oberfläche die unteren Bereiche einer verstärkten Trockung zuzuführen
- -uneven exposure to the sun / shade
- -Difficulties in the uniform spread of the sewage sludge
- -Difficulties in turning the sewage sludge, so that the lower areas are subjected to increased drying after the surface has dried
Durch eine flächendeckende Feuchtigkeitsmessung, kann sichergestellt werden, dass es keine Bereiche mit mangelhafter Trocknung gibt. Dabei kann ausreichen, wenn die Feuchtigkeitsmessung in Abständen an der Oberfläche der Klärschlammschicht erfolgt. Dabei kann schon eine Augenscheinsnahme für das routinierte Bedienungspersonal aussagekräftig sein. Vorzugsweise ist immer eine Feuchtigkeitsmessung mit einem Feuchtemessgerät vorgesehen.A comprehensive moisture measurement can be used to ensure that there are no areas with insufficient drying. It may be sufficient if the moisture measurement takes place at intervals on the surface of the sewage sludge layer. Even a visual inspection can be meaningful for the experienced operating personnel. A moisture measurement with a moisture measuring device is preferably always provided.
Die Feuchtemessung kann auf verschiedene Weise erfolgen:
- -auf der Klärschlammoberfläche
- -im Klärschlamm
- -unmittelbar
- -mittelbar
- -durch Probennahme und Messung an oder in der Probe
- -on the sewage sludge surface
- -in sewage sludge
- -right away
- - indirectly
- -by taking samples and measuring on or in the sample
Vorzugsweise sind die Abstände zwischen zwei Messstellen am/im Klärschlamm höchstens 1m, noch weiter bevorzugt höchstens 0,5m und höchst bevorzugt höchstens 0,25m. Die Feuchtigkeitsmessung kann in der oberen Schichthälfte erfolgen, vorzugsweise in der unteren Schichthälfte, noch weiter bevorzugt in dem unteren Schichtdrittel erfolgen.The distances between two measuring points on / in the sewage sludge are preferably at most 1 m, even more preferably at most 0.5 m and most preferably at most 0.25 m. The moisture measurement can take place in the upper half of the layer, preferably in the lower half of the layer, even more preferably in the lower third of the layer.
Es ist von Vorteil, alle Messungen mit einem Rechner aufzuzeichnen und
- -dabei die jeweilige Zeit und/oder
- -die Sonneneinstrahlung und/oder
- -die Innentemperatur/Außentemperatur und/oder
- -die Temperatur an den Messstelle und/oder
- -die Luftfeuchtigkeit und/oder
- -den Luftaustausch mit der Umgebung und/oder
- -die Lage der Messstelle
aufzuzeichnen. Neben der Feuchtigkeit hat die Temperatur in der Klärschlammschicht besondere Bedeutung.It is advantageous to record all measurements with a computer and
- - the respective time and / or
- -the sun exposure and / or
- - the indoor / outdoor temperature and / or
- - the temperature at the measuring point and / or
- -the humidity and / or
- - the exchange of air with the environment and / or
- -the location of the measuring point
to record. In addition to the humidity, the temperature in the sewage sludge layer is of particular importance.
Wie oben dargelegt wird aus der Feuchtigkeit auf den TR-Gehalt und darauf geschlossen, ob der Klärschlamm sich in der Leimphase oder unterhalb der Leimphase oder oberhalb der Leimphase befindet.As explained above, the moisture content is used to determine whether the sewage sludge is in the glue phase or below the glue phase or above the glue phase.
Wahlweise kann die Klebrigkeit des Klärschlammes auch unmittelbar gemessen werden, indem ein Messwerkzeug unter bestimmten Bedingungen durch eine mechanisch belastete Klärschlammprobe bewegt wird und der Widerstand gegen die Bewegung gemessen wird. Die Klebrigkeit des Klärschlammes kann aber auch in situ gemessen werden, wenn mit der Messung zugleich die mechanische Belastung erzeugt wird, die die Klebrigkeit auslöst. Im Übrigen sollen alle anderen Bedingungen vergleichbar sein, die Einfluss auf die Messergebnisse haben können. Dazu gehören insbesondere die Geschwindigkeit des Messwerkzeuges und die Temperatur. Die mechanische Belastung hängt von der Form des Messwerkzeuges und dem daraus resultierenden Bewegungswiderstand im Klärschlamm ab. Wenn an dem Messwerkzeug gezogen wird, kann die Zugkraft gemessen werden. Wenn das Messwerkzeug geschoben wird, kann die Druckkraft gemessen werden. Die Zugkraft bzw. Druckkraft kann mit anderen Messwerten einer vorteilhaften Trocknung verglichen werden, die in der oben beschriebenen Form gewonnen werden.Alternatively, the stickiness of the sewage sludge can also be measured directly by moving a measuring tool through a mechanically loaded sewage sludge sample under certain conditions and measuring the resistance to the movement. The stickiness of the sewage sludge can also be measured in situ if the mechanical load that triggers the stickiness is generated at the same time as the measurement. In addition, all other conditions that can influence the measurement results should be comparable. This includes in particular the speed of the measuring tool and the temperature. The mechanical load depends on the shape of the measuring tool and the resulting resistance to movement in the sewage sludge. When the measuring tool is pulled, the pulling force can be measured. When the measuring tool is pushed, the compressive force can be measured. The tensile force or compressive force can be compared with other measured values of an advantageous drying, which are obtained in the form described above.
Das Messwerkzeug kann unterschiedliche Formen aufweisen. Bei einer Messung des Bewegungswiderstandes in einer mechanisch vorbelasteten, zum Beispiel gepressten Klärschlammprobe kann das Werkzeug die Form eines Messers oder eine ähnliche Form haben, die nur geringen Bewegungswiderstand in dem Klärschlamm findet. Wenn dagegen durch die Bewegung des Messwerkzeuges eine mechanische Belastung des Klärschlammes entstehen soll, so ist eine Form erforderlich, die einen entsprechenden Bewegungswiderstand verursacht.The measuring tool can have different shapes. When measuring the resistance to movement in a mechanically preloaded, for example pressed, sewage sludge sample, the tool can have the shape of a knife or a similar shape that finds only slight resistance to movement in the sewage sludge. If, on the other hand, the movement of the measuring tool is to cause mechanical stress on the sewage sludge, a shape is required that causes a corresponding resistance to movement.
Wahlweise können Probemengen auch für eine bloße Druckprobe genutzt werden. Dabei wird die Probemenge zwischen einen beweglichen Stempel und eine Unterlage gebracht, so dass eine Betätigung des Stempels eine Ausbreitung der Probe bewirkt. Die Ausbreitung erfolgt unter bestimmten Bedingungen, so dass sich die Ausbreitung bzw. die zur Erzielung der Ausbreitung erforderliche Kraft gemessen und mit anderen Messergebnissen verglichen werden kann, die bei einer vorteilhaften Trocknung entstanden sind. Darüber hinaus ist eine Augenscheinsnahme der Ausbreitung der zusammen gedrückten Probe von Vorteil: Verformt sich Klärschlamm bei der Zusammendrückung schon unter geringem Druck stark quellend und schnell bewegend zur Seite, so befindet sich der Klärschlamm unterhalb der Leimphase. Zeigt die Klärschlammprobe unter dem Druck eine zusammenhängende Struktur, die an den Rändern nicht aufbricht, sondern sich lediglich nach außen verformt, so befindet sich der untersuchte Klärschlamm in der Leimphase. Bricht die Klärschlammprobe unter Druck in Einzelstrukturen auseinander, so befindet sich der Klärschlamm oberhalb der Leimphase.Optionally, sample quantities can also be used for a mere pressure test. The amount of sample is placed between a movable plunger and a base so that actuation of the plunger causes the sample to spread. The propagation takes place under certain conditions, so that the propagation or the force required to achieve the propagation can be measured and compared with other measurement results that have arisen with an advantageous drying. In addition, it is advantageous to inspect the spread of the compressed sample: If sewage sludge is deformed under low pressure, swelling to the side and moving quickly, the sewage sludge is below the glue phase. If the sewage sludge sample shows a coherent structure under the pressure, which does not break open at the edges, but merely deforms outwards, then the sewage sludge examined is in the glue phase. If the sewage sludge sample breaks down into individual structures under pressure, the sewage sludge is above the glue phase.
Wahlweise kann auch eine Förderschnecke bzw. eine andere Einrichtung zur Messung der Klebrigkeit verwendet werden, deren Betrieb durch die Leimphase gefährdet ist. Mit zunehmender Trocknung ändert sich in einer Förderschnecke die Reibung und damit die notwendige Antriebsleistung. Die notwendige Antriebsleistung nimmt zu. Die Konsequenz ist eine erhöhte Stromaufnahme eines elektrischen Antriebsmotors. Insofern kann auch die Stromaufnahme des elektrischen Antriebsmotors als Messgröße für den TR-Gehalt des Klärschlammes herangezogen werden.Optionally, a screw conveyor or another device can be used to measure the stickiness, the operation of which is endangered by the glue phase. With increasing drying, the friction in a screw conveyor changes and with it the necessary drive power. The necessary drive power increases. The consequence is an increased power consumption of an electric drive motor. In this respect, the power consumption of the electric drive motor can also be used as a measured variable for the TR content of the sewage sludge.
Vorzugsweise wird für die TR-Bestimmung des Klärschlammes keine Förderschnecke Messschnecke verwendet, die baugleich zu einer Förderschnecke ist, mit der der Klärschlamm an den Wurfbeschicker der Wirbelschichtfeuerung/Ofen übergeben werden kann. Die für die Messung vorgesehene Förderschnecke kann wesentlich kleiner sein. Soweit eine aus eine Fördereinrichtung für die Übergabe des Klärschlammes verwendet wird, die nach Art eines Doppelschneckenextruders ausgebildet ist, so ist vorzugsweise als Messschnecke eine Einschnecke vorgesehen, bei der Verklumpungen und Verfestigungen sehr viel schneller auftreten können.For the TR determination of the sewage sludge, it is preferred not to use a screw conveyor measuring screw that is identical to a screw conveyor with which the sewage sludge can be transferred to the feeder of the fluidized bed furnace / furnace. The screw conveyor provided for the measurement can be much smaller. Insofar as one of a conveying device is used for the transfer of the sewage sludge, which according to Art a twin screw extruder, a single screw is preferably provided as the measuring screw, in which clumping and solidification can occur much more quickly.
Für die Feuchtemessung eignen sich auch weitere Verfahren/Geräte, die auf veränderten Feuchtegehalt reagieren. Das kann zum Beispiel sein,
- -Gewichtsbestimmung
- -Beaufschlagung mit Ultraschall
- -Beaufschlagung mit elektrischer Spannung
- -Stromdurchleitung
- -induktive Messung
- -Messung der kapazitven Eigenschaft des Klärschlammes
- -Weight determination
- - Application with ultrasound
- - Application of electrical voltage
- -Current transmission
- -inductive measurement
- -Measurement of the capacitive properties of the sewage sludge
Die für die TR-Bestimmung verwendeten Klärschlammproben können wieder zu dem für die Trocknung ausgebreiteten Klärschlamm zurückgeführt werden.The sewage sludge samples used for the TR determination can be returned to the sewage sludge spread out for drying.
