DE1451495A1

DE1451495A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von Klaerschlamm

Info

Publication number: DE1451495A1
Application number: DE19631451495
Authority: DE
Inventors: Kurt Kalmbach; Heinz Weiand
Original assignee: Haniel and Lueg GmbH
Current assignee: Haniel and Lueg GmbH
Priority date: 1963-11-30
Filing date: 1963-11-30
Publication date: 1969-06-26
Also published as: FR1416158A; GB1084977A; CH443543A

Description

MASCHINENFABRIK ESSLINQEN Es s1ingen/Neckar

Dr. Expl,

"Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung von Klärschlamm"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbrennung von KlHr-.schlamm, wie städtisohe Abwasserschlämme, wasserhaltige Industrieschlämme und dgl., durch einen Ofen mit einem Sandwirbelbett als Boden.

Der hierbei auf beispielsweise 40 - 70 % Wassergehalt vorentwässerte, in den Ofen eingegebene Schlamm wird im Sandwirbelbett getrocknet und aufbereitet sowie anschließend oberhalb des Bettes innerhalb des Ofens verbrannt. Die zur Trocknung benötigte Wärmemenge entnimmt das Bett normalerweise von unten eingeblasener Heißluft und der Wärmeentwicklung bzw. der Einstrahlung bei der eigentlichen Verbrennung, sowie gegebenenfalls aus der Strahlungs- und Berührungswärme eines auf das Bett gerichteten ölbrenners. Die hierdurch dem Wirbelbett zugeführte Wärme "reloht bei hohem Wassergehalt des Schlammes vielfach nicht aus, so daß Zusatzwärme durch einen Ölbrenner notwendig ist.

Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, einen größeren Teil der in den ausgebrannten, heißen Verbrennungsgasen enthaltenen Wärm« in das Trooknungsbett (Wirbelbett) zurückzuführen.

Dl·» erfolgt vorteilhafterweise dadurch, daß eine Teileenge des 8andwirbelbettes mit den ausgebrannten, heißen Verbrennungsgasen In Berührung gebracht und nach Wärmeaufnahme wieder hell In da«

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Bett zurückgeleitet wird. Dieses Verfahren läßt sloh verhältnismäßig einfach verwirklichen, da das Bett aus einem inerten» rleeelfähigen Stoff) wie z.B. Sand, besteht. Zweckmäßig 1st es weiterhin hierbei, die Entnahme und Wiedereinleitung kontinuierlich erfolgen zu lassen, und zwar in Abhängigkeit von der im Trocknungsbett benötigten Wärme, die durch Temperaturfühler laufend festgestellt werden kann.

Ein einfaches Verfahren ergibt sich, wenn man gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung die dem Wirbelbett entnommene Teilmenge auf einen oberhalb des Wirbelbettes angeordneten Rost, DUsenboden od. dgl. gibt, wobei an dieser Stelle dann die Bett-Teilmenge von den Verbrennungsgasen zur Wärmeaufnahme durchströmt wird. Nach erfolgter Aufheizung rieselt dann der erhitzte, inerte Stoff wieder abwärts in das Bett. Entnimmt man dabei die Teilmenge am Rande des Trocknungsbettes und führt sie etwa in der Mitte von oben wieder zu, so erreicht man eine laufende, gleichmäßige Erwärmung des Bettes über seine ganze Fläche.

Anstelle nur eines Rostes oberhalb des Wirbelbettes können natürlloh auch zwei oder mehrere in Abstand übereinander, oder, wärmetechnisch gesehen günstiger, vor und hinter den Trocknungswirbelbett vorgesehen werden, womit die Wärraeentnahm· durch Vorwärmung der Bettluft weiter gesteigert werden kann.

Ein Wirbelschichtofen nach diesem Verfahren selehnet sich duroh besondere, wirtschaftliche Arbeitsweise aus, dl· in der Weis«

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In Erscheinung tritt daß er mit einem Minimum an Zusatzwärme bei einen Maximum an Schlammwassergehalt arbeitet.

Die nachfolgenden Mengen- und Temperaturangaben geben ein Anwendungsbeispiel wieder« Die erwähnten Größen sind Jedoch lediglich als ungefähre Angabe anzusehen, da schon geringe Änderungen in der Zusammensetzung des Schlammes, dem Grad «einer Trockenheit und anderen Faktoren, Schwankungen und Änderungen der Mengen und Temperaturen ergeben.

