DE19617972B4

DE19617972B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Pelletieren von Schlamm

Info

Publication number: DE19617972B4
Application number: DE1996117972
Authority: DE
Inventors: Henning Schneider; Wolfram Nieß
Original assignee: ALB KLEIN UMWELTTECHNIK GmbH
Current assignee: Huber SE
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1996-05-06
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2016-05-07
Also published as: DE19617972A1

Abstract

Vorrichtung zum Pelletieren von pastösem Schlamm, insbesondere von entwässertem Material wie Klärschlamm, mit einem Behälter zur zeitweiligen Aufnahme des Schlammes sowie mit einer dem unteren Behälterende zugeordneten, Formdurchbrüche aufweisenden Matrize, unter der in vertikalem Abstand eine bewegte Aufnahmefläche für in den Formdurchbrüchen entstehende Pellets verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (32) mit der an ihm angebrachten Matrize (38) oberhalb eines Trocknerbandes (14) einer Trocknungseinrichtung als Aufnahmefläche quer zur Förderrichtung (x) des Trocknerbandes (14) ortsveränderlich angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pelletieren von pastösem Schlamm – insbesondere von entwässertem Material wie Klärschlamm – mit einem Behälter zur zeitweiligen Aufnahme des Schlammes sowie mit einer dem unteren Behälterende zugeordneten, Formdurchbrüche aufweisenden Matrize, unter der in vertikalem Abstand eine bewegte Aufnahmefläche für in den Formdurchbrüchen entstehende Pellets verläuft. Zudem erfaßt die Erfindung ein Verfahren zum Pelletieren pastöser Schlämme.

Nach der EP 0 638 356 A1 besteht der untere Ausgang eines Schlammaufnahmebehälters trichterförmigen Querschnittes aus zwei seitlich an der Behälterwandung angeordneten höhenverstellbaren Schiebern. Diese können auf ein horizontal verschiebbares Lochblech aufgesetzt werden, um den Behälterausgang gegen einen seitlichen Schlammdurchtritt abzudichten und den Schlamm durch dieses als Matrize dienende Lochblech zu führen. Letzteres weist zum einen ein Lochfeld und zum anderen ein lochfreies Verschlußfeld auf, wobei die Fläche jedes der Felder wenigstens der Fläche jenes Behälterausgangs entspricht. Diese Matrize steht mit einem separaten Antrieb in Verbindung, und ein – zwei Auflagebalken umfassendes – Matrizenunterteil ist mit einer eine oszillierende Bewegung ausführenden Antriebseinrichtung verbunden. Unter den Matrizenteilen verläuft ein Endlosband als Aufnahmefläche, das zwischen zwei einander benachbarten Rollen als schmaler Streifen aufgespannt und dem ein weiteres Förderband nachgeschaltet ist.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine derartige Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zu verbessern und u.a. ein mehrfaches Umschichten der aus pastösem und leimigem, zum Ankleben neigenden Schlamm in der Matrize geformten Pellets bis etwa 30 % TS-Gehalt zu vermeiden. Zudem soll der Trocknungsprozeß weitestgehend kontinuierlich – und ohne störende Reinigungsintervalle für die Vorrichtung – durchgeführt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe führen die unabhängigen Patentansprüche; die Unteransprüche geben günstige Ausgestaltungen an.

Demgemäß ist der Behälter mit der an ihm festliegenden Matrize oberhalb eines Trocknungsbandes einer Trocknungseinrichtung quer zu dessen Förderrichtung ortsveränderlich, bevorzugt mittels eines Fahrgestells – insbesondere horizontal – verfahrbar. Die am unteren Ende des etwa säulenartigen, insbesondere rohrförmigen oder zylindrischen Gehäuses dieses Behälters auswechselbar vorgesehene scheibenartige Matrize formt aus der auf ihr lastenden Schlammsäule die Pellets gewünschten Kalibers, die sich von ihr dank des Eigengewichts lösen und unmittelbar auf das Trocknerband fallen; die in Förderrichtung verlaufende – von Formdurchbrüchen gebildete – wirksame Matrizenlänge bestimmt die Breite eines Haufwerkstreifens auf dem Trocknerband, das nach dem Überfahren durch das Gehäuse nach einem anderen Merkmal der Erfindung um jene Haufwerksbreite weiterläuft.

