DE1658075A1

DE1658075A1 - Verfahren zum Eindicken von Schlamm

Info

Publication number: DE1658075A1
Application number: DE19671658075
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Kohlmann
Original assignee: KOHLMANN DR ING HANS
Current assignee: KOHLMANN DR ING HANS
Priority date: 1967-03-07
Filing date: 1967-03-07
Publication date: 1970-05-06
Also published as: SE345843B; FR1568156A; US3545518A; CH498052A

Description

(Zuaatzpatent zur Anmeldung K 60 784 V/85c vom 23.11.1966)

Verfahren au» Eindicke» von Schla

Die Hauptanmeldung beschreibt die Anwendung der mehrstufigen Entspannungsverdampfung zum Eindicken von Schlämmen, insbesondere von Klärschlamm. Pur die weitere Eindickung, eventuell bis zur Trockne, ist vorgesehen,den aus der letzten Ent spanmingsverdampfungs β tufe austretenden Schlamm durch mechanische Fördermittel über Heizflächen zu führen, die durch den Brüdendampf der Eingangsstufe beheizt werden.

Bei Anwendung dieses Verfahrens werden sehr niedrige ¥ärmeverbräuche erreicht, doch sind für die Durchführung desselben maschinelle Einrichtungen größeren Umfangs erforderlich» Bei der Verbrennung industrieller oder kommunaler Abfälle fällt häufig wirtschaftlich nicht verwertbare Wärme als Nebenprodukt an, auf deren bestmögliche Ausnutzung zugunsten einfacher maschineller Anlagen verzichtet werden kann· In solchen Fällen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen die Eindickung vorhandener Schlämme zweistufig durchzuführen und-zwar in einer Entspanmingsverdampfungsstufe und in einer dieser nachgeschalteten mechanischen Verdampfungsstufe, in welcher der aus der Entspannungsverdampf ungs stufe austretende Schlamm durch mechanische Fördermittel über Heizflächen geführt wird, die durch den Brüdendampf der Entspannungsstufe beheizt werden· Es entspricht dem Erfindungsgedanken, zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, die Verdampfung in der mechanischen Stufe unter Vakuum durchzuführen, wobei natürlich die Möglichkeit gegeben ist der Entspannung»stufe noch eine oder mehrere Entspannungsverdampfungsstufen vorzuschalten. Der Austrag des Schlammes aus der mechanischen Stufe erfolgt intermittierend über Schleusen» Steht billige Wärme in ausreichendem Maße zur Verfügung und wird keine sehr starke Eindickung der Schläeee gefordert, kann die Eindickung in nur einer Entspannungsverdampfungsstufe erfolgen. Für diesen Fall kann erfindungsgemäß die Verdampfung im Entspannungsbehälter unter Vakuum erfolgen. Auch dieser mit

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BAD OBiOJNAL

können eine oa

Vakuum im Entspannungsbehälter arbeitenden Stufe können eine oaer mehrere mit Überdruck arbeitende Entspannungsverdampfungsstufen vorgeschaltet sein, wobei einer beliebigen vorgeschalteten Stufe von außen her Wärme zugeführt wird.

Eine Ausführung des Erfindungsgedankens ist in Abbildung1 dargestellt.

