DE19807149A1 - Dewatering of thickened sewage sludge at high temperature - Google Patents

Dewatering of thickened sewage sludge at high temperature

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Abstract

Pre-thickened raw or foul sludge is heated to 180 deg C, changing the inner structure and the biological components. The solid substances are subjected to a high-pressure dewatering process without further additives and are dewatered to a high level. The highly dewatered sludge is introduced into a pressurized fluid bed reactor where it is heated in an oxygen-deficient atmosphere to produce a product gas. The product gas is used for the generation of electricity. The effluent heat from the fluidized bed reactor and from the electrical generator is surrendered to a closed pipe system which surrenders heat through heat exchangers. The surrendered heat is used to preheat pre-thickened fresh incoming sludge. An Independent claim is included for a dewatering apparatus comprises a sludge heater, a high pressure dewatering plant, a fluidized bed reactor and an electrical generator.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung von thermisch vorbehandelten biologischen Reststoffen, insbesondere auch von Klärschlamm.The invention relates to a method and an apparatus for processing thermal pretreated biological residues, especially sewage sludge.

Überschuß- und Primärschlamm aus Kläranlagen werden heute mit der Zielsetzung behandelt möglichst schnell das abscheidbare Wasser auszuschleusen und die vorhandene biologische Substanz möglichst weitgehend abzubauen. Zur Erreichung dieser Zielsetzungen werden umfangreiche Faulturm-Anlagen eingesetzt. Der gefaulte Schlamm muß zur Entwässerung mit mineralischen oder chemischen Stoffen konditioniert werden. Beim Einsatz der thermischen Konditionierung wird zwar der Faulgasanfall verbessert, durch andere Einflüsse (Streusalz im Winter) werden die Ausgasungsergebnisse jedoch weitgehend wieder aufgehoben. Die im Faulgas enthaltenen Begleitstoffe erschweren zudem die energetische Nutzung.Excess and primary sludge from sewage treatment plants are treated today with the objective to drain the separable water as quickly as possible and the existing biological Degrading substance as much as possible. To achieve these objectives extensive digester systems used. The rotten sludge has to be drained mineral or chemical substances are conditioned. When using the thermal Conditioning the fermentation gas generation is improved by other influences (road salt in the Winter) the outgassing results are largely canceled. The one in the digester The accompanying substances also make energy use more difficult.

Die Entsorgung von Faulturmschlamm, ob in wässriger oder schwach entwässerter Form, stößt zudem auf Akzeptanzprobleme bei den meist landwirtschaftlichen Abnehmern. Teilweise wird die Verwendung dieser Schlämme von den regionalen und überregionalen Flächennutzern und Behörden ganz abgelehnt bzw. verboten. Zugemischte Magerungsmittel erhöhen nur die zu entsorgenden Mengen.The disposal of digestion sludge, whether in aqueous or slightly dewatered form, is problematic also on acceptance problems with the mostly agricultural customers. Sometimes the Use of these sludges by regional and national area users and Authorities completely rejected or prohibited. Mixed lean agents only increase the disposal quantities.

Die Entsorgung von Klärschlamm als Brennstoff oder in anderen Verbrennungsanlagen setzt eine vorgeschaltete Trocknung voraus, die dezentral angewandt einen hohen Energieaufwand, meist an bereits hochwertiger gasförmiger oder fossiler Energie erfordert. Der Transport zu zentralen Großanlagen verursacht auch dann noch zusätzlich erhebliche Transportkosten. Zudem muß der Anteil an Klärschlamm aufgrund von Begleitstoffen und der klärschlammspezifischen Brenn- und Ascheverhalten meist gering gehalten werden. Die Abgasreinigung dieser Brennstoffgemische ist meist aufwendiger als bei Monobrennstoffen. Diese Randbedingungen führen meist zu erheblichen Zuzahlungen durch die Klärschlammerzeuger.The disposal of sewage sludge as fuel or in other incineration plants is one upstream drying, the decentrally applied high energy consumption, mostly at already requires high-quality gaseous or fossil energy. Transport to central Large systems also cause considerable transportation costs. In addition, the Proportion of sewage sludge due to accompanying substances and the sewage sludge-specific fuel and Ash behavior is usually kept low. The exhaust gas cleaning of these fuel mixtures is mostly more expensive than mono fuels. These boundary conditions usually lead to considerable ones Co-payments from sewage sludge producers.