Vorteilhafterweise ist zudem der Matrize bzw. deren Formdurchbrüchen eine Luft od. dgl. Strömungsmittel zufördernde Einrichtung zugeordnet, welche sowohl die Bildung der Pellets erleichtert als auch die Reinhaltung der Matrize.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist in der Gehäuselängsachse des etwa säulenartigen, insbesondere rohrförmigen oder zylindrischen Gehäuses eine Welle drehbar gelagert, die bevorzugt hohl ausgebildet so wie an eine Dreheinführung für Druckluft od. dgl. Strömungsmittel angeschlossen ist; diese Welle ist nahe der Matrize mit wenigstens einem Luftaustritt ausgestattet.

Um das Abtrennen der aus der Schlammsäule entstehenden Pellets von jener zu erleichtern – und ebenso die Reinigung der Matrize –, ragt von der welle zumindest ein Trennorgan, etwa eine Messerklinge, ab, das bei Wellendrehung über die Matrizenoberfläche streicht.

In Fortsetzung des Hohlraumes der Welle soll die Messerklinge zudem einen – bevorzugt radialen – nach außen hin offenen Luftkanal als Luftaustritt für das Strömungsmittel enthaften.

Als günstig hat es sich erwiesen, die Welle einends in der Matrize und anderseits in einem Verschlußdeckel des Gehäuses zu lagern. Am Verschlußdeckel ist die Welle von einer Wellendichtung umgeben und letztere von einer Gleitscheibe untergriffen. Um ein Abstützen der Welle am Verschlußdeckel zu ermöglichen, soll der Durchmesser der Gleitscheibe größer als der Durchmesser der Wellendichtung sein.

In der Matrize wird die Welle mittels eines axialen Stiftes gelagert. Dazu bildet bevorzugt das Trennorgan – insbesondere die Messerklinge – mit dem Lagerstift eine Baueinheit, an welcher die Welle einends festgelegt ist. Als günstig hat sich dazu erwiesen, diese Baueinheit mit einer Hülse zur Aufnahme des Wellenendes auszustatten.

Eine besondere Ausgestaltung der Matrize zeichnet sich dadurch aus, daß die Formdurchbrüche auf einem Konstruktionskreis in der Matrize des insbesondere zylindrischen Gehäuses liegen, wobei der Konstruktionskreis von der Messerklinge übergriffen wird.

Zur Vereinfachung des Austausches der Matrize sowie der Reinigung soll diese mit einem unteren Abschnitt des Gehäuses vom Behälter – z.B. in Bereich einer Flanschverbindung – lösbar sein.

Durch die Matrize wird der entwässerte Schlamm mit Hilfe einer entsprechenden Dickstoffpumpe über eine flexible Rohrleitung bzw. einen Schlauch gepreßt. Die weitgehende Seibstreinigung erfolgt durch die oben erörterte, vor der Matrize angeordnete Messerwelle mit Rechts-/Linkslauf, die noch zusätzlich mit einem Druckluftanschluß intervallmäßig betrieben wird. Verstopfende Feststoffe werden vor der Matrize zerkleinert, dann werden die Verstopfungen mit Druckluft beseitigt.

Mit der beschriebenen Pelletiervorrichtung wird ein Haufwerk für einen Bandtrockner erzeugt, das mit Luft durchströmbar ist.

Die Matrize wird mit dem sie tragenden und den Schlamm enthaltenden Gehäuse über dem Trocknerband quer zu dessen Förderrichtung bewegt und das Haufwerk bei der Hin- und Herbewegung des Gehäuses auf das Trocknerband aufgebracht, wobei eine beliebige Trocknerbandbreite beschickt zu werden vermag. Die in der Matrize aus dem Schlamm entstehenden sowie dort mit Druckluft od. dgl. Strömungsmittel – gegebenenfalls in Intervallen – beaufschlagten Pellets werden unmittelbar auf das Trocknerband aufgetragen, wobei auf diesem ein mit Luft durchströmbares Haufwerk hergestellt wird.