Durch die Zuteilpump* 1 wird über die Ansaugleitung 2 aus dem Vorwärmer, der nicht dargestellt ist, der einzudickende Schlamm kontinuierlich angesaugt und z.B. in die Ansaugleitung der Umwälzpumpe 3 gedrückt. Hier und in der Umwälzpumpe wird der zugeführte Schlamm mit dem Umwälzschlamm gemischt und durch die Umwälzpumpe durch den Wärmetauscher gefördert. Der Wärmetauscher besteht aus einer Rohrschlange k_t die wie dargestellt durch Dampf beheizt wird, aber auch direkt in den heißen Gasen einer Feuerung angeordnet sein kann. Die Temperatur und die Menge des UmlaufSchlammes werden wie in der Hauptanmeldung beschrieben so gewählt, daß eine möglichst geringe Zähigkeit des Schlammes erreicht wird und sich Querschnitte der Rohrschlange und Strömungsgeschwindigkeiten in derselben ergeben, die turbulente Strömung des Schlammes in der Rohrschlange gewährleisten. Dem Schiam« wird im Wärmetauscher bei einem höheren Druck als im Entspannungsbehälter 5 die zur Verdampfung der TrägerflüJiigkeit erforderliche Wärme zugeführt· Dieser Druck wird durch das Drosselorgan 6 so eingestellt» daß in der Rohrschlange keine Verdampfung eintritt. Der aus dem Wärmetauscher austretende Schlamm strömt hinter dem Drosselorgan z.B. in tangentialer Richtung in den EntSpannungsbehälter 5 und expandiert auf den in diesem herrsehenden niedrigeren Druck, wodurch eine teilweise Verdampfung der Trägerflüiligkeit eintritt. Der nach der Expansion verbleibende Schlamm wird im unteren Teil des Entspannungsbehälters gesammelt, als Umlaufschlamm durch die Umwälzpumpe 3 abgesaugt und nach Zugab* von neuem Schlamm durch die Zuteilpumpe 1 wieder durch den Wärmetauscher gepumpt. Gleichzeitig wird aus dem unteren Teil des Entspannungsbehälters durch ein Austragorgan 7, das z.B» eine Pumpe sein kann eine Schlammenge, die gleich ist der durch die Zuteilpumpe 1 zugeführten Schlammenge abzüglich der während des Expansionsvorganges verdampften Flüssigkeit «menge, abgezogen und bei 13 auf die Heizfläche 9 der mechanischen Verdampfungsstufe gebracht, wo er zunächst unter weiterer Verdampfung von Trägerflütfigkeit auf den dort herrschenden. Druck expandiert. Der bei der Expansion im Entspannungsbehälter entstehende Sattdampf w.irri et-.? dem oberen

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Teil des Behälters über die Rohrleitung 8 zu den Heizflächen der mechanischen Verdampfung»stufe geführt und dort durch Wärmeabgabe an den einzudickenden Schlamm kondensiert. Die im Kondensat verbleibende Wärme wird im Vorwärmer zur Anwärmung des Schlammes ausgenutzt.

Für die Ausführung der mechanischen Verdampf ungsstufe sind alle bekannten Ausführungen möglich wie z.B. Trommelofen deren Mantelfläch· durch Dampf beheizt wird oder Schneckentrockner bei denen das Gehäuse oder die Schnecke selbst beheizt wird. Diese Ausführungen haben den Naehteil, daß jeweils nur βim kleiner Teil der Heizfläche mit dem zu trocknenden Gut in Berührung ist« Erfindungsgemäß, wird daher vorgeschlagen ebene Heizflächen in untereinanderliegenden Etagen anzuordnen und den einzudickenden Schlamm mittels Schaber^ Über diese Heizflächen zu führen. Da der Brüdemdampf gegebenenfalls mit er·» heblich höherem Druck als Atmosphärendruck anfälltjwird vorgeschlagen bei geraden langgestreckten Heizflächen, dies· durch aneinanderfügen, bei kreisringförmig ausgebildeten Heizflächen, diese durch ineinanderfügen von Profilromren darzustellen, wobei jeweils die Rohre einzeln durch den Dampf beaufschlagt werden oder die Querschnitte der Profilrohre so miteinander verbunden sind, daß sie vom Dampf nacheinander durchströmt werden. Bei geraden, langgestreckten Heizflächen sind die untereinanderliegenden Etagen so gegeneinander versetzt, daß der durch die Schaber über das Ende der jeweiligen Heizfläche geführte Schlamm auf die jeweils darunterliegende Heizfläche fällt.

Das Beispiel in Abb. 1 zeigt die Heizfläche '-■< in kreisringförmiger Ausbildung auf 3 Etagen aufgeteilt. Die Heizfläche jeder Etage wird durch ineinandergefügte rechteckige bzw. quadratische Profilrohre 10 gebildet deren Hohlräume, wie aus dem Schnitt AB der Abb. zu ersehen ist, so miteinander in Verbindung stehen, daß sie vom Dampf der Entapannungsverdampfungsstufe, der bei 11 in die Etagen eintritt, na- inander durchströmt werden. Bei 12 wird das Kondensat des Dampfes zum Vorwärmer abgeleitet. Der Schlamm,der bei 13 auf die oberste Etage aufgegeben wird, wird durch eine größere Anzahl Schaber i4,die durch die vom Motor 16 angetriebene Welle 15 bewegt werden über die Heizfläche geführt und fällt durch den in jeder Etage angeordneten Schlitz 17 auf die Heizfläche der darunterliegenden Etage, wo er von den diese bestreichenden Schabern erfaßt und weiter bewegt wird. Nach der letzten Etage wird der eingedickte Schlamm z.B. durch eine Schnecke 18 mit dem Antriebsmotor 19 ausgetragen. Der auf den Heiz-