Die Aufzeichnung der Messergebnisse aus der TR-Bestimmung und deren Vergleich erlaubt Rückschlüsse auf den weiteren Verlauf der Trocknung. Aus Messergebnissen einer Trocknung mit gutem Verlauf (vorteilhafter Trocknung) lässt sich eine Referenzkurve als Sollkurve erstellen, mit denen neue Messergebnisse verglichen werden können. Bei wesentlichen Abweichungen der neuen Messergebnisse kann auf den weiteren Trocknungs-Verlauf Einfluss genommen werden, um die weitereren Messergebnisse in die Nähe der Referenzkurve zu bringen. Einfluss kann auf alle Rahmenbedingungen genommen werden, zum Beispiel
- -auf die Temperatur mit Hilfe einer Bodenheizung
- -auf die Raumfeuchte durch Belüftung, gegebenenfalls durch Eintragen von Umgebungsluft
- -durch Wenden des Klärschlammes in der Solartrockung und gegebenenfalls andere Verteilung des Klärschlammes beim Wenden
- -Zugabe von Filterasche/Flugasche
- - on the temperature with the help of underfloor heating
- -to the room humidity through ventilation, if necessary through the introduction of ambient air
- -by turning the sewage sludge in the solar drying and possibly other distribution of the sewage sludge when turning
- - Addition of filter ash / fly ash
Vorzugsweise wird ein Klärschlamm erzeugt, der in allen Bereichen möglichst gleichmäßig getrocknet ist.A sewage sludge is preferably produced which is dried as evenly as possible in all areas.
Vorteilhafterweise kann die Referenzkurve auch genutzt werden, um anhand weniger ausgewählter Messstellen der Verlauf der Trocknung an anderen Stellen voraussehbar zu machen bzw. den Trocknungsverlauf mit wenigen Messstellen zu steuern. Im Extremfall kann eine einzige Messstelle ausreichend sein, um den Verlauf der Trocknung insgesamt vorauszusehen bzw. zu steuern.Advantageously, the reference curve can also be used to make the course of the drying process predictable at other points on the basis of fewer selected measuring points or to control the course of the drying process with a few measuring points. In extreme cases, a single measuring point can be sufficient to foresee or control the overall drying process.
Die Messungen können kontinuierlich oder in Intervallen erfolgen.The measurements can be carried out continuously or at intervals.
Bei kontinuierlicher Messung können Messergebnisse gleichermaßen kontinuierlich, aber auch diskontinuierlich gespeichert werden.With continuous measurement, measurement results can be stored continuously, but also discontinuously.
Für alle Messungen können alle handelsüblichen Messeinrichtungen Verwendung finden. Von Vorteil sind Messeinrichtungen, deren Messergebnisse elektronisch anfallen und sich deshalb besonders einfach speichern lassen.All commercially available measuring devices can be used for all measurements. Measuring devices whose measuring results are electronically generated and can therefore be saved particularly easily are advantageous.
Die Erzeugung elektronischer Messergebnisse fällt bei elektronischen Messeinrichtungen automatisch an, so dass sich eine Umwandlung mechanischer Messergebenisse erübrigt. Für die Messung von Feuchtigkeit eignen sich elektrische Sonden. Je feuchter der Klärschlamm ist, desto stärker kann ein Strom von der Sonde in den Klärschlamm fließen. Bei entsprechender Kalibrierung lässt sich aus dem Stromfluss die Feuchte des Klärschlammes ablesen. Entsprechendes gilt auch für die anderen oben erläuteren Messverfahren mit Strom/Spannung/kapazitivem Verhalten.The generation of electronic measurement results occurs automatically with electronic measurement devices, so that a conversion of mechanical measurement results is unnecessary. Electrical probes are suitable for measuring moisture. The more humid the sewage sludge, the stronger a current can flow from the probe into the sewage sludge. With the appropriate calibration, the moisture in the sewage sludge can be read from the current flow. The same also applies to the other measurement methods with current / voltage / capacitive behavior explained above.
Auch die Temperatur lässt sich mit elektrischen Messeinrichtungen messen, denn mit der Erwärmung eines Stromleiters ändert sich sein Widerstandsverhalten gegen durchfließenden Strom. Auch hier lässt sich die Sonneneinstrahlung lässt sich elektrisch messen, und zwar mit einer handelsüblichen Solarzelle. Je stärker die Sonneneinstrahlung ist, desto mehr Strom wird von der Solarzelle abgegeben. Soweit dabei bauspezifische Besonderheiten gegeben sind, lassen sich diese mit einer rechnergestützen Messung berücksichtigen.
Auch die Position der Messstellen lässt sich elektrisch bestimmen, wenn eine Feuchtemessung während der Trockung erfolgen soll. Das kann zum Beispiel durch Bewegung der Messeinrichtung in zwei kreuzförmig zueinander angeordneten Geradführung erfolgen,
- -von denen zum Beispiel die Geradführung für die Längsbewegung zugleich die Geradführung für die Querbewegung verfahrbar trägt und
- -wobei die Geradführung für die Querbewegung die Messeinrichtung verfahrbar trägt und
- -wobei die beiden Bewegungen mit elektrischen Schrittschaltmotoren erzeugt werden, deren Bewegungsimpulse/Schritte vom Rechner vorgegeben werden bzw. vom Rechner gespeichert werden.
The position of the measuring points can also be determined electrically if a moisture measurement is to be carried out during drying. This can be done, for example, by moving the measuring device in two cross-shaped linear guides,
- -of which, for example, the straight-line guide for the longitudinal movement also carries the straight-line guide for the transverse movement and can be moved
- -wherein the straight guide for the transverse movement carries the measuring device movably and
- -Where the two movements are generated with electric stepping motors, the movement impulses / steps of which are specified by the computer or are stored by the computer.
Die Geradführungen sind der X-Achse und Y-Achse im Koordinatensystem vergleichbar, so dass die Schritte auf diesen Achsen eine genaue Lagebestimmung beinhalten. Jede Speicherung von Daten erfolgt bei üblichen Betriebsprogrammen von Rechnern zugleich mit einer Zeitangabe.The straight guides are comparable to the X-axis and Y-axis in the coordinate system, so that the steps on these axes contain an exact position determination. With the usual operating programs of computers, every storage of data takes place at the same time with a time indication.
Vorteilhafterweise können die vorstehend erläuterten Messeinrichtungen zu mehreren oder alle zusammen in einer einzigen Vorrichtung zusammen gefasst sein, die mit den beiden Geradführungen und den Schrittschaltmotoren bewegt wird.Advantageously, several or all of the above-explained measuring devices can be combined in a single device which is moved with the two linear guides and the stepping motors.
Die Messsonden für die Feuchtemessung können für jeden Messvorgang in den Klärschlamm gesteckt werden oder bleibend im Klärschlamm durch den Klärschlamm bewegt werden. Beim Einstecken der Sonden in den Klärschlamm wie auch bei der bleibenden Bewegung der Sonden durch den Klärschlamm können messerartige Sonden von Vorteil sein, die leicht durch den Klärschlamm schneiden.
Von Vorteil ist auch, die Messsonden für die Feuchtemessung in Abständen an der Oberfläche zu reinigen.
Dazu können zum Beispiel Bürsten vorgesehen sein, die von zwei Seiten an die Sonden greifen, um die Oberfläche zu bearbeiten.The measuring probes for moisture measurement can be inserted into the sewage sludge for each measurement process or moved through the sewage sludge while remaining in the sewage sludge. When inserting the probes into the sewage sludge as well as with the permanent movement of the probes through the sewage sludge, knife-like probes that easily cut through the sewage sludge can be advantageous.
It is also advantageous to clean the measuring probes for the moisture measurement at intervals on the surface.
For this purpose, brushes can be provided, for example, which grip the probes from two sides in order to process the surface.
Der ausreichend getrocknete Klärschlamm wird aus der Solartrocknung ausgetragen. Dazu können zum Beispiel übliche Räumgeräte, insbesondere Radlader, verwendet werden. Wahlweise finden auch rechnergesteuerte Räumgeräte Anwendung. Die Räumgeräte übergeben den getrockneten Klärschlamm an Fördereinrichtungen, insbesondere Förderbänder, Trogkettenförderer, Rohrkettenförderer und Förderschnecken.The sufficiently dried sewage sludge is discharged from the solar drying. For example, conventional clearing devices, in particular wheel loaders, can be used for this purpose. Optionally, computer-controlled clearing devices are also used. The clearing devices transfer the dried sewage sludge to conveyor systems, in particular conveyor belts, trough chain conveyors, pipe chain conveyors and screw conveyors.
Der aktuelle TR-Gehalt wird vorzugsweise entweder durch die Feuchte-Messungen während des Trocknungsvorganges und/oder durch eine Feuchtemessung des Klärschlammes auf der Fördereinrichtung festgestellt. Wahlweise kann sich die Feuchtemessung des Klärschlammes auf die Messung auf der Fördereinrichtung beschränken.The current TR content is preferably determined either through the moisture measurements during the drying process and / or through a moisture measurement of the sewage sludge on the conveying device. Optionally, the moisture measurement of the sewage sludge can be limited to the measurement on the conveyor.
Die Feuchtemessung ist wichtig, weil die Feuchte sich aus diversen Gründen ändern kann. Neben den oben im Zusammenhang mit der Solartrocknung bereits aufgezählten Gründen gehören dazu Witterung und Jahreszeiten, technische Probleme wie Störung der oben beschriebenen Bodenheizung.The humidity measurement is important because the humidity can change for various reasons. In addition to the reasons already listed above in connection with solar drying, these include weather and seasons, technical problems such as faults in the floor heating described above.
Die Feuchtemessung des Klärschlammes auf der Fördereinrichtung kann wie die Feuchtemessung während der Solartrocknung erfolgen; berührungslos über dem Klärschlamm oder an der Klärschlammoberfläche oder im Klärschlamm selbst. Während bei der Solartrocknung bzw. solarthermischen Trocknung des Klärschlammes die Messgeräte vorzugsweise an die Messstelle gebracht werden, sind die Messgeräte bei einer Messung des Klärschlammes auf den Fördereinrichtungen dort vorzugsweise dauerhaft angeordnet. Das erlaubt eine dauerhafte Überwachung des TR-Gehaltes. Die Feuchtemessung des Klärschlammes auf der Fördereinrichtung schließt wie bei der Feuchtemessung in der Solartrocknung/solarthermischen Trocknung eine Speicherung der Messwerte und einen Vergleich von Messwerten mit älteren Messwerten einer vorteilhaften Trocknung und gegebenenfalls eine Änderung der Trocknungsbedingungen ein.The moisture measurement of the sewage sludge on the conveyor can take place like the moisture measurement during solar drying; Contactless above the sewage sludge or on the sewage sludge surface or in the sewage sludge itself. While the measuring devices are preferably brought to the measuring point for solar drying or solar thermal drying of the sewage sludge, the measuring devices are preferably permanently located there when measuring the sewage sludge on the conveyors. This allows permanent monitoring of the TR content. The moisture measurement of the sewage sludge on the conveying device includes, as with the moisture measurement in solar drying / solar thermal drying, a storage of the measured values and a comparison of measured values with older measured values of an advantageous drying and, if necessary, a change in the drying conditions.
