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Heizvorrichtung zum Aufheizen des Faulschlamms in einem Faulbehälter
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Die Erfindung betrifft eine
Heizvorrichtung zum Aufheizen des Faulschlamms in einem Faulbehälter mit einem in
dem Faulbehälter angeordneten, von einem lleizmittel durchströmten Wärineaustauscher
in Verbindung mit einem am Boden des Faulbehälters befestigten zentralen Steigrohr,
das eine den Schlamm durch den Würrneaustauscher hindurch zur Schlammoberfläche
hochfördernde Schraube enthält und in das eine Zuführungsleitung für frischen Schlamm
unten einmündet.
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Bei einer bekannten Anordnung dieser Art (deutsche Patentschrift
907 280) ist ein Zentralrohr, das oben die Förderschraube enthält und in das unten
die Zufllhrungsleitung für frischen Schlamm mündet, von einem Heizwassermantel umgeben,
an den unten und oben die Vor- und Rücklaufleitungen für das Heizwasser angeschlossen
sind. Dieser Wärmeaustauscher ist am Behalterboden abgestützt, während die Ileizwasserleitungen
neben der Antr:iebvvorrichtung für die Pörderschraube durch die Behälterdecke hindurchgeführt
sind. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (schweizer. Patentschrift 316 767)
sind ein oder mehrere glatte
Heizkörper neben einem der Umwälzung
des Schlamms im Behälter dienenden Zentralrohr durch die Behälterdecke in den Behälter
eingehängt, wobei der Heizkörper den ihn umgebenden Sohlamm-orwärmt.
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Diese bekannten Vorrichtungen besitzen kleine Wärmeübergangsflächen
und sind daher nur für verhältnismäßig kleine Faulbehälter (unter 1000 m3 Fassungsvermögen)
geeignet. Bei größeren Behältern war man bisher im allgemeinen gezwungen, entsprechend
große Wärmeaustauscher außerhalb des Paulbehälters anzuordnen und den Schlamm mit
Hilfe einer besonderen Leitung und Pumpeinrichtung durch den Wärmeaustauscher hindurchzupumpen.
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Ein bekannter Wärmeaustausoher dieser Art (Auslegeschrift 1 176 067)
besitzt für den Schlammdurchgang eine Rohrschlange, die praktisch nicht zu reinigen
und daher Verstopfungen ausgesetzt ist. Eine andere Wärmeaustauschvorrichtung zur
Heizung von Abwasserschlamm (deutsche Patentschrift 544 495) besteht zwecks Schaffung
großer Berührungaflächen und weiter #urchgangsquerschnitte aus Jccnientrisch im
Abstand angeordneten doppelwandigen Zylindern, deren Doppelwände vom Heizmittel
und deren Zwisohenräume vom Schlamm durchströmt werden, und zwar jeweils nacheinander
in wechselnder Richtung. Der Schlamm führt also in den Zwischenräumen abwechselnd
eine abwärts und eine aufwärts gerichtete Bewegung aus, die durch eine im innersten
Zylinder angeordnete Föraerschraube als: Pumpvorrichtung aufrechterhalten werden
muB. Bei Stillstand der letzteren kann eine Strömung durch Wärmeauftrieb nicht zustande
kommen, weshalb auch eine Reinigung der Zwischenräume unter Fortsetzung des Betriebs
nicht
möglich ist, abgesehen davon, daß die Ringräume umständlich
zu reinigen sind. Im übrigen ist bei dieser Art Wärmeaustauscher der Wärmeübergang
verhältnismäßig schlecht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Aufheizen des Schlamms
für Faulbehälter mit mittlerem und großem Fassungsvermögen wesentlich zu vereinfachen
und zu verbilligen.
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Erfindungsgemäß wird dies bei einer Heizvorrichtung der eingangs angegebenen
Art in erster Linie dadurch erreicht, daß ein oder mehrere in den Paulbehälter eingehängte
Rohrbündel-Wärmeaustauscher mit vom Schlamm durchströmten und vom Heizmittel umspülten
geraden Rohren über dem mit einer Förderschraube verrelie#:en steigrohr unmittelbar
bzw. mittels eines Verteilerrohre angeordnet ist bzw. sind, derart daß der im Steigrohr
hochgeförderte Schlamm anschließend den oder die Wärmeaustauscher durchströmt und
aus diesem bzw. diesen in Höhe der Schlammoberfläche austritt.
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Vorzugsweise ist dabei der bzw. Jeder Wbrmeaustauscher an das Steig-
bzw. Verteilerrohr durch eine Steclterbindung angeachloesen, die beim Einhängen
des Wärmeaustauschers in den Faulbehälter zustande kommt.