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flächen der Etagen entstehende Dampf ist durch die Pfeile 20 ange«· deutet· Xr wird durch da· Gebläse 21 abgesaugt und Über die Rohrleitung 22 des Vorwärmer »ugeführt. Die Unterseiten der Etagen können ge gem Wärmeabgabe isoliert ausgeführt sein, um die Wärme des Brüdendampfee mögliehst -rollständig zur Trocknung auszunutzen.

Bezüglich der baulichen Ausführung der mechanischen Stufe bestehen verschiedene Möglichkeiten. So können z.B. bewegliehe Heizflächen gegen feststehende Schaber geführt werden, auch ist es möglich die Schaber hohl auszubilden und sie ebenso vie die Heizflächen mit Dampf zu beaufschlagen. Ss ist »weckmäßig zur Darstellung der Heizflächen an Stelle von Rechteck-Profilrohren z.B. Dreieck-Profilrohre mit nach oben zeigender Spitze nebeneinanderzufügen, wodureh auf gegebener Grundfläche bei gleicher Stagenzahl etwa die doppelte Heizfläche untergebracht werden kann.

Treten in der mechanischen Verdampfungstufe durch die Verdampfung ▼on TrägerflUssigkeit große Volumeänderungen des Schlammes auf, so werden die letzten Etagen mur teilweise mit Schlamm belegt sein. Um auf den Heizflächen aller Etagen eine ausreichende Belegung mit Schlamm zu erreichen, wird erfindungsgemäß der Schlamm auf nachfolgenden Etagen bzw· Etagengruppen mit kleinerer Geschwindigkeit über die Heizfläche geführt als auf der Eingangsetage bzw· Etagengruppen·

Durch die meist ungleichmäßige Beschaffenheit der einzudickenden Schlämme oder duroh Veränderungen in der Wärmezufuhr von außen her, kann die Umlaufschiammenge während des Betriebes so stark schwanken, maß der Sntspannungsbehälter überläuft oder leergesaugt wird. Der Schlammspiegel im Sntspannungsbehälter muß daher durch eine Regeleinrichtung konstant oder inmerhalb festgelegter Grenzen gehalten werden. Erfindungsgemäß werden deshalb der höchste und niedrigste zulässige Schlammepiegel« in Abb·1 durch die Ebenen 23 und Zk dargestellt, durch Fülletandameßcinrichtungen, wie Schwimmer, auf Kapazität β änderungen ansprechende Sonden oder durch Isotopen überwacht und für den Antrieb der Zuteilpumpe 1tz.B. durch die Anordnung eine« polumschaltbaren Motors, zwei Drehzahlen vorgesehen. Wird die Zuteilpumpe zunächst ζ·Β. mit ihrer hohen Drehzahl betrieben und steigt der Schlammspiegel im Entspannungebehälter bis zum hochstzulässigen Wert, also bis zur Ebene 23, so wird durch die Fülletandmeßeinrichtung in bekannter Weise durch elektrische Impulse die Drehzahl der Zuteilpumpe auf ihren niedrigen Wert umgeschaltet. Damit wird die

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dem^Verfahren zugeführte Schlammenge verringert und der Schlammspiegel sinkt· Erreicht der Schlammspiegel im Entspannungsbehälter nun die untere Sbene 24, so wird durch die Füllstandmeßeinrichtung der Antriebsmotor der Zuteilpumpe wieder auf die höhere Drehzahl geschal' tet. Die Ebenen 23 und Zk können durch eine gemeinsame oder durch zwei getrennte Meßeinrichtungen überwacht werden· Bs ist natürlich auch möglich durch die Anordnung eines stufenlosen Getriebes zwischen der Zuteilpumpe und ihrem Antriebsmotor auf konstanten Schlammspiegel im Entspannungsbehälter zu regeln·