Anhand der Messwerte kann entschieden werden, ob und wie eine weitere Aufbereitung des Klärschlammes vor dem Eintragen in die Wirbelschichtfeuerung/Ofen erfolgen soll.The measured values can be used to decide whether and how the sewage sludge should be further processed before it is fed into the fluidized bed furnace / furnace.
Im Übrigen kann eine weitere Trocknung in einer von der solarthermischen Trocknung unabhängigen Einrichtung erfolgen und/oder eine Mischung des Klärschlammes mit einem Additiv erfolgen.Furthermore, further drying can take place in a facility that is independent of the solar thermal drying and / or the sewage sludge can be mixed with an additive.
Für die weitere Trocknung können die Abgase aus der
Wirbelschichtfeuerung/Ofen Verwendung finden. Wahlweise geschieht das in einer beheizten Drehtrommel.
Dabei ist günstig, die Drehtrommel zweischalig auszubilden, die Abgase durch den Hohlraum zwischen beiden Schalen zu leiten und den Klärschlamm mittig durch die Drehtrommel zu leiten. Dadurch findet eine indirekte Erwärmung des Klärschlammes statt und wird die Gefahr einer Entflammung des Klärschlammes durch die Abgase verhindert.For further drying, the exhaust gases from the
Find fluidized bed combustion / furnace use. This can optionally be done in a heated rotating drum.
It is advantageous to design the rotating drum with two shells, to guide the exhaust gases through the cavity between the two shells and to guide the sewage sludge through the center of the rotating drum. As a result, the sewage sludge is indirectly heated and the risk of the sewage sludge igniting due to the exhaust gases is prevented.
Vorzugsweise ist die Drehtrommel innen mit Schaufeln/Leitblechen versehen, die den Klärschlamm auf dem Wege durch die Drehtrommel ständig wenden. Das wirkt einer Agglomerierung von Schlammpartikeln entgegen. Soweit gleichwohl durch die Trocknung Klärschlammpartikel zu groben Körnungen agglomerieren, die für die Wirbelschichtfeuerung/Ofen unerwünscht sind, oder bereits agglomerierter/verklumpter Klärschlamm anfällt, ist vorzugsweise eine Aussiebung der groben Partikel und deren Zerkleinerung vorgesehen.
Vorteilhafterweise kann die Aussiebung zugleich durch Verwendung einer Siebtrommel als Drehtrommel erreicht werden. Die Siebtrommel besitzt innen einen Siebmantel. Die kleinen Partikel fallen durch den Siebmantel und werden weiter in Richtung der Wirbelschichtfeuerung/Ofen gefördert. Die großen Partikel bleiben auf dem Sieb und treten an anderer Stelle aus der Drehtrommel aus als die kleinen Partikel. Das macht es leicht, die kleinen Partikel von den großen Partikeln zu trennen. Die kleinen Partikel werden an der Austrittstelle einfach separat von den großen Partikeln aufgefangen und weitergeführt. Die großen/agglomerierten/verklumpten Partikel werden vorzugsweise mit einem zerkleinert, bevor sie der Klärschlammaufbereitung wieder zugeführt werden.
Zur Zerkleinerung eignen sich einfache Geräte aus der Aufbereitung von Böden. Zu den geeigneten Geräten gehören Sternsiebe mit zwei oder mehr Wellen, auf denen sternförmige angeordnete Arme sitzen. Die Sterne kämmen wie Zahnräder miteinander und zerkleinern alle zwischen die Sterne gelangenden groben Kläreschlammpartikel.The inside of the rotating drum is preferably provided with blades / guide plates which constantly turn the sewage sludge on its way through the rotating drum. This counteracts agglomeration of sludge particles. If, however, sewage sludge particles agglomerate to coarse grain sizes as a result of drying, which are undesirable for the fluidized bed furnace / furnace, or if already agglomerated / clumped sewage sludge is produced, the coarse particles are preferably screened out and crushed.
The screening can advantageously be achieved at the same time by using a sieve drum as a rotating drum. The sieve drum has a sieve jacket inside. The small particles fall through the screen jacket and are conveyed further in the direction of the fluidized bed furnace / furnace. The large particles remain on the sieve and exit the rotating drum at a different point than the small particles. This makes it easy to separate the small particles from the large particles. The small particles are simply collected separately from the large particles at the exit point and carried on. The large / agglomerated / clumped particles are preferably comminuted with a before they are fed back to the sewage sludge treatment.
Simple devices from the processing of soils are suitable for crushing. Suitable devices include star screens with two or more shafts on which star-shaped arms sit. The stars mesh with each other like gears and crush any coarse sewage sludge particles that get between the stars.
Vorzugsweise ist die Siebtrommel auf der Förderstrecke zwischen der solarthermischen Trocknung und der Wirbelschichtfeuerung/Ofen möglichst dicht an der solarthermischen Trocknung angeordnet. Alternativ kann der Schlammaufbereitungsprozess auch in der Halle/Gebäude der solarthermischen Trocknung stattfinden.The sieve drum is preferably arranged on the conveying path between the solar thermal drying and the fluidized bed furnace / furnace as close as possible to the solar thermal drying. Alternatively, the sludge treatment process can also take place in the hall / building of the solar thermal drying.
Bei Verwendung von Additiven für die Mischung mit dem Klärschlamm kann die Filterasche aus dem Rauchgasfilter der Wirbelschichtfeuerung/Ofens verwendet werden. Die Filterasche wird in den Klärschlamm eingemischt und bindet sehr stark die Feuchtigkeit an der Partikeloberfläche des Klärschlammes. When using additives for mixing with the sewage sludge, the filter ash from the flue gas filter of the fluidized bed furnace / furnace can be used. The filter ash is mixed into the sewage sludge and binds the moisture very strongly to the particle surface of the sewage sludge.
Dazu kann ausreichend sein, die Filterasche zunächst auf den Klärschlamm aufzugeben und anschließend beides einem Mischer/Siebtrommel zuzuführen. Die Filterasche kann auch zusammen mit dem Klärschlamm in einen Mischer/Siebtrommel einlaufen. Geeignete Mischer besitzen eine oder mehrere umlaufende Wellen mit darauf montierten Mischerarmen. Auch die Drehtrommel stellt einen geeigneten Mischer dar. Die beheizte Drehtrommel/Siebtrommel vereinigt dann die Mischerfunktion und die Trocknerfunktion. Es kann aber auch eine Trennung der verschiedenen Funktionen vorgesehen sein.For this it may be sufficient to first add the filter ash to the sewage sludge and then to feed both to a mixer / sieve drum. The filter ash can also run into a mixer / sieve drum together with the sewage sludge. Suitable mixers have one or more rotating shafts with mixer arms mounted on them. The rotating drum is also a suitable mixer. The heated rotating drum / sieve drum then combines the mixer function and the dryer function. However, a separation of the various functions can also be provided.
Im Winter kann eine Einleitung von Abgasen aus der Wirbelschichtfeuerung/Ofen auch von Vorteil sein, um die Drehtrommel auf einer für die Funktion als Mischer ausreichenden Temperatur zu halten. Dazu ist dann ein geringer Teil der Abgase aus der Wirbelschichtfeuerung/Ofen ausreichend. Die Abgase werden dann vorzugsweise aus dem gereinigten Rauchgasstrom abgezweigt. Das kann mit einer Rauchgasleitung erfolgen, mit der das Rauchgas an einem Ende in den Mischer eingeführt und am anderen Ende wieder abgezogen und in den Kamin zurückgeführt wird. Günstig ist, wenn in der Rückführungsleitung ein Saugzug sitzt, der die Rauchgase an einer Seite ansaugt und an der anderen Seite in Richtung Kamin drückt.In winter, the introduction of flue gases from the fluidized bed furnace / furnace can also be advantageous in order to keep the rotary drum at a temperature sufficient to function as a mixer. A small part of the exhaust gases from the fluidized bed furnace / furnace is then sufficient. The exhaust gases are then preferably branched off from the cleaned flue gas flow. This can be done with a flue gas line with which the flue gas is introduced into the mixer at one end and withdrawn at the other end and returned to the chimney. It is beneficial if there is an induced draft in the return line, which sucks in the flue gases on one side and pushes them towards the chimney on the other side.
Wahlweise kann der Mischer auch zugleich eine Trocknerfunktion haben. Dazu kann dem Mischer mehr Rauchgas zugeführt werden. Wahlweise ist anstelle der Beheizung mit Rauchgas auch wie bei der solarthermischen Trockung eine Beheizung mit Kondensatwärme aus der der Wirbelschichtfeuerung/Ofen nachgeschalteten Dampfturbine vorgesehen. Alternativ ist die Nutzung der aus einem Blockheizkraftwerk vorgesehen.Optionally, the mixer can also have a dryer function at the same time. To do this, more flue gas can be fed to the mixer. Optionally, instead of heating with flue gas, as with solar thermal drying, heating with condensate heat from the steam turbine downstream of the fluidized bed furnace / furnace is provided. Alternatively, the use of a combined heat and power plant is provided.
Die Menge an zugegebener Filterasche wird dem Feuchtegehalt des Klärschlammes angepasst. Bei großer Feuchtigkeit und hohem Bedarf an Filterasche kann die Menge an zugegebener Filterasche zum Beispiel bis 10Gew%, bezogen auf die Gesamtmenge aus Klärschlamm und Filterasche sein. Bei geringem Bedarf an Filterasche kann die Zugabe von Filterasche entsprechend reduziert werden. Die Dosierung erfolgt zum Beispiel gravi metrisch.The amount of filter ash added is adapted to the moisture content of the sewage sludge. In the case of high humidity and high demand for filter ash, the amount of filter ash added can be, for example, up to 10% by weight, based on the total amount of sewage sludge and filter ash. If there is little need for filter ash, the addition of filter ash can be reduced accordingly. Dosing is carried out gravimetrically, for example.
Vorzugsweise ist die Drehtrommel in der Heizleistung und der Aufnahme von Filterasche auch so ausgelegt, dass sie im Winter, wenn die Solartrocknung ineffizient ist, den Klärschlamm aus der Klärschlammentwässerung unter Umgehung der Solartrocknung unmittelbar aufnehmen und als Brennstoff für der Wirbelschichtfeuerung/Ofen aufbereiten kann.The rotary drum is preferably designed in terms of its heating power and the absorption of filter ash so that in winter, when solar drying is inefficient, it can directly absorb the sewage sludge from the sewage sludge dewatering, bypassing the solar drying, and process it as fuel for the fluidized bed furnace / furnace.