Der Vorzug dieses Verfahrens liegt darin, daß der pastöse-extrem zum Ankleben neigende-leimige Schlamm nach dem Pelletieren direkt auf das Trocknerband gegeben wird und nicht noch anderweitig bewegt werden muß. Des weiteren kann durch den Selbstreinigungseffekt der Trocknerprozeß relativ kontinuierlich betrieben sowie Reinigungsintervalle verlängert oder sogar verhindert werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
1: die skizzenhafte Wiedergabe einer Vorrichtung zum Pelletieren von pastösen Schlämmen mit einem Bandtrockner und einer diesem zugeordneten Pelletiereinrichtung;
2: eine gegenüber 1 vergrößerte Darstellung der Pelletiereinrichtung;
3: den vergrößerten Querschnitt durch 2 nach deren Linie III–III.
In einem turmartigen Gestell 10 ist oberhalb eines über Rollen 12 geführten Trocknerbandes 14 – und zu diesen in Abstand – ein Führungsrahmen 16 für eine daran quer zur Breite b des Trocknerbandes 14 verfahrbare Pelletiereinrichtung 18 angeordnet; diese ist in 1 in drei unterschiedlichen Positionen 18, 20; 18a, 20a; 18b, 20b angedeutet.
An die Pelletiereinrichtung 18 schließt eine flexible Rohrleitung 20 an, die als portalartige Rohrtour ausgelegt ist sowie in ihrem oberen Bogenbereich von einer – an Firstschienen 22 parallel zum Führungsrahmen 16 verfahrbaren – Laufkatze 24 gehalten wird. Die Rohrleitung 20 geht andernends in den Krümmer 26 einer Bodenleitung 27 für eine Exzenterschneckenpumpe 28 als Dickstoffpumpe über. Letzere befindet sich unterhalb einer Filterkuchenaufnahme 30 in Form eines Aufgabeschachtes für Filterkuchen F aus einer nicht wiedergegebenen Schlammfiltration od. dgl..
Die Pelletiereinrichtung 18 weist einen Behälter 32 mit vertikal verlaufendem Gehäuse 33 sowie dazu in einem Winkel w aufwärts geneigtem Seitenarm 34 auf, an den über eine Schlammzuleitung 36 in Form eines Gummirohres jene Rohrleitung 20 angeflanscht ist.
Das insbesondere rohrförmige Gehäuse 33 – des Innendurchmessers d von beispielsweise 100 mm – endet in Abstand e über der Oberfläche 15 des Trocknerbandes 14 des nicht weiter dargestellten Bandtrockners od. dgl. Trocknungseinrichtung und ist nach unten hin von einer als formgebende Matrize 38 dienenden Scheibe verschlossen, die ihrerseits an einen Endflansch 37 des Gehäuses 33 angeschraubt ist. Diese Matrize 38 weist einen Kranz von Bohrungen 40 auf, deren einheitlicher Durchmesser im ausgewählten Beispiel etwa 10 mm mißt.
3 läßt acht Bohrungen oder Formdurchbrüche 40 auf einem Konstruktionskreis K des Durchmessers i erkennen, der um die vertikale Mittelachse M des Gehäuses 33 gelegt ist und etwa in der Mitte der freien Matrizenoberfläche zwischen Mittelachse M und zylindrischer Gehäusewandung 35 verläuft. Jene Matnzenoberfläche kann von einer Messerklinge 42 überfahren werden.
Die Messerklinge 42 ragt radial und parallel zur Matrizenoberfläche von einer in der Mittelachse M verlaufenden hohlen Welle 44 ab, die mit ihrem unteren Ende in einer jene Messerklinge 42 tragenden Klemmhülse 46 sitzt; letztere ist mit einem axialen Stift 48 als Lagerteil verbunden; der in eine zentrische Ausnehmung der Matrize 38 eingreift. Nach oben hin durchsetzt die Messerwelle 44 einen Verschlußdeckel 50 des Gehäuses 33 im Bereich einer Wellendichtung 52; unterhalb deren ist eine die Messerwelle 44 nach oben hin abstützende Gleitscheibe 54 über einem Bund 56 der Messerwelle 44 zu erkennen; der Gleitscheibendurchmesser ist größer als der Durch messer der Wellendichtung 52, deren Umfang also von der Gleitscheibe 54 übergriffen wird.