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Die Vor- und Rücklaufleitungen für das Heizwasser oder sonstige flüssige,
dampf- oder gasförmige Heizmittel sowie gegebenenfalla rruch die Verbindungswelle
der Förderschraübe mit der über der Behälterdecke an6reordnetefl Antriebsvorrichtung
verlaufen im Innern des zylindrischen Mantels des Wärmeaustauschers bzw. einer über
die Behälterdecke reichenden Verlängerung desselben. Diese
Verlängerung
weist in Höhe der Schlammoberfläohe DúrchbrU;che für den allseitigen Austritt des
erwärmten Schlamms auf, wobei zweckmäßig innerhalb der Durchbrüche ein Umlenkkörper
für den Schlamm nach außen in die Verlängerung eingesetzt ist.
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Die Verlängerung ist am oberen Ende durch einen abnehmbaren Deckel
verschlossen, der das Herausnehmen des Umlenkkörpers und Reinigen der Röhren des
Wärnieaustauschers zuläßt.
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Auf diese Weise ist eine Heizvorrichtung für Faul schlamm geschaffen;
die auch bei großen Faulbehältern völlig im Innern des Behälters liegt, so daß die
sonst erforderlichen lieitungs und Pumpeinrichtungen vermieden werden. Die hiermit
verbundene Kostenersparnis beträgt zum Beispiel bei einem Behälter von 8000 m3 Fassungsvermögen
etwa 10 %. Hinzu kommt, daß der Wartungs-und Betriebsaufwand verringert wird. Der
Röhrenbündel-Wärmeaustauscher besitzt einen besonders guten Wärmeübergang und stellt
eine große Austauschfläche zur Verfügung, die für Faulbehälter von.
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mittlerem Fassungsvermögen groß genug bemessen werden kann, um mit
einem Austauscher auszukommen, der in der Verlängerung des Zentralrohrs unmittelbar
an dieses angeschlossen wird. Große und größte Faulbehälter können mit mehreren
solcher Wärmeaustauscher ausgestattet werden, die ~mittels eines Verteilerrohres
mit zwei oder mehr Ausgängen an das Zentralrohr angeschlossen werden. Dieses Anschließen
ist durch die Steokverbindung so vereinfacht, daß die Wärmeaustauscher im Bedarfsfall
leicht aus dem Faulbehälter herausgezogen werden können. Die Reinigung der Austauscherrohre
kann Jedoch nach freilegen der oberen Öffnung des Austauschers im Faulbehälter erfolgen,
also ohne daß der Wärmeaustauscher
aus dem Faulbehälter entfernt
werden müßte. Außerdem kann diese Reinigung ohne Unterbrechung des Betriebs erfolgen,
da bei Stillstand der Förderschraube der Wärme auftrieb des Schlamms im Wärmeaustauscher
die Fortsetzung der Schlainmumwälzung gewährl#eistet.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung der Zeichnung, in der die Erfindung an Ausführunge, beispielen veranschaulicht
ist. Es zeigen Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Faulbehälter, dessen
erfindungsgemäße Heizvorrichtung zwei symmetrisch zum zentralen Steigrohr eingehängte
Rohrbündel-Wärmeaustauscher aufweist; Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines
Wärmeaustauschers, ähnlich Fig. 1; Fig. 5 eine entsprechende Darstellung Sür den
Fall eines zum Steigrohr fluchtend angeordneten Wärmeaustausohers.
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Gemäß Fig. 1 ist in dem Faulbehälter 1 auf einer Bodenstütze 2 ein
zentrales Steigrohr 3 angebracht, in das unten eine ZufUhrun leitung 4 für frischen
Schlamm einmündet und das am oberen sunde ein hier zweis-chenkliges Verteilerrohr
5 trägt, das, außerdem einen zentralen Stutzen 6 aufweist, an den sich ein Schutzrohr
7 anschließt. In dem letzteren ist eiqe Welle 8 angeordnet und gegegebenen9alls
gelagert, die die im Steigrohr 3 sitzende Förderschraube 9 mit der über dem Vaulbehälter
angeordneten Antriebsvorrichtung 10 verbindet. An jeden Schenkel des Verteilerrohrs
5 ist ein Rohrbündel-Wärmeaust'auscher angeschlossen. und zwar mittel
einer
konischen Steckverbindung 11, die in Fig. 2 deutlich zu erkennen ist.