Auf dem Förderweg zu der Wirbelschichtfeuerung/Ofen ist mindestens ein Silo vorgesehen, in dem eine ausreichende Klärschlamm-Menge zur Überbrückung von Schwankungen in der Klärschlammführung ausgeglichen werden können. Vorzugsweise sind mindestens zwei Silos möglichst dicht am Wurfbeschicker der Wirbelschichtfeuerung/Ofens vorgesehen, die mit unterschiedlich getrocknetem oder nur mechanisch entwässertem Klärschlamm beschickt werden können, wobei in dem einen Silo Klärschlamm bevorratet wird, dessen TR-Gehalt unterhalb der Leimphase liegt, und in dem anderen Silo Klärschlamm bevorratet wird, dessen TR-Gehalt in der Leimphase und oberhalb der Leimphase liegt. Nach dem älteren Vorschlag kann Klärschlamm aus beiden Silos gemeinsam abgezogen und in einen Doppelschneckenförderer aufgegeben werden. Dabei kann jedes gewünschte Mischungsverhältnis zum Beispiel durch eine gravimetrische Dosierung der Austrittsmengen eingestellt werden, so dass die aus dem Doppelschneckenförderer austretende Mischung eine vorteilhafte Verbrennung in der Wirbelschichtfeuerung/Ofen gewährleistet. Der Doppelschneckenförderer übergibt den Klärschlamm an den Wurfbeschicker. Alternativ kann der Ofen auch direkt aus dem jeweiligen Silo ohne Mischung beschickt werden.At least one silo is provided on the conveying path to the fluidized bed furnace / furnace, in which a sufficient amount of sewage sludge can be compensated for to bridge fluctuations in the sewage sludge flow. Preferably, at least two silos are provided as close as possible to the throw feeder of the fluidized bed furnace / furnace, which can be charged with differently dried or only mechanically dewatered sewage sludge, with sewage sludge being stored in one silo, the dry matter content of which is below the glue phase, and in the other Silo sewage sludge is stored whose dry matter content is in the glue phase and above the glue phase. According to the older proposal, sewage sludge can be withdrawn from both silos together and fed into a twin screw conveyor. Any desired mixing ratio can be set, for example by gravimetric metering of the discharge quantities, so that the mixture emerging from the twin screw conveyor ensures advantageous combustion in the fluidized bed furnace / furnace. The twin screw conveyor transfers the sewage sludge to the throw feeder. Alternatively, the furnace can also be loaded directly from the respective silo without mixing.
Sofern auch Klärschlamm mit einem Asche-Anteil vorkommt, kann es von Vorteil sein, wenn für diesen Klärschlamm ein separates Silo vorgesehen ist.If there is also sewage sludge with an ash content, it can be advantageous if a separate silo is provided for this sewage sludge.
Anstelle des Klärschlammes mit einem TR-Gehalt, der oberhalb der Leimphase liegt, kann auch allein ein mit Asche versetzter Klärschlamm zur Anwendung kommen, dessen Brennwert/Heizwert für eine selbstgängige Verbrennung in der Wirbelschichtfeuerung/Ofen ausreicht.Instead of sewage sludge with a dry matter content above the glue phase, a sewage sludge mixed with ash can also be used, the calorific value of which / The calorific value is sufficient for independent combustion in the fluidized bed furnace / furnace.
Bei höherem Brennwert/Heizwert kann der mit Asche versetzte Klärschlamm auch mit Klärschlamm versetzt werden, dessen Brennwert/Heizwert nicht für eine selbstgängige Verbrennung ausreicht. In der Mischung wird der Anteil von Klärschlamm mit dem geringeren Brennwert/Heizwert aber so beschränkt, dass die Mischung noch selbstgängig brennt.With a higher calorific value / calorific value, the sewage sludge mixed with ash can also be mixed with sewage sludge whose calorific value / calorific value is not sufficient for independent combustion. In the mixture, however, the proportion of sewage sludge with the lower calorific value / calorific value is limited in such a way that the mixture still burns by itself.
Zur Mischung von Klärschlamm aus den verschiedenen Silos/Vorlagen/Behältern ist vorzugsweise ein Doppelschneckenförderer vorgesehen.
Der Doppelschneckenförder besitzt zwei miteinander kämmende und in einem Gehäuse umlaufende Schnecken nach Art eines Doppelschneckenextruders. Der Klärschlamm wird durch einen Aufgabetrichter des Gehäuses aufgegeben. Beide Schnecken können gleichläufig drehen. Vorzugsweise drehen die Schnecken gegenläufig, so dass der oben auf die Schnecken aufgegebene Klärschlamm zwischen die Schnecken eingezogen wird, zerkleinert und gemischt wird. Zugleich kann der Doppelschneckenförderer mit dem von ihm geförderten Klärschlamm eine Sperre bilden, so dass weder Umgebungsluft unkontrolliert in die Wirbelschichtfeuerung/ofen treten kann, noch Gase aus dem Feuerungsraum in die Umgebung treten können.
Der Doppelschneckenförderer kann in Förderrichtung ansteigend, aber auch geneigt oder horizontal angeordnet sein.
Anstelle des Doppelschneckenförders ist auch ein Einschneckenförderer, oder ein Trogkettenförderer denkbar.A twin screw conveyor is preferably provided for mixing sewage sludge from the various silos / receivers / containers.
The twin screw conveyor has two intermeshing screws rotating in a housing in the manner of a twin screw extruder. The sewage sludge is fed through a feed hopper in the housing. Both screws can rotate in the same direction. The screws preferably rotate in opposite directions, so that the sewage sludge placed on top of the screws is drawn in between the screws, comminuted and mixed. At the same time, the twin screw conveyor can form a barrier with the sewage sludge it transports, so that neither ambient air can enter the fluidized bed furnace / furnace in an uncontrolled manner, nor can gases from the combustion chamber enter the environment.
The twin screw conveyor can rise in the conveying direction, but it can also be inclined or arranged horizontally.
Instead of the double screw conveyor, a single screw conveyor or a trough chain conveyor is also conceivable.
Solange die Silos und die nicht frostsicheren Teile der Anlage eingehaust sind, ergibt sich im Winter kein Problem. Zum Beispiel können die nicht frostsicheren Teile (zum Beispiel die Silos) der Anlage neben der Wirbelschichtfeuerung/Ofen in der Ofenhalle untergebracht sein. Vorzugsweise werden die nicht in der Ofenhalle untergebrachten, frostgefährdeten Anlagenteile beheizbar gemacht. Schon unterschiedliche Temperaturen können ein Auslaufen von Klärschlamm aus den Silos behindern. Zur Beheizung können auch die Abgase aus der Wirbelschichtfeuerung/Ofen verwendet werden.As long as the silos and the non-frost-proof parts of the system are enclosed, there is no problem in winter. For example, the parts that are not frost-proof (for example the silos) of the system can be housed next to the fluidized bed furnace / furnace in the furnace hall. Preferably, the parts of the plant that are not housed in the furnace hall and are at risk of frost are made heatable. Even different temperatures can prevent sewage sludge from leaking out of the silos. The exhaust gases from the fluidized bed furnace / furnace can also be used for heating.
Die Silos/Vorlagen/Behälter dienen als Puffer im Falle einer schwankenden Produktionsmenge an aufbereitetem Klärschlamm. Die Wirbelschichtfeuerung/Ofen muss kontinuierlich gefahren werden. Schwankender Betrieb ist für die Wirbelschichtfeuerung/Ofen nur in geringen Grenzen möglich. Der aufbereitete Klärschlamm wird den Silos oben zugeführt und unten an den Silos abgezogen.The silos / templates / containers serve as a buffer in the event of a fluctuating production volume of treated sewage sludge. The fluidized bed furnace / furnace must be run continuously. Fluctuating operation is only possible to a limited extent for the fluidized bed furnace / furnace. The processed sewage sludge is fed to the silos at the top and drawn off from the silos at the bottom.
Die vorliegende Erfindung knüpft an den älteren Vorschlag. Das heißt die Erfindung hat sich die gleiche Aufgabe gestellt wieder ältere Vorschlag verbunden mit dem Ziel der wirtschaftlichen und/oder technologischen Verbesserung in einigen relevanten Punkten.The present invention follows on from the earlier proposal. That is to say, the invention has set itself the same task as an older proposal combined with the aim of economic and / or technological improvement in some relevant points.
Das wird mit den Merkmalen des vorliegenden Hauptanspruches erreicht. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsbeispiele. Im Einzelnen:
- Die Erfindung betrifft auch die
- Aufbereitung von Klärschlamm für die Verbrennung in einem Ofen, vorzugsweise in einer Wirbelschichtfeuerung, wobei eine Entwässerung erfolgt und der entwässerte Klärschlamm anschließend getrocknet wird, wobei die Trocknung vorzugsweise eine Solartrocknung ist, wobei höchst bevorzugt die Solartrockung zugleich mit einer von der Witterung unabhängigen Beheizung versehen ist, mit der bei nachlassender Sonnenstrahlung eine gewünschte Trocknung aufrecht erhalten werden kann bzw. ein gewünschter Trocknungsverlauf unabhängig von der Sonneneinstrahlung gewährleistet ist, wobei für die zusätzliche Beheizung vorzugsweise , vorzugsweise industrielle , Verwendung findet, wobei für die Solartrocknung vorzugsweise eine Einhausung vorgesehen ist, wobei noch weiter bevorzugt eine durchsichtige Einhausung vorgesehen ist, wobei der Klärschlamm vorzugsweise zur Trocknung auf dem Boden ausgebreitet und/oder in Abständen gewendet wird.
- The invention also relates to
- Processing of sewage sludge for incineration in a furnace, preferably in a fluidized bed furnace, where dewatering takes place and the dewatered sewage sludge is then dried, where the drying is preferably a solar drying, with the most preferred solar drying also being provided with a heating that is independent of the weather , with which a desired drying can be maintained when the solar radiation subsides or a desired drying process is ensured independently of the solar radiation, whereby preferably, industrial use is made for the additional heating, whereby an enclosure is preferably provided for the solar drying, whereby still further preferably a transparent housing is provided, the sewage sludge preferably being spread out on the ground for drying and / or being turned over at intervals.
Das Gehäuse kann auch eine Einhausung, auch in der Größe eines Hauses oder in der Größe einer Halle sein. Je größer die Einhausung, desto vorteilhafter ist die Solartrocknung.The housing can also be an enclosure, also the size of a house or the size of a hall. The larger the enclosure, the more advantageous solar drying is.
Vorzugsweise ist
- -die Solartrocknung mit einer Bodenheizung kombiniert ist und/oder
- -die Solartrocknung mit einer zusätzlichen Beheizung von oben kombiniert ist, vorzugsweise mit einer Zuführung von Warmluft und/oder inertem, warmem Heizmedium kombiniert ist und/oder
- -der Klärschlamm mit Trocknungsmittel gemischt wird und/oder
- -mindestens zwei Klärschlammfraktionen in den Ofen aufgegeben werden, von denen eine Klärschlammfraktion sich unterhalb der Leimphase befindet und die andere Klärschlammfraktion sich oberhalb der Leimphase befindet.
- -The solar drying is combined with underfloor heating and / or
- the solar drying is combined with additional heating from above, preferably combined with a supply of warm air and / or an inert, warm heating medium and / or
- -the sewage sludge is mixed with desiccant and / or
- - at least two sewage sludge fractions are fed into the furnace, of which one sewage sludge fraction is below the glue phase and the other sewage sludge fraction is above the glue phase.
Die zusätzliche Beheizung kann die Anlage von der Witterung unabhängig machen und/oder Leistungsspitzen in der Klärschlammtrocknung bewirken, welche ohne die zusätzliche Beheizung nicht möglich wären.The additional heating can make the system independent of the weather and / or cause power peaks in sewage sludge drying, which would not be possible without the additional heating.