Ein Sohlame-Verbrennungsofen mit einem Brennkammer-Durchmesser von 1,0 otr hat ein Wirbelbett mit einem Durchmesser von 0,8 mtr. Das Verbrennungsluftgebläse fördert ca. 1000 m^/h Luft von ca. 20° C von unten in das Sandbett und bringt dies in den erwünschten Wirbelzustand. Durch die Zuteilvorrichtung wird eine Schlammmenge von ca. 300 kg/h mit einem Wassergehalt von beispielsweise 65 % eingegeben. Im Gleichgewichtszustand der Trocknung nimmt das wirbelnde Sandbett eine Temperatur von etwa 3OO⁰ C an, wogegen oberhalb desselben, d.h. in der Brennkammer sioh die eigentliche Wärmeentbindung und Verbrennung bei einer Temperatur von 85O⁰ C vollzieht, wodurch die Abgase geruchfrei werden. Die 850⁰ C hellen Oase durchströmen das oberhalb des Brennraumes angeordnete Sandbett, bringen dies dabei in Wirbelung und geben auf Qrund des sehr hohen Wärmeüberganges innerhalb kürzester Zeit einen Teil ihrer Wärme ab, wodurch sie von 850⁰ C auf ca. 350° C abkühlen und das von ihnen durchströmte Sandbett von

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300° C auf ca. 750° C erhitzen. Die auf 350° C abgekühlten Verbrennungsgase werden in einer nachgesohalteten Ehtstaubungsanlage gereinigt.

Die Wlrtechaftliohlcelt der vorgeschlagenen Maßnahme zeigt unter anderem die Tatsache, daß ohne die beschriebene Sandaufwärmung die Abgase mit 85O⁰ C den Ofen verlassen würden und die Verbrennungsluft, die in das Sandwirbelbett einströmt, durch Zusatz-Öl oder durch einen zusätzlichen Luftvorwärmer auf ca. 450° C vorgewärmt werden müßte, um die angegebene Sohlammenge von 300 kg/h trocknen und verbrennen zu können. Durch die vorgeschlagene Maßnahme kann dagegen die Verbrennungsluft kalt eingeblaaen werden.

Zwei AusfUhrungsbeispiele sind in der Zeichnung schematisoh dargestellt.

Es zeigt:

Flg. 1 einen Ofen mit zwei Sandwirbelatufen, und -Fig. 2 einen Ofen mit drei Stufen.

Der Wirbelschichtofen 1 (siehe Fig. l) ist in zwei Teile geteilt, nämlich dem unteren Trocknungs- Wirbelbett 2 mit Düsenboden 3 und Brennkammer 4, sowie dem oberen Vorwärmbett 5 mit Düsenboden 6. Die Schlammzufuhr erfolgt aus dem im einzelnen nicht dargestellten Bunker durch eine Schnecke 7 und das Schlammrohr 8 In die Brennkammer 4 bzw. auf das Trocknungs-Wirbelbett 2. Die Verbrennungsluft wird mittels eines Gebläses

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9 durch die Zuleitung 10 und durch den Düaenboden 3 in da* Tröoknunga-Wirbelbett 2 gefördert, wo sie die eingefüllte Sandbettsohioht in Wirbelung versetzt.

Am Rand des Wirbelbettee etwa im unteren Drittel der Höhe wird duroh den Stutzen 11 ein Teil des inerten Sandbettes abgezogen und mittels eines Injektors 12 mit einem kleinen Teil Förderluft aus der Leitung 13 durch die Leitung 14 in das obere Vorwärmbett 5 gefördert.

Der Schlamm trocknet im unteren Bereich des Ofens bei einer Bettemperatur von ungefähr 250 - 350° C und verbrennt in der Kammer 4 bei oa. 800 - 900° C. Die heißen, geruchfreien Verbrennungsgase strömen dann duroh den Düsenboden 6 und durch das darüber aufgefüllte inerte Sundbett 5, in das sie einen großen Teil ihrer Wärme, d.h. bis auf eine Endtemperatur von etwa 350 - 450° C abgeben. Der hierdurch auf ca. 700 - 800° C aufgeheizte Sand rieselt durch ein oder mehrere Abzugrohre mit einer von außen zu regelnden Austrittsöffnung Ιό, z.B. durch eine im einzelnen nicht dargestellte Klappe oder einen Kegeleinsatz, in die Brennkammer 4 und fällt dann heiß in das Wirbelbett 2. Nach Wärmeabgabe bis auf oa. 250 - 350° C an den Schlamm zur Trocknung wird das inerte Material wieder durch die öffnung 11 abgezogen und damit In einem erneuten Kreislauf erwärmt.