Am oberen Ende der Messerwelle 44 ist eine Dreheinführung 58 für Druckluft zu erkennen und unterhalb dieser Dreheinführung 58 ein – seitlich symbolisch herausgehobener – links/rechts drehbarer Getriebemotor 60 für die Messerwelle 44.
Der oben erwähnte Filterkuchen F wird mit Hilfe der Exzenterschneckenpumpe 28 als pastöser Schlamm S durch die Rohrleitung 20 in den Behälter 32 gefördert und fließt in diesem zur Matrize 38 hin. Die im Gehäuse 33 stehende Schlammsäule erzeugt in den Bohrungen oder Formdurchbrüchen 40 abwärts austretende wurmartige Pellets Q, welche dann durch ihr Eigengewicht abreißen und auf das Trocknerband 14 fallen; auf dessen Qberfläche 15 bilden sie ein Haufwerk Q₁, dessen Schütthöhe in 2 mit h bezeichnet ist.
Um dieses Haufwerk Q₁, gleichmäßig auf der gesamten Trocknerbandbreite b bilden zu können, ist der Behälter 32 in einem Fahrgestell 62 mit – ebenfalls links/rechts drehbarem – Getriebemotor 60a, angebracht; dank der Räder 64 dieses Fahrgestells 62 kann die Pelletiereinrichtung 18 an Laufschienen 66 des Führungsrahmens 16 über einen Fahrweg der Länge n quer zur Förderrichtung x des Trocknerbandes 14 verfahren werden.
Der Durchsatz der Exzenterschneckenpumpe 28 sowie die Vortriebsgeschwindigkeit am Fahrgestell 62 ergeben die Schütthöhe h für das Haufwerk Q₁ der wurmartigen Pellets Q; der jeweils wirksame Matrizendurchmesser – Durchmesser i des Konstruktionskreises K für die Formdurchbrüche 40 – bedingt die Schüttbreite, um die das Trocknerband 14 taktweise vorgezogen wird.
Die oben erwähnte Messerklinge 42 dient zur Selbstreinigung der Matrize 38; sie dreht sich – wie gesagt – knapp über der Matrizenoberfläche an der Messerwelle 44, die von ihrem Getriebemotor 60 im Rechtslauf oder Linkslauf um die Mittelachse M geführt, wird. Dabei schabt die Messerklinge 42 aus den Bohrungen oder Formdurchbrüchen 40 der Matrize 38 herausstehende Schmutzteile ab. Zusätzlich kann durch die hohle Messerwelle 44 über die erwähnte Dreheinführung 58 Druckluft zur Messerklinge 42 gelangen; an dieser ist in 2 wenigstens ein an den Wellenhohlraum 68 anschließender radialer – nach außen offener – Luftkanal 43 zu erkennen. Die Druckluft drückt die erwähnten Schmutzteile – ebenso wie die Pellets Q – durch die Matrize 38 auf das Trocknerband 14. Das daraus gebildete Haufwerk Q₁ wird dann auf dem Trocknerband 14 dem nachfolgenden Trocknungsprozeß zugeführt.
Der untere Bereich 32a des Gehäuses 33 kann mit der an ihn festliegenden Matrize 38 dank einer Flanschverbindung 70 schnell und einfach vom verbleibenden Gehäuse 33 gelöst werden, um beispielsweise eine manuelle Reinigung durchzuführen. Zudem kann die Matrize 38 auf diesem Wege auch ohne weiteres gegen eine andere Matrize 38 – beispielsweise mit unterschiedlichem Kaliber ihrer Formdurchbrüche 40 – ausgetauscht werden.
In beschriebenen Austauschbereich 32a, des Behälters 32 befinden sich in übrigen auch Messerklinge 42 und Lagerstift 48 der Messerwelle 44; die Paarung Matrize 38/Lagerstift 48 wird vom anstehenden Schlamm geschmiert. Eine besondere Abdichtung ist am unteren Behälterende nicht erforderlich.