Vorzugsweise wird für die erfindungsgemäße zusätzliche Bodenheizung Warmluft und/oder inertes warmes Gas durch den Boden in den Klärschlamm geleitet.For the additional floor heating according to the invention, warm air and / or inert warm gas is preferably passed through the floor into the sewage sludge.
Von Vorteil ist ein Boden für die Bodenheizung, der mit Durchtrittsöffnungen, vorzugsweise schlitzförmigen Öffnungen, für Warmluft und/oder inertem warmem Gas oder anderem Heizmittel versehen ist. Der Boden kann dabei zugleich einen Teil der Zuführung für das Heizmittel, nämlich die Oberseite der Zuführung bilden.A floor for floor heating is advantageous which is provided with passage openings, preferably slot-shaped openings, for warm air and / or inert warm gas or other heating means. The bottom can at the same time form part of the feed for the heating means, namely the top of the feed.
Der Boden kann aber auch mit einer Fußbodenheizung versehen sein und zur Benutzung mit warmem, flüssigen Heizmittel, insbesondere mit Warmwasser, durchströmt werden.However, the floor can also be provided with underfloor heating and, for use, can be flowed through with warm, liquid heating medium, in particular with hot water.
Die zusätzliche Beheizung kann auch von oben erfolgen. Dann ist mindestens ein Heizkörper oberhalb/über dem Klärschlamm in der Einhausung angeordnet sein und von Warmluft oder anderem Heizmittel, insbesondere Warmwasser, durchströmt werden, so die aus dem Klärschlamm austretenden Gase wie auch weitere von der Einhausung eingeschlossenen Gase mittelbar erwärmt werden und mehr Feuchtigkeit mit diesen Gasen ausgetragen werden kann. Zugleich wird der Klärschlamm mit der zusätzlichen Beheizung von oben wie auch durch die zusätzliche Beheizung von unten erwärmt, so mehr Feuchtigkeit aus dem Klärschlamm ausgetrieben wird und der Gasanfall sich vergrößert. Wegen der Brennbarkeit verschiedener Gasbestandteile kann von Vorteil sein, den Raum über dem Klärschlamm in der Einhausung dauernd oder zeitweise ganz oder teilweise mit einem inerten, unter den gegebenen Umständen nicht brennbaren Gas zu füllen. Die Füllung hängt dabei davon ab, ob das Gas/Luftgemisch in der Einhausung eine kritische Größenordnung und/oder eine kritische Zündtemperatur erreicht. Beides kann gemessen werden. Solange die kritische Größenordnung und/oder die kritische Zündtemperatur nicht erreicht wird, kann ein brennbares Luft/Gasgemisch von Vorteil sein, um es kontrolliert zu verbrennen. Durch das Verbrennen wird eine Geruchsbelästigung in der Anlage und eine Geruchsbelästigung der Umgebung verhindert. Außerdem kann der Wärmeinhalt durch Einleiten des Luft/Gasgemisches in den Ofen genutzt werden.The additional heating can also be done from above. Then at least one heating element is arranged above / above the sewage sludge in the housing and hot air or other heating means, especially hot water, flows through it, so that the gases emerging from the sewage sludge as well as other gases enclosed by the housing are indirectly heated and more moisture is also heated these gases can be discharged. At the same time, the sewage sludge is heated with the additional heating from above as well as by the additional heating from below, so that more moisture is expelled from the sewage sludge and the gas accumulation increases. Because of the flammability of various gas constituents, it can be advantageous to fill the space above the sewage sludge in the housing permanently or temporarily, either completely or partially, with an inert gas that is non-flammable under the given circumstances. The filling depends on whether the gas / air mixture in the housing reaches a critical order of magnitude and / or a critical ignition temperature. Both can be measured. As long as the critical order of magnitude and / or the critical ignition temperature is not reached, a combustible air / gas mixture can be advantageous in order to burn it in a controlled manner. Burning prevents unpleasant odors in the system and unpleasant odors in the area. In addition, the heat content can be used by introducing the air / gas mixture into the furnace.
Wie oben erläutert, ist bei der Trocknung zu vermeiden, der Klärschlamm in die Leimphase gelangt. Ein Klärschlamm, der sich über der Leimphase befindet, wird als ein übertrockneter Klärschlamm bezeichnet; ein Klärschlamm, der sich unter der Leimphase befindet, als ein untertrockneter Klärschlamm. Dabei kann je nach Betriebsbedingungen von Vorteil sein, einen übertrockneten Klärschlamm oder einen untertrockneten Klärschlamm zu erzeugen. Das kann eine intervallmäßige Trocknung einschließen, bei der eine Zeit lang untertrockneter Klärschlamm erzeugt wird und danach eine Zeit lang untertrockneter Klärschlamm erzeugt wird. Dabei ist von Vorteil mehrere Silos zu benutzen, von denen zum Beispiel untertrockneter Klärschlamm in ein Silo und übertrockneter Klärschlamm in ein anderes Silo gefahren wird. Dann können die Klärschlämm aus beiden Silos in solchen Mengenverhältnissen ab gezogen und vor dem Ofen miteinander vermischt werden, ein noch förderfähiger Klärschlamm entsteht.As explained above, when drying, the sewage sludge should be avoided in the glue phase. A sewage sludge that is above the glue phase is called an overdried sewage sludge; a sewage sludge, which is located under the glue phase, as an underdried sewage sludge. Depending on the operating conditions, it can be advantageous to produce an over-dried sewage sludge or an under-dried sewage sludge. This can include an intermittent drying, in which sewage sludge that has been underdried for a period is produced and then sewage sludge that is undried for a period is produced. It is advantageous to use several silos, from which, for example, underdried sewage sludge is moved to one silo and overdried sewage sludge is moved to another silo. The sewage sludge can then be withdrawn from both silos in such proportions and mixed with one another in front of the furnace to produce sewage sludge that can still be conveyed.
Vorteilhafterweise kann dabei auch Fremdschlamm hinzugefahren werden. Mit Fremdschlamm wird ein in einer Anlage erzeugter Klärschlamm bezeichnet. Grundsätzlich ist möglich, den Fremdschlamm vor der Aufgabe in ein Silo mit Eigenschlamm aus der Anlage zu vermischen. Als Eigenschlamm wird der in der Anlage selbst erzeugte Klärschlamm bezeichnet. Grundsätzlich ist auch möglich, in einem Silo abwechselnd Schichten aus Fremdschlamm und Eigenschlamm zu erzeugen. Dem wird dann durch eine schnelle Änderung der Beschickung und der Ofenfahrweise Rechnung getragen werden. Leichter ist, für jede Schlammsorte ein separates Silo einzusetzen.Foreign sludge can advantageously also be added. A sewage sludge produced in a plant is referred to as foreign sludge. In principle, it is possible to mix the foreign sludge with your own sludge from the system before it is fed into a silo. The sewage sludge produced in the plant itself is referred to as own sludge. In principle, it is also possible to create alternating layers of foreign sludge and own sludge in a silo. This will then be taken into account by quickly changing the loading and operating mode of the furnace. It is easier to use a separate silo for each type of sludge.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Klärschlamm-Mischung erst im Ofen erfolgt. Dann kommt es auf die Förderfähigkeit der Mischung nicht an.There are particular advantages if the sewage sludge is first mixed in the furnace. Then it does not depend on the eligibility of the mixture.
Außerdem kann sich wirtschaftlich als Vorteil darstellen, wenn in der Trocknung ein Klärschlamm anfällt, der sich zwar in der Leimphase befindet, aber durch die Zugabe von Trocknungsmitteln zu einem förderfähigen Klärschlamm gemacht werden kann. In dem Fall kein ein Trocknungsmittel zugemischt werden. Vorzugsweise wird dann mindestens ein Trocknungsmittel aus folgender Aufstellung von Trocknungsmitteln ausgewählt:
- -Asche
- -Kalk
- -übertrockneter Klärschlamm
- -Ash
- -Lime
- -overdried sewage sludge
Das Trocknungsmittel kann in solcher Menge zugegeben werden, bis ein sich in der Leimphase befindlicher Klärschlamm förderfähig wird.The drying agent can be added in such an amount that a sewage sludge in the glue phase can be conveyed.
Auf dem oben erläuterten Wege können zwei Klärschlammströme miteinander vermischt werden, von denen der eine Klärschlammstrom sich unterhalb der Leimphase befindet und der andere Klärschlammstrom sich oberhalb der Leimphase befindet. Erfolgt die Mischung dabei vor der Aufgabe in den Ofen und kommt es auf die Förderfähigkeit des Klärschlammes an, dann soll die Klärschlamm-Mischung oberhalb der Leimphase liegen.In the way explained above, two sewage sludge flows can be mixed with one another, of which one sewage sludge flow is located below the glue phase and the other sewage sludge flow is above the glue phase. If the mixture is made before it is fed into the furnace and if the sewage sludge is capable of being conveyed, then the sewage sludge mixture should be above the glue phase.
Erfolgt die Mischung erst im Ofen, dann kommt es auf die Förderfähigkeit der Mischung nicht an.If the mixture is first mixed in the oven, then the eligibility of the mixture is irrelevant.
Nach der Erfindung lassen sich auch Klärschlamme mit unterschiedlicher Beschaffenheit verarbeiten. Die unterschiedliche Beschaffenheit betrifft insbesondere neben der unterschiedlichen Feuchte unterschiedliche Dichte und/oder unterschiedliche Korngröße.According to the invention, sewage sludge with different properties can also be processed. In addition to the different moisture levels, the different properties relate in particular to different densities and / or different grain sizes.
Als Ofen für eine Verbrennung erfindungsgemäß hergestellter Klärschlämme sind Wirbelschichtöfen von Vorteil. Dazu zählen sowohl Öfen mit stationärem Wirbelbett als auch Öfen mit umlaufender Wirbelschicht.Fluidized bed furnaces are advantageous as furnaces for incinerating sewage sludge produced according to the invention. These include both ovens with a stationary fluidized bed and ovens with a circulating fluidized bed.
Bei der Verbrennung mehrerer unterschiedlicher Klärschlammströme in der stationären Wirbelschicht kann von Vorteil sein oberhalb des Wirbelbettes Sekundärluft für die dortige Verbrennung von Partikeln zuzuführen, die über das Wirbelbett hinausgetragen werden und dort verbrennen. Einer damit verbundenen Erhöhung der Ofentemperatur kann durch zusätzliche Kühlung entgegen gewirkt werden.When several different sewage sludge streams are burned in the stationary fluidized bed, it can be advantageous to supply secondary air above the fluidized bed for the combustion of particles there, which are carried beyond the fluidized bed and burn there. An associated increase in the furnace temperature can be counteracted by additional cooling.
Einer übermäßigen Erhöhung der Ofentemperatur kann durch Eindüsen von Wasser entgegen gewirkt werden. Das kann durch vorbereitete Lanzen am Ofen erfolgen.An excessive increase in the oven temperature can be counteracted by injecting water. This can be done through prepared lances on the furnace.
Vor Vorteil für die Klärschlamm-Mischung in einer Wirbelschichtfeuerung ist, wenn für jeden zur Mischung gehörenden Klärschlammstrom/Materialstrom eine separate Beschickung, vorzugsweise ein separater Wurfbeschicker vorgesehen ist.It is advantageous for the sewage sludge mixture in a fluidized bed furnace if a separate feed, preferably a separate throw feeder, is provided for each sewage sludge flow / material flow belonging to the mixture.