Vird der Wärmetauscher von außen her durch Dampf beheizt, kann es -vorteilhaft sein, an Stelle der Drehzahl der Zuteilpumpe., die von außen her zugeführte Wärme zu verändern. Dies kann erfindungsgemäß dadurch geschehen, daß durch die Füllstandmeßeinrichtung ein vor dem Wärmetauscher in der Dampfzuleitung vom Dampferzeuger her angeordnetes , elektrisch betätigtes Drosselorgan beim Erreichen des niedrigsten zulässigen Schlammspiegels im Entspannungsbslia.lter ganz oder teilweise geschlossen, bzw· beim Erreichen des höchstzulässigen Schlammspiegels geöffnet wird. Auch kann bei ölbeheizten Dampferzeugern die Füllstandmeßeinrichtung des Entspannungsbehälters auf den Brenner des Dampferzeugers einwirken und die Dampftemperatur im oben beschriebenen Sinne beeinflussen·

Die beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen, bzw. Regelungen zum Eindicken von Schlämmen» können natürlich auch zum Einengen von. Lösungen aller Art angewendet werden.

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Q'A

Claims

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nsprüche

S=S=SSSSSSS3SSS

Anspruch 1 Verfahren zum Eindicken von Schlamm, insbesondere von Klärschlamm mach Patentanmeldung K 60 784 V/85c» gekennzeichnet durch die Anordnung nur einer Entspannungeverdampfungsstufe der eine mechanische Verdampf ungs stuf* nachgeschaltet ist, in welcher der aus der Entspannungs verdampf ungs stufe austretende Schlamm durch mechanische Förder·· mittel über Heizflächen geführt wird, die durch den Brüdendampf der Entspannungeverdampfungsstufe beheizt werden·

Anspruch 2

Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfung

in der mechanischen Verdampfungsstufe unter Vakuum erfolgt·

Anspruch 3 Verfahren nach Anspruch 2» dadurch gekennzeichnet» daß der Entspan-Bungsverdampfungsstufe noch eine oder mehrere Entspannungsverdampf ungs« stufen vorgeschaltet sind·

Anspruch k

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische

Verdampf ungsstufe entfällt·

Anspruch 5 Verfahren nach Anspruch k₉ dadurch gekennzeichnet» daß die Ver· dampfung im Entspannungsbehälter der Entspannungsverdampf ungsstufe unter Vakuum erfolgt·

Anspruch 6 Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der mit Vakuum im Entspannungsbehälter arbeitenden Stufe, eine oder mehrere mi* Überdruck arbeitende Entspannungeverdampfungsstufen vorgeschaltet sind» wobei einer beliebigen vorgeschalteten Stufe von außen her Wärme zugeführt wird·

Anspruch 7 Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen bis 6, dadurch .gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher der Entspan— nungs verdampfungs stufen aus einer Rohrschlange besteht und der überhitzt· Schlamm aus dem Wärmetauscher tangential in den Entspannungsbehälter eintritt*

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• Ί ·

Verrichtung iur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Heizfläche der Mechanischen Verdaapfungsstufe in ebenen« lange··treckten oder kreisringföraigen, untereinanderliegenden Etagen angeordnet ist, wobei die Heizflächen der einzelnen Etagen durch nebeneinander-,' bswy. bei kreisringför-■iger Anordnung der Heizfläche durch ineinandergefügte Profilrohr· gebildet wird und dl« Profilrohr· j «veil β einzeln τοη Dampf beaufschlagt werden oder die Querschnitt· der Profilrohr· so in Verbindung stehen, daß si· -rost Daztpf nacheinander durchströmt werden·

Anspruch 9

Vorrichtung nach Anspruch S₉ dadurch gekennzeichnet, daß der Schlsjzm über dl· Heizflächen nachfolgender Etagen oder Stagengruppen mit kleinerer Geschwindigkeit geführt wird als über die Eingang·etagen oder £ingangs«tagengruppem·

Anspruch 10

Regeleinrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlaaaspiegel in den EntspsjUBungsbehältern der Entspannungsverdaapfungsetufen konstant «der in festgelegten G nzen gehalten wird, indea der konstante bzw· die Grenzechlaaaisplegel durch Füllstandaeßeinrichtungen überwacht werden und diese PUllstandaeßeinrlchtungen die der jeweiligen Entapannunga-▼erdaapfungastufe zuzuführende Schlaasienge oder die dea Prozeß τοη außen her zugeführte Väraie steuern.

Anspruch 11

Verfahren« Vorrichtungen und Regeleinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Anwendung zuzi Einengen Von Lösungen aller Art·

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