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Die auf etwa 350 - 450° C durch das obere Bett abgekühlten Oma« werden durch den Rauohkanal 17 abgeleitet und können bei dieser Temperatur ohne Zwisohenaohaltung eines besonderen Kühlers einer Entstaubungsanlage zugeführt werden. Der Ölbrenner l8 dient zum Anheizen des Ofens.

Um eine noch bessere Ausnutzung der Verbrennungswärme zu erreichen, können auch mehrere Stufen übereinander angeordnet sein, wie dies Fig. 2 zeigt. Hier ist oberhalb des Trocknungebettes ein Rost £ und unterhalb ein Rost 22 vorgesehen. Der aus dem Trocknungswirbelbett 2 abzuziehende Sand fällt durch das Rohr mit regelbarer öffnung 20 bei einer Temperatur von ca. 250 350° C in das unterhalb der Düsenplatte 3 liegende Vorwärmbett 21, welches von kalter Luft durch seine Düsenplatte 23 durohströmt wird. Der Sand gibt dabei seine Temperatur bis auf ca. 100 - 200° C an die kalte Verbrennungsluft ab und wärmt diese somit vor. Von hier aus wird wie beim einstufigen Ofen die Umlaufsandmenge durch die seitliche öffnung 22 abgezogen und durch die Leitung 14 in das oberste Sandbett 5 gefördert. Die ca. 800 - 900° C heißen Verbrennungsgase durchströmen wie bei dem einstufigen Ofen dieses oberste Sandbett 5» wärmen den Sand von ca. 100 - 200° C auf 700 - 800° C auf und kühlen dabei selbst auf ca. 200 - 300° C ab.

Zum Unterschied gegen den einstufigen Ofen nach Fig. 1 ist durch die niedrigere Abgastemperatur somit eine bessere Ausnutzung der Verbrennungswärme zur Vortrocknung gegeben. Dies wird dadurch

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erreioht, dafi die in den Verbrennungegaeen enthaltene Wärme an den UeIauf»and und zusätzlich durch das untere Bett 21 an die Verbrennungsluft abgegeben wird.

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Claims

Cf . Il Patentansprüche t

1.)Verfahren zur Verbrennung von vorentwässertem Klärschlamm od. dgl. Abfallstoffe in einem Ofen mit einer Wirbelschicht aus einem inerten Stoff, wie z.B. Sand, dadurch gekennzeichnet, daß ein größerer Teil der in den heißen Verbrennungegaeen enthaltenen Wärme in das Wirbelbett zur Trocknung des Schlammes zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilmenge des Wirbelbettea mit den Verbrennungsgasen in Berührung gebracht und naoh Wärmeaufnahme wieder in das Bett zurüakgeleitet wird.

J. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme und Wiedereinleitung von Teilmengen des Wirbelbettee kontinuierlich erfolgt.

4. Verfahren naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Wirbelbett entnommene Teilmenge auf einen oberhalb des Wirbelbettes angeordneten Rost od. dgl. gegeben und dann zur Wärmeaufnahme von den Verbrennungegaeen durchströmt wird, wonach sie dann wieder dem Wirbelbett zugeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruoh 4, daduroh gekennzeichnet, daß die Wärmeaufnahme in mehreren Stufen Übereinander erfolgt.

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6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 unter Anwendung eines Ofens mit einer Wirbelschicht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der im Bett (2) vorhandenen Sandmenge laufend nach unten oder seitlich abgeführt und auf ein oberhalb dieses Bettes (2), ebenfalls im Ofen (l) angeordnetes Bett (5) gegeben wird, durch weiches die heißen Verbrennungsgase von unten hindurchströmen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport der Teilmenge des Wirbelbettes (2) zum oberen Bett (5) durch eine Rohrleitung (14) mit einer Teilmenge der Verbrennungsluft erfolgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmenge von dem oberen Bett (5) durch eine von außen regelbare Öffnung (15) im Düsenboden (6) direkt von oben in das Trocknungsbett (2) zurückfällt.

9· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilmenge von dem Trocknungsbett (2) durch eine von außen regelbare Öffnung (19) im Düsenboden O) nach unten auf ein Vorwärmbett (2i) fällt und von dort seitlich durch eine öffnung (22) abgeführt wird.

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