Bei einem stationären Wirbelbett sind die Lage des Wirbelbettes und seine Abmessungen und andere Eigenschaften nicht nur von der Verbrennungsluft abhängig, mit der ein Wirbelbett im Ofen von unten angeblasen wird. Von Vorteil ist, wenn mindestens ein Wurfbeschicker des Wirbelschichtofens steuerbar ist, um die Klärschlammaufgabe und damit auch das Wirbelbeett zu optimieren.In the case of a stationary fluidized bed, the position of the fluidized bed and its dimensions and other properties are not only dependent on the combustion air with which a fluidized bed in the furnace is blown from below. It is advantageous if at least one throw feeder of the fluidized bed furnace can be controlled in order to optimize the sewage sludge feed and thus also the fluidized bed.
Die Steuerbarkeit kann betreffen:
- -die Anzahl der Klärschlammwürfe pro Zeiteinheit und/oder
- -die Richtung der Klärschlammwürfe in der Horizontalen und/oder in der Vertikalen und/oder
- -die Wurfweite und/oder
- -die Streuung des Klärschlammes,
- -the number of sewage sludge throws per unit of time and / or
- -the direction of the sewage sludge dump horizontally and / or vertically and / or
- -the throwing distance and / or
- -the spreading of the sewage sludge,
Nach dem älteren Vorschlag war vorgesehen, bei Vorratshaltung von Klärschlamm bzw. Anordnung eines Silos in der Klärschlammförderlinie vor der Beschickung noch einen Mischer vorzusehen. Das gilt besonders für die gleichzeitige Abnahme unterschiedlichen Klärschlammes aus zwei Silos. Nach dem älteren Vorschlag war ein Doppelschneckenmischer als Mischer vorgesehen. Das beruht auf dem Wissen um die Zwangsmischung in einem Doppelschneckenmischer. Zwischenzeitlich hat sich gezeigt, mit Paddelmischern und Schaufelmischern und Pflugscharmischern deutlich bessere Mischergebnisse erzielt werden. Bei solchen Mischern sind die
- -Paddel und/oder Schaufeln und/oder Pflugscharen an einer Welle befestigt sind und
- -mit der Welle in einem Gehäuse umlaufen und
- -zur Längsrichtung der Welle eine Schrägstellung aufweisen,
so in einer Drehrichtung der Welle eine Mischung des Klärschlammes und zugleich eine Förderwirkung auf den Klärschlamm ausgeübt wird.According to the older proposal, provision was made for a mixer to be provided before loading when sewage sludge was stored or when a silo was arranged in the sewage sludge conveyor line. This particularly applies to the simultaneous removal of different sewage sludge from two silos. According to the older proposal, a twin-screw mixer was provided as the mixer. This is based on the knowledge of forced mixing in a twin screw mixer. In the meantime it has been shown that significantly better mixing results can be achieved with paddle mixers and paddle mixers and ploughshare mixers. These are the mixers of this type
- -Paddles and / or shovels and / or plowshares are attached to a shaft and
- -Rotate with the shaft in a housing and
- - have an inclination to the longitudinal direction of the shaft,
so in one direction of rotation of the shaft a mixture of the sewage sludge and at the same time a conveying effect on the sewage sludge is exerted.
Außerdem können die Paddeln und Schaufeln oder Pflugscharen in Längsrichtung der Welle so beabstandet sind, zwischen den Paddeln und Schaufeln und Pflugscharen Raum für ortsfeste Einbauten im Gehäuse gegeben ist, mit denen die Mischwirkung verstärkt wird.In addition, the paddles and shovels or plowshares can be spaced apart in the longitudinal direction of the shaft in such a way that there is space between the paddles and shovels and plowshares for fixed installations in the housing, with which the mixing effect is increased.
Die Einbauten können eine zusätzliche Schneid- und Mischwirkung besitzen und vorzugsweise ihrerseits die Form von Paddeln und/oder Schaufeln und/oder Pflugscharen aufweisen.The internals can have an additional cutting and mixing action and preferably in turn have the shape of paddles and / or shovels and / or plowshares.
Die Paddeln besitzen ebene/flache Formen.The paddles have a flat shape.
Die Schaufeln und Pflugscharen besitzen gekrümmte Formen, von denen sich die Hersteller Verfahrensvorteile versprechen.The shovels and plowshares have curved shapes, which manufacturers expect process advantages to be.
Die Paddelmischer, Schaufelmischer und Pflugscharmischer kommen einachsig oder doppelachsig vor, wobei die doppelachsigen Paddelmischer oder Schaufelmischer oder Pflugscharmischer vorzugsweise miteinander kämmende Paddeln oder Schaufeln oder Pflugscharen an den Wellen aufweisen und die Einbauten außerhalb des Bereiches kämmender Teile angeordnet sind.The paddle mixers, paddle mixers and ploughshare mixers are single-axis or double-axis, the double-axis paddle mixers or paddle mixers or ploughshare mixers preferably having intermeshing paddles or shovels or plowshares on the shafts and the internals being arranged outside the area of intermeshing parts.
Von Vorteil ist, wenn die Paddelmischer, Schaufelmischer und Pflugscharmischer die Wellen und/oder Paddeln und/oder Schaufeln und/oder Pflugscharen mit Gehäusen umgeben, die in Längsrichtung eine Teilungsfuge aufweisen, welche die Montage und Demontage erleichtert.It is advantageous if the paddle mixers, paddle mixers and ploughshare mixers surround the shafts and / or paddles and / or shovels and / or plowshares with housings which have a dividing joint in the longitudinal direction, which facilitates assembly and disassembly.
Je nach Beschaffenheit der Paddelmischer, Schaufelmischer und Pflugscharmischer steht die Mischwirkung und nicht die Förderwirkung im Vordergrund. Um gleichwohl dem Klärschlammm einen ausreichenden Förderdruck auf dem Weg in die Beschickung zu geben, kann es zweckmäßig sein, eine Förderschnecke zwischen dem Paddelmischer oder Schaufelmischer oder Pflugscharmischer einerseits und dem Wurfbeschicker andererseits vorzusehenDepending on the nature of the paddle mixers, paddle mixers and ploughshare mixers, the focus is on the mixing effect and not the conveying effect. In order to give the sewage sludge a sufficient delivery pressure on the way to the feed, it can be useful to provide a screw conveyor between the paddle mixer or paddle mixer or ploughshare mixer on the one hand and the throw feeder on the other
Insbesondere mit den oben erläuterten Silos eröffnen sich verschiedene mögliche Betriebsweisen für den Ofen:
- Der Ofenbetrieb kann mit der Trocknung und Mischung des Klärschlammes gekoppelt sein.
- Der Ofenbetrieb kann auch von der Trocknung und Mischung des Klärschlammes unabhängig sein.
- The furnace operation can be coupled with the drying and mixing of the sewage sludge.
- The furnace operation can also be independent of the drying and mixing of the sewage sludge.
Vorteilhafterweise hat die erfindungsgemäße solarthermische Schlammtrocknung eine wunderbare Energiebilanz, weil die Sonneneinstrahlung kostenlos ist. Darüber hinaus ergeben sich Vorteile durch eine industrielle nutzung für die oben erläuterte zusätzliche Heizung und gegebenenfalls weitere Heizungsstellen. Zusätzliche Heizungsstellen kommen vor:
- -bei der Trocknung und/oder
- -bei der Mischung des Klärschlammes und/oder
- -bei dem Transport des Klärschlammes
- -during drying and / or
- - when mixing the sewage sludge and / or
- -in the transport of the sewage sludge
Die hier nutzbare kann anfallen
- -mit dem Abgas aus der Verbrennung des Klärschlammes und/oder
- -aus der Ofenkühlung und/oder
- -aus der Dampferzeugung in der Wirbelschichtfeuerung für einen Stromgenerator
- -aus sonstigen Quellen
- -with the exhaust gas from the incineration of the sewage sludge and / or
- -from the furnace cooling and / or
- -from the steam generation in the fluidized bed furnace for an electricity generator
- -from other sources
Nach dem älteren Vorschlag erfolgt eine Zerkleinerung des Klärschlammes mit jedem Mischer, den der Klärschlamm auf dem Wege von der Trocknung zum Ofen durchläuft.
Für die Trocknung und Förderung des Klärschlammes kann eine zusätzliche einmalige oder mehrmalige Zerkleinerung
des Klärschlammes und/oder Wenden des Klärschlammes in der Trocknungsvorrichtung und/oder
eine zusätzliche einmalige oder mehrmalige Zerkleinerung des Klärschlammes auf dem Förderweg von der Trocknungsvorrichtung zur Ofenbeschickung von Vorteil sein.
Für die Zerkleinerung und das Wenden des Klärschlammes unter der Einhausung eignen sich zum Beispiel Fräsen, aber auch andere Zerkleinerungswerkzeuge, insbesondere landwirtschaftliche Werkzeuge zum Pflügen und anderer Bodenbearbeitung. Diese Geräte können je nach Größe der Einhausung unmittelbar verwendet werden oder in einem verkleinerten Nachbau verwendet werden.According to the older proposal, the sewage sludge is comminuted with every mixer that the sewage sludge passes through on the way from drying to the kiln.
For the drying and conveying of the sewage sludge, an additional single or multiple crushing can be carried out
of the sewage sludge and / or turning the sewage sludge in the drying device and / or
an additional single or multiple comminution of the sewage sludge on the conveying path from the drying device to the furnace loading may be advantageous.
Milling machines, for example, but also other comminution tools, in particular agricultural tools for plowing and other soil cultivation, are suitable for the comminution and turning of the sewage sludge under the housing. Depending on the size of the housing, these devices can be used immediately or used in a scaled-down replica.
Für die Durchführung der vorstehend beschriebenen Verfahren eignet sich zum Beispiel eine Anlage, die zusammengesetzt ist aus
- -einer Trocknungsvorrichtung, wobei die Trocknungsvorrichtung
- a)mit einem durchsichtigen Gehäuse/Einhausung versehen ist, das die Sonnenstrahlen durchlässt und zumindest einen Regenschutz bildet, vorzugsweise auch eine Trennung gegenüber der Umgebungsluft bildet
- b)wobei das Gehäuse eine Luft- bzw. Gasaustrittsöffnung besitzt, durch die die im Gehäuse anfallende Luft bzw. Gas entweichen kann, wobei an der Luft- bzw. Gasaustrittsöffnung vorzugsweise ein Filter sitzt, noch weiter bevorzugt die Gasaustrittsöffnung oder der Filter mit einem Gebläse versehen ist, wobei die Ansaugseite des Gebläses zur Luft- bzw. Gasaustrittsöffnung weist
- -mindestens einem Mischer mit einer Zuführungsöffnung für getrockneten Klärschlamm und einer Zuführungsöffnung für Trocknungsmittel, vorzugsweise mit einer gemeinsamen Zuführungsöffnung für Klärschlamm und Trocknungsmittel
- -mindestens einer Fördervorrichtung für Klärschlamm von der Trocknungsvorrichtung zu dem Mischer
- -mindestens einer Fördervorrichtung vom Austritt des Klärschlammes aus der Trocknungsvorrichtung zur Rückführung von Klärschlamm an den Eintritt des Klärschlammes in die Trocknungsvorrichtung
- -einer Weiche in Fördervorrichtung von der Trocknung zum Mischer, an die auch die Fördervorrichtung für die Rückführung des Klärschlammes angeschlossen ist
- -mindestens einer Feuchtigkeitsmessvorrichtung auf dem Förderweg von dem Klärschlammaustritt aus der Trocknung zu der Weiche, wobei die Feuchtigkeitsmessvorrichtung und die Weiche an eine gemeinsame Steuerungsvorrichtung angeschlossen sind, so bei Überschreiten einer vorgegebenen Feuchtigkeit des Klärschlammes die Weiche betätigt wird.