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Jeder Wärmeauatauscher umfaßt in bekannter Weise einen sylindrlschen
Mantel 12, zwei Rohrböden 13, zwischen denen bei Anwendung eines flüssigen Heizmittels
eine Reihe von Umlenkblechen 14 angeordnet ist, sowie ein Bündel Rohre 15 (in der
Zeichnung nur mit den Mittellinien angedeutet), die zwischen den Rohrböden verlaufen,
und die Umlenkbleche durchdringen.
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setzt Der zylindrische Mantel 12/sich nach oben in einer Verlängerung
16 fort, die bis über die Decke des Faulbehälters reicht und hier durch einen angeflanschten
Deckel 17 verschlossen ist. Mit einem Außenflansch 18 stütst sich die Verlängerung
und damit der Wärmeaustauscher an einem in der Behälterdecke befestigten Fass sungsrohr
19 ab, wobei eine elastische Zwischenlage 20 an dieser Stelle ermöglicht, daß die
Steokverbindung 12 ausreichend dicht abschließt.
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Die Vor- und RUcklaufleitun#en 21, 22 für das Heizmittel verlaufen
innerhalb des Mantels 12 und der Verlängerung 16 und sind zwischen dem Außenflansch
18 und dem Deckel 17 aus der Verlängerung 16-herausgeführ;t. In Höhe des Sohlammspiegels
A im Faulbehälter, wie er für den Betrieb in bekannter Weise mit Hilfe eines verstellbaren
Überlaufwehre eingestellt wird, weist die Verlängerung 16 Durchbrüche 23 für den
Austritt des hochgeförderten Schlamms auf. Uni mit dem a##stretenden Schlamm die
Bildung einer Schwimmschlammdeoke wirksam zu verhindern, ist innerhalb desselben
ein Umlenkkörper 24 in die Verlängerung 16 eingesetzt,
der an einer
bis zum Deckel 17 reichenden Stange 25 lierausziehbar gehalten ist. Der Umlenkkörper
begünstigt die Zerstörung der Schwimmschlammdecke durch den austretenden Schlamm.
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Das Fassungsrohr 19 endet oberhalb des Schlammspiegels A, ragt jedoch
so weit in den Faulbehälter hinein, daß bei Anheben des Schlammspiegels durch Verstellell
des Überlaufwehre bis zur Höhe B ein Flüssigkeitsabschluß für die Faulgase geschaffen
werden kann für den Fall, daß der Deckel abgenommen oder der Wärmeaustauscher herausgezogen
werden soll.
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PUr die Reinigung der Rohre 5 der Wärmeaustauscher genügt es, die
obere Öffnung der Verlangerung 16 freizulegen und den Umlenkkörper 24 herauszuziehen,
um dann mit einem geeigneten Gerät die einzelnen Rohre zu säubern.#Die Förderschraube
9 (Fig. 1) kann hierbei weiterlaufen, so daß der Betrieb nicht unterbrochen zu werden
braucht. Selbst bei Stillstand der Pördersohraube sorgt cas umlaufende Heizmittel
für einen Auftrieb das Schlamm im Wärmeaustauscher und damit für eine Fortsetzung
der Schlammumwalzung im Faulbehälter.
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Gemäß Fig. 3 kann die Heizvorrichtung nach der Erfindung auch mit
einem einzigen Rohrbündel-Wärmeaustau#cher für einen Paulbehälter mit entsprechend
geringem Fassungsvermögen ausgestattet sein.
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In diesem Fall ist der Wärmeaustauscher zentrisch über dem zentralen
Steigrohr 3a angeordnet und unmittelbar an dieses mittels einer Steckverbindung
11a angesehlossen;-Die Welle 8a, die die Förderschraube 9a mit der Antriebsvorrichtung
10a verbindet, verläuft
innerhalb des Mantels 12a des Wärmeaustauschere
und der, Verlängerung 16a, wobei sie eines der Rohre 15a des Wärmeaustauschers durchsetzen
und in den Rohrböden 13a gelagert sein kann. Die den Umlenkkörper 24a haltende Stange
25a ist hohl ausgebildet und über das obere Ende der Welle 8a geschoben, be vor
an diese die Antriebevorrichtung 10a angesetzt wird.
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Infolgedessen ist auch hier die-Reinigung der Rohre des Wrmeaustahschers
möglich, nachdem die Antriebsvorrichtung 1Oa und der Deckel 17a entfernt und der
Umlenkkörper 24a herausgezogen worden sind, wobei der Wärmeauftrieb des Schlamms
den Fortgang der Schlammumwälzung gewährleistet.