Claims

Vorrichtung zum Pelletieren von pastösem Schlamm, insbesondere von entwässertem Material wie Klärschlamm, mit einem Behälter zur zeitweiligen Aufnahme des Schlammes sowie mit einer dem unteren Behälterende zugeordneten, Formdurchbrüche aufweisenden Matrize, unter der in vertikalem Abstand eine bewegte Aufnahmefläche für in den Formdurchbrüchen entstehende Pellets verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (32) mit der an ihm angebrachten Matrize (38) oberhalb eines Trocknerbandes (14) einer Trocknungseinrichtung als Aufnahmefläche quer zur Förderrichtung (x) des Trocknerbandes (14) ortsveränderlich angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein etwa säulenartiges – insbesondere rohrförmiges oder zylindrisches – Gehäuse (33) des Behälters (32), an dessen unterem Ende eine scheibenförmige Matrize (38) lösbar festliegt, wobei die in Förderrichtung (x) verlaufende wirksame Länge (i) der Matrize etwa die Breite eines Haufwerkstreifens auf dem Trocknerband (14) bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknerband (14) in der wirksamen Länge (i) der verfahrbaren Matrize (38) entsprechenden Schritten in Förderrichtung (x) bewegt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein rohrförmiges Gehäuse (33) mit wenigstens einem Seitenarm (34) zum Anschluß an eine Schlammzuleitung (36) und einem Fahrgestell (62), das auf einer das Trocknerband (14) in Abstand überquerenden Führungseinrichtung (16) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrize (38) bzw. deren Formdurchbrüchen (40) eine Luft od. dgl. Strömungsmittel zufördernde Einrichtung zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckluftbeaufschlagung in Intervallen in der Fördereinrichtung für das Strömungsmittel eine Intervallschaltung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gehäuselängsachse (M) des Gehäuses (33) eine Welle (44) drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hohl ausgebildete Welle (44) an eine Dreheinführung (58) für Druckluft od. dgl. Strömungsmittel angeschlossen und an der Matrize (38) mit wenigstens einem Luftaustritt ausgestattet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß von der Welle (44) zumindest ein Trennorgan (42) abnagt, das von der Welle über die Matrizenoberfläche führbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennorgan (42) eine radial von der Welle (44) abragende Messerklinge ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerklinge (42) einen nach außen hin offenen Luftkanal (43) als Luftaustritt für das Strömungsmittel enthält.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (44) einends in der Matrize (38) und anderseits in einem Verschlußdeckel (50) des Gehäuses (33) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (44) mittels eines axialen Stiftes (48) in der Matrize (38) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennorgan, insbesondere die Messerklinge (42), mit dem Lagerstift (48) eine Baueinheit bildet, an welcher die Welle (44) einends festgelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (44) in einer Hülse (46) der Baueinheit (42, 48) lagert.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (44) am Verschlußdeckel (50) von einer Wellendichtung (52) umgeben und diese von einer Gleitscheibe (54) untergriffen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Gleitscheibe (54) größer ist als der Durchmesser der Wellendichtung (52).
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (44) und/oder das Fahrgestell (62) des Behälters (32) jeweils an einen links/rechts drehenden Getriebemotor (60, 60_a ) angeschlossen ist/sind.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Formdurchbrüche (40) auf einem Konstruktionskreis (K) in der Matrize (38) des zylindrischen Gehäuses (33) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Konstruktionskreis (K) von der Messerklinge (42) übergriffen ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (38) mit einem unteren Abschnitt (32a) des Gehäuses (33) vom Behälter (32) lösbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der verfahrbar über dem Trocknerband (14) angebrachte Behälter (32) durch eine flexible Leitung (20) mit einer Dickschlammpumpe (28) einer Filterkuchenaufnahme (30) verbunden ist.
Verfahren zum Pelletieren von pastösen Schlämmen, insbesondere von entwässertem Material wie Klärschlamm bis 30 % Trockensubstanzgehalt, mittels einer Formdurchbrüche aufweisenden Matrize und einer nachgeordneten bewegten Aufnahmefläche einer Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm (S) zu Pellets (Q) geformt und diese unmittelbar auf die bewegte Aufnahmefläche aufgetragen werden und ein mit Luft durchströmbares Haufwerk (Q₁) hergestellt wird.