- -a drying device, wherein the drying device
- a) is provided with a transparent housing / housing that lets the sun's rays through and forms at least a rain cover, preferably also forms a separation from the ambient air
- b) the housing having an air or gas outlet opening through which the air or gas occurring in the housing can escape, a filter preferably being located on the air or gas outlet opening, even more preferably the gas outlet opening or the filter with a fan is provided, the suction side of the fan facing the air or gas outlet opening
- At least one mixer with a supply opening for dried sewage sludge and a supply opening for drying agent, preferably with a common supply opening for sewage sludge and drying agent
- -at least one conveying device for sewage sludge from the drying device to the mixer
- -at least one conveying device from the outlet of the sewage sludge from the drying device for the return of sewage sludge to the inlet of the sewage sludge in the drying device
- -a switch in the conveying device from the drying to the mixer, to which the conveying device for the return of the sewage sludge is also connected
- -at least one moisture measuring device on the conveying path from the sewage sludge outlet from the drying to the switch, wherein the moisture measuring device and the Switches are connected to a common control device, so the switch is operated when a predetermined moisture content of the sewage sludge is exceeded.
Vorzugsweise ist die Trocknungsvorrichtung mit einem Heizkörper für die zusätzliche Beheizung versehen. Dabei kann der Heizkörper aus mindestens einem geschlossenen, von Heizmittel durchströmtem Rohr oder Schlauch bestehen. Außerdem ist wahlweise für eine Bodenheizung ein Spaltboden in der Trocknungsvorrichtung vorgesehen ist, der eine Zuführung für gasförmiges Heizmittel bildet.The drying device is preferably provided with a heating element for additional heating. The radiator can consist of at least one closed pipe or hose through which heating medium flows. In addition, a slotted floor is optionally provided in the drying device for floor heating, which forms a feed for gaseous heating medium.
Nach dem älteren Vorschlag sind zwei Mischer auf dem Förderweg des Klärschlammes von der Trocknung zum Ofen vorgesehen.According to the older proposal, two mixers are provided on the conveyance path of the sewage sludge from the drying area to the kiln.
Der erste Mischer ist ein Trommelsieb. Das Trommelsieb mischt nicht nur den Klärschlamm mit Trocknungsmitteln. Das Trommelsieb bewirkt zusätzlich eine Abtrennung von Überkorn des in den Mischer gelangenden Klärschlammes. Auch ohne die Mischung ist die Verwendung des Trommelsiebes zur Abtrennung von Überkorn von Vorteil. Überkorn kann auch dann vorkommen, wenn der Klärschlamm nach einer Entwässerung agglomeriert.
Zur Rückführung des Überkorns ist vorzugsweise
eine Fördervorrichtung vom Austritt des Klärschlammes mit Überkorn am Trommelsieb zum Eintritt des Klärschlammes in den Trockner vorgesehen.The first mixer is a drum screen. The drum sieve not only mixes the sewage sludge with desiccants. The drum sieve also separates oversized particles from the sewage sludge entering the mixer. Even without the mixture, it is advantageous to use the drum screen to separate oversized grains. Oversized grain can also occur if the sewage sludge agglomerates after dewatering.
To return the oversized grain is preferred
a conveying device is provided from the exit of the sewage sludge with oversized grain on the drum screen to the entry of the sewage sludge into the dryer.
Nach dem älteren Vorschlag ist der zweite Mischer in der Förderlinie des Klärschlammes zwischen den Silos und der Beschickung vorgesehen. Hier hab en sich die Paddelmischer oder Schaufelmischer oder Pflugscharmischer als vorteilhaft werwiesen.According to the older proposal, the second mixer is provided in the sewage sludge conveyor line between the silos and the feed. Here the paddle mixers or paddle mixers or ploughshare mixers have proven to be advantageous.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des älteren Vorschlages schematisch dargestellt:
Mit
Aus der Entwässerung
Im Ausführungsbeispiel gehört zu der solarthermische Trocknung
Das Gewächshaus ist zugleich mit einer Bodenbeheizung versehen. Der Boden des Gewächshauses besteht im Ausführungsbeispiel aus Stahlblech, das für das Befahren mit einem Frontlader ausgelegt ist, der die Aufgabe hat, Klärschlamm in dem Gewächshaus zu verteilen und nach der Trocknung wieder abzuräumen und auf ein Förderband
Unter dem Boden aus Stahlblech sind im Ausführungsbeispiel Heizungsrohre verlegt, die ihre Wärme an den Stahlblechboden abgeben, der seinerseits die Wärme an den Klärschlamm abgibt. Die Heizungsrohre werden im Ausführungsbeispiel über eine Leitung
From the
In the embodiment example belongs to the solar thermal drying
The greenhouse is also provided with floor heating. In the exemplary embodiment, the floor of the greenhouse consists of sheet steel, which is designed to be driven on by a front loader, which has the task of distributing sewage sludge in the greenhouse and clearing it away again after drying and transferring it to a conveyor belt
In the exemplary embodiment, heating pipes are laid under the sheet steel floor, which give off their heat to the sheet steel floor, which in turn gives off the heat to the sewage sludge. The heating pipes are in the embodiment via a
Über einen Wärmetauscher
Der Klärschlamm verlässt die Trocknung
Das Messergebnis wird an einen Rechner
- -die
Trockung 2 anhand einer Referenzkurve steuert DieTR von 29,45 Gew% abgepresst worden ist und noch nicht getrocknet wurde. Dieser Trocknungsgrad liegt unterhalb der Leimphase des Klärschlammes. Das wird an nachfolgender Prüfung des Klärschlammes deutlich:- Mengen von jeweils 0,5 Litern des Klärschlammes werden unter definiertem Druck zu einem Prüfkörper geformt. In den Prüfkörper wird bis zu einer definierten Tiefe eine Platte eingeführt. Anschließend wird die Metallplatte mit einer konstanten Geschwindigkeit aus dem Prüfkörper gezogen. Die zum Herausziehen der Metallplatte benötigte Kraft wird gemessen. Die
- Mengen von jeweils 0,5 Litern des Klärschlammes werden unter definiertem Druck zu einem Prüfkörper geformt. In den Prüfkörper wird bis zu einer definierten Tiefe eine Platte eingeführt. Anschließend wird die Metallplatte mit einer konstanten Geschwindigkeit aus dem Prüfkörper gezogen. Die zum Herausziehen der Metallplatte benötigte Kraft wird gemessen. Die
- -the
drying 2 based on a reference curve, Die controls- Quantities of 0.5 liters each of the sewage sludge are formed into a test specimen under a defined pressure. A plate is inserted into the test body to a defined depth. The metal plate is then pulled out of the test specimen at a constant speed. The force required to pull out the metal plate is measured. the
- Quantities of 0.5 liters each of the sewage sludge are formed into a test specimen under a defined pressure. A plate is inserted into the test body to a defined depth. The metal plate is then pulled out of the test specimen at a constant speed. The force required to pull out the metal plate is measured. the
Um aus der Leimphase herauszukommen, ist in einem Ausführungsbeispiel ein zusätzlicher Durchlauf des Klärschlammes durch die Trocknung
Alternativ zur Rückführung des einmal solargetrockneten Klärschlammes wird in einem anderen Ausführungsbeispiel in der Trocknung
Sowohl die zusätzliche Trocknung durch Rückführung im ersten Ausführungsbeispiel als auch die zusätzliche Trocknung durch die im zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehene Bodenheizung werden als Übertrocknung bezeichnet.
- -bei Bedarf entscheidet,
- -- ob und in welchem Umfang der austretende Klärschlamm über eine Leitung unmittelbar einem Silo
6 zugeführt wird. Im Ausführungsbeispiel hat dieser Klärschlamm einen TR-Gehalt von 28 Gew%, in anderen Ausführungsbeispielen einen TR-Gehalt von 25 bis 30Gew% - -- ob und in welchem Umfang der austretende Klärschlamm zu einer ergänzenden Trocknung über
den Förderweg 13 indie Trocknung 2 zurückgeführt wird.
- -- ob und in welchem Umfang der austretende Klärschlamm über eine Leitung unmittelbar einem Silo
- -decide if necessary,
- - whether and to what extent the discharged sewage sludge via a pipe directly into a silo
6th is fed. In the exemplary embodiment, this sewage sludge has a DR content of 28% by weight, in other exemplary embodiments a DR content of 25 to 30% by weight - - whether and to what extent the discharged sewage sludge for additional drying via the conveying route
13th in the drying2 is returned.
- - whether and to what extent the discharged sewage sludge via a pipe directly into a silo
Die ergänzende Trocknung kann bei mangelhafter Trocknung zweckmäßig sein. Das kann der Fall sein, wenn durch Störungen des Trocknungsbetriebes oder durch ungünstige Rahmenbedingungen der Trocknung der gewünschte TR-Gehalt nicht erreicht wird.
- -- ob und in welchem Umfang eine ergänzende Trocknung normal getrockneten Klärschlammes stattfindet. Eine Trocknung auf einen TR-Gehalt größer 60Gew% wird als Übertrockung bezeichnet. Im Ausführungsbeispiel wird durch Übertrocknung ein TR-Gehalt von 52Gew% und mehr erreicht. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um den Klärschlamm des Emscherklärwerkes in Bottrop, dessen TR-Gehalt für eine selbstgängige Verbindung 52Gew% beträgt.