Vergasungsanlagen wurden bisher meist für große Mengen ausgelegt was bei gering entwässertem Klärschlamm zu kostenintensiven Transporten und bei getrocknetem Klärschlamm zu teuren Sondertransporten führt.Up to now, gasification plants have mostly been designed for large quantities, which is small dewatered sewage sludge for cost-intensive transport and with dried sewage sludge leads to expensive special transports.

Aus der DE-A-40 20 552 ist ein Verfahren zur Verwertung von Klärschlamm bekannt, bei dem der Klärschlamm zunächst vollständig getrocknet wird. In einem anschließenden Entgasungsprozeß bei Temperaturen von 400 bis 500°C unter gleichzeitiger Malung wird Klärschlamm-Koks mit 10 bis 40 Gewichts-% organischer Substanz erzeugt, der als Füller für Asphalt besonders geeignet ist.From DE-A-40 20 552 a process for the utilization of sewage sludge is known in which the sewage sludge is first dried completely. In a subsequent one  Degassing process at temperatures of 400 to 500 ° C with simultaneous painting Sewage sludge coke with 10 to 40% by weight organic substance, which is used as a filler for Asphalt is particularly suitable.

Aus der DE 196 17 218 C2 ist ein Verfahren zum Verarbeiten von biologischen Reststoffen bekannt bei dem Klärschlamm getrocknet, vergast und verstromt wird. Dieses Verfahren ist bei der Verarbeitung von Faulschlamm mit einem Eingangs-Trockenstoffgehalt von über 40% bei einem organischen Anteil von 50% wärmeenergieautark.DE 196 17 218 C2 describes a method for processing biological residues known for drying, gasifying and generating electricity from sewage sludge. This procedure is with the processing of digested sludge with an input dry matter content of over 40% an organic share of 50% heat energy self-sufficient.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit dem der Klärschlamm, bereits vor oder direkt hinter dem Faulturm so behandelt werden kann, daß die im Klärschlamm enthaltene Energie für die Kläranlage genutzt werden kann und keine externen Zuschläge für die Konditionierung des Klärschlammes benötigt werden.It is therefore an object of the invention to develop a method and an apparatus with which the sewage sludge can be treated in front of or directly behind the digestion tower so that the Energy contained in the sewage sludge can be used for the sewage treatment plant and no external Surcharges for conditioning the sewage sludge are required.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung dadurch gelöst, das durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
According to the invention, this object is achieved by a method and a device which is characterized by the following method steps:

  • - Eingedickter Roh- oder Faulschlamm wird durch Erhitzung auf über 180°C in seiner inneren Strutur so verändert, daß die biologischen Bestandteile in flüssige und feste Anteile aufgespalten werden;- Thickened raw or digested sludge is heated to over 180 ° C in its interior The structure was changed so that the biological components split into liquid and solid parts become;
  • - die festen Schlammbestandteile in einem Hochdruckentwässerungsverfahren auf hohe Trockensubstanzgehalte entwässert werden;- The solid sludge components in a high pressure dewatering process to high Dry matter contents are dewatered;
  • - der hochentwässerte Klärschlamm direkt einem Wirbelschichtvergaser unter Sauerstoffmangel zugeführt wird, wobei ein Produktgas entsteht;- the highly dewatered sewage sludge directly in a fluidized bed gasifier with lack of oxygen is supplied, whereby a product gas is produced;
  • - mit dem Produktgas eine Stromerzeugungsanlage betrieben,- operated a power generation plant with the product gas,
  • - die Abwärme aus dem Wirbelschichtvergaser und der Stromerzeugungsanlage über geschlossene Rohrsysteme mit mehreren Wärmetauschen der thermischen Konditionierung zugeführt wird.- The waste heat from the fluidized bed gasifier and the power plant closed pipe systems with several heat exchanges of thermal conditioning is fed.

Erfindungsgemäß ist auch eine Aufheizung