Der übertrocknete Schlamm wird mit einem TR-Gehalt von mehr als 52Gew%
Der übertrocknete Schlamm mit einem TR-Gehalt zwischen 52 und 60Gew% wird allein in der
Bei einem übertrockneten Schlamm mit einem TR-Gehalt von mehr als 60Gew% findet im Ausführungsbeispiel jedoch eine Mischung mit dem Schlamm aus
- -- ob allein
von dem Silo 5 übertrockneter Klärschlamm mit einem TR-Gehalt von 52 bis 60Gew% abgezogen wird oder ob mit einem übertrockneten Schlamm einem TR-Gehalt von mehr als 60Gew%aus dem Silo 5 auch nicht selbstgängig verbrennender Schlamm ausdem Silo 6 abgezogen wird. Dabei stützt sich der Rechner auf eineFüllstandsmessung im Silo 5 . Die Füllstandsmessung zeigt, bei welchem Füllstand die Beschickung desSilos 5 von übertrocknetem Klärschlamm mit einem TR-Gehalt von mehr als 60 Gew% (mehr übertrocknet) auf die Beschickung mit einem übertrockneten Klärschlamm von 52 bis 60Gew% (weniger übertrocknet) umgeschaltet worden ist. Entsprechendes gilt für die Umschaltung der Beschickung von weniger übertrocketem Klärschlamm auf mehr übertrocknetem Klärschlamm.Der Rechner 11 kann dann anhand des mit der gravimetischen Dosierung ermittelbaren Austrages feststellen, wann sämtlicher Klärschlamm, der weniger übertrocknet ist, oder sämtlicher mehr übertrockneter Klärschlamm ausdem Silo 5 ausgeflossen ist. Dabei kann mit erheblichem Toleranzbereich gerechnet werden,weil die Wirbelschichtfeuerung 7 nicht sofort gravierend gestört wird, wenn anstelle einer Mischung aus übertrocknetem Klärschlamm und nicht selbstgängig brennbarem Klärschlamm nur noch übertrockneter Klärschlamm verbrannt wird,
oder wenn anstelle von nur weniger übertrocknetem Klärschlamm nur mehr übertrockneter Klärschlamm verbrannt wird,
oder wenn anstelle von mehr übertrocknetem Klärschlamm nur weniger übertrockneter Klärschlamm verbrannt wird,
oder wenn anstelle von nur übertrocknetem Klärschlamm nur eine Mischung aus übertrocknetem Klärschlamm und nicht selbstgängig brennbaren Klärschlamm verbrannt wird.
Die
Verbrennungszustände und Verbrennungsprodukte und Verbrennungszustände durch Änderung der Brennstoffzuführung und/oder Änderung der Verbrennungsluftzuführung und/oder
Änderung des Wirbelbettes und/oder Änderung der Dampferzeugung.
Ist der Heizwert des Schlammes zu kurzfristig zu hoch, so kann über Lanzen Wasser in den Wirbelschichtofen dosiert werden.
Ist der Heizwert zu niedrig kann eine kurzfristige Anhebung des Heizwertes durch Ölzugabe mittels Öl-Lanzen erfolgen.
Zu den Verbrennungsprodukten gehört auch das Rauchgas, von dem zumindest einige Bestandteile gut messbar sind.
- -- wann von dem Silo
5 (übertrockneter Klärschlamm) auf das Silo6 (normal solarthermisch getrockneter Klärschlamm und rein mechanisch entwässerter Klärschlamm) umgeschaltet wird und umgekehrt. Für die Umschaltung sind amEingang der Silos 5 und6 Schieber vorgesehen, dieüber den Rechner 11 gesteuert werden. Die Umschaltung von übertrocknetem Klärschlamm auf normal getrockneten Klärschlamm und rein mechanisch entwässerten Klärschlamm ist zugleich mit einer Beendigung der Rückführung von Klärschlammauf dem Förderweg 13 verbunden. Die Umschaltung vom Silo6 (normal getrocknetem Klärschlamm und rein mechanisch entwässerten Klärschlamm) auf das Silo5 (übertrockneter) Klärschlamm ist zugleich mit einer Öffnung der Rückführung aufdem Förderweg 13 verbunden.
- - whether and to what extent additional drying of normally dried sewage sludge takes place. Drying to a dry matter content of more than 60% by weight is referred to as overdrying. In the exemplary embodiment, a DR content of 52% by weight and more is achieved through overdrying. In the exemplary embodiment, it is the sewage sludge from the Emscher sewage treatment plant in Bottrop, the dry matter content of which for a self-running connection is 52% by weight.
The overdried sludge with a DR content of more than 52% by weight is transported over the conveying
The overdried sludge with a DR content between 52 and 60% by weight is used in the fluidized bed furnace alone
In the case of overdried sludge with a dry matter content of more than 60% by weight, however, there is a mixture with the sludge from the silo in the exemplary embodiment
- - whether alone from the
silo 5 overdried sewage sludge with a dry matter content of 52 to 60% by weight is withdrawn from the silo or whether with overdried sludge a dry matter content of more than 60% by weight is withdrawn from thesilo 5 also not self-burning sludge from the silo6th is deducted. The computer relies on a level measurement in thesilo 5 . The level measurement shows the level at which the silo is loaded5 from overdried sewage sludge with a DR content of more than 60% by weight (more overdried) to the charge with an overdried one Sewage sludge from 52 to 60% by weight (less overdried) has been switched. The same applies to switching the feed from less over-dried sewage sludge to more over-dried sewage sludge. Thecomputer 11 can then use the discharge that can be determined with the gravimetic dosage to determine when all sewage sludge that is less overdried or all more overdried sewage sludge from thesilo 5 has flowed out. A considerable tolerance range can be expected because of the fluidized bed combustion7th there is no immediate serious disruption if instead of a mixture of overdried sewage sludge and sewage sludge that is not self-flammable, only overdried sewage sludge is burned,
or if instead of only less overdried sewage sludge only overdried sewage sludge is incinerated,
or if instead of more overdried sewage sludge only less overdried sewage sludge is incinerated,
or if, instead of only over-dried sewage sludge, only a mixture of over-dried sewage sludge and sewage sludge that is not self-combustible is incinerated.
The control of the fluidized bed combustion
Combustion states and combustion products and combustion states by changing the fuel supply and / or changing the combustion air supply and / or
Changing the fluidized bed and / or changing the steam generation.
If the calorific value of the sludge is too high for a short time, water can be dosed into the fluidized bed furnace via lances.
If the calorific value is too low, the calorific value can be increased briefly by adding oil using oil lances.
Combustion products also include flue gas, at least some of which are easily measurable.
- - when from the silo
5 (overdried sewage sludge) on the silo6th (normal solar thermal dried sewage sludge and purely mechanically dewatered sewage sludge) and vice versa. The silos are at the entrance for switching5 and6th Slider provided through thecalculator 11 to be controlled. The switchover from over-dried sewage sludge to normally dried sewage sludge and purely mechanically dewatered sewage sludge is at the same time as the end of the return of sewage sludge on the transport route13th connected. Switching from the silo6th (normally dried sewage sludge and purely mechanically dewatered sewage sludge) onto the silo5 (overdried) sewage sludge is simultaneously with an opening of the return on the conveying route13th connected.
Für die Umschaltung auf Rückführung des Klärschlammes auf dem Förderweg
- -bei Bedarf entscheidet, ob und in welchem Umfang welcher Klärschlamm über die
Förderwege 40 ,3 und 31 unmittelbar den Silos 5 und6 oder weiter über den Förderweg3 ineine Drehtrommel 4 geleitet wird. Auch für diese Umschaltung auf dem Förderweg3 zur Drehtrommel 4 ist auf dem Förderweg3 eine Weiche vorgesehen. - -bei Bedarf auch entscheidet, ob und in welchem Umfang in
der Drehtrommel 4 Asche zugegeben wird.Die Drehtrommel 4 bildet zugleich einen Mischer, in dem der indie Drehtrommel 4 eingetragene Klärschlamm und die in die Drehtrommel aufgegebene Asche miteinander umgewälzt werden. In anderen Ausführungsbeispielen ist die Drehtrommel zugleich mit Schaufeln versehen, die das Umwälzen fördern.
- -If necessary, decides whether and to what extent which sewage sludge via the
transport routes 40 ,3 and31 directly to thesilos 5 and6th or continue along the conveyor route3 into a rotating drum4th is directed. Also for this switchover on the conveyor route3 to the rotary drum4th is on the way3 a switch provided. - -If necessary also decides whether and to what extent in the rotary drum
4th Ash is added. The rotating drum4th at the same time forms a mixer in which the in the rotary drum4th registered sewage sludge and the ash fed into the rotary drum are circulated together. In other exemplary embodiments, the rotary drum is also provided with blades that promote the circulation.
Die Asche reduziert bei Bedarf die Klebrigkeit des Klärschlammes. Die Aschezugabe beträgt im Ausführungsbeispiel bis 10Gew% der entstehenden Mischung. In anderen Ausführungsbeispielen
Die Filterasche stammt aus einem Abgasfilter
- -bei Bedarf auch entscheidet, ob und in welchem Umfang eine Beheizung der Drehtrommel
4 erfolgt. Zur Beheizung wird Rauchgas aus dem Rauchgas der Wirbelschichtfeuerung/Ofen 7 abgezweigt und über eine Leitung9 der Drehtrommel zuführt.
The filter ash comes from an exhaust filter
- -If necessary, it also decides whether and to what extent heating of the rotary drum
4th he follows. Flue gas from the flue gas of the fluidized bed furnace / furnace is used for heating7th branched off and via a line9 feeds the rotary drum.
Der Bedarf entsteht, wenn die solarthermische Trocknung nicht bei dem ersten Durchlauf der Klärschlammpartikel zu einem gewünschten Trocknungsgrad kommt und eine Rückführung der Klärschlammpartikel in die Trocknung unzweckmäßig ist. Dann kann die Drehtrommel mit einem Teil der heißen Abgase aus der Wirbelschichtfeuerung/Ofen
Zur Beheizung ist die Drehtrommel mit einem Doppelmantel versehen. Das Rauchgas wird in den Hohlraum des Doppelmantel geführt und kommt nicht mit dem Klärschlamm in Berührung. Die Beheizung dient wahlweise der Frostsicherung, wahlweise darüber hinaus zur zusätzlichen Trocknung des Klärschlammes in der Drehtrommel.The rotary drum is provided with a double jacket for heating. The flue gas is fed into the cavity of the double jacket and does not come into contact with the sewage sludge. The heating optionally serves as a frost protection, optionally also for additional drying of the sewage sludge in the rotating drum.
Im Ausführungsbeispiel ist die Drehtrommel
Für die Wirtschaftlichkeit der Klärschlammverbrennung ist entscheidend, ob dem jeweils übertrockneten Klärschlamm anderer Klärschlamm in der jeweils optimalen Menge zugeführt wird. Die
Bei einem Schlamm mit TR 19Gew% und einem übertrockneten Schlamm von 53Gew% muss jeder Menge Schlamm mit TR 19Gew% das 35fache des Schlammes mit TR53 zugemischt werden, bis eine Mischung mit einem TR-Gehalt von 52Gew% entsteht.
Die wirtschaftlich besten Ergebnisse wurden im Ausführungsbeispiel mit einem übertrockneten Schlamm erzielt, dessen TR-Gehalt bei 60Gew% bis 70Gew% lag und der mit einem Klärschlamm von 23 bis 28Gew% kombiniert wurde. Dabei ergaben sich Mischungsverhältniss von 1,33 bis 3,5. Dieses Ergebnisfeld ist in der
In the case of a sludge with TR 19% by weight and an overdried sludge of 53% by weight, every amount of sludge with TR 19% by weight must be mixed in with 35 times the sludge with TR53 until a mixture with a DR content of 52% by weight is obtained.
In the exemplary embodiment, the best economic results were achieved with an overdried sludge whose DR content was 60% by weight to 70% by weight and which was combined with a sewage sludge of 23 to 28% by weight. The resulting mixing ratio was 1.33 to 3.5. This result field is in the
In einem zweiten, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist anstelle des Doppelschneckenförderers
In einem dritten, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Silo
In einem vierten, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu der Zuführung von der dargestellten Anlage zu der Trocknung
In einem fünften, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die den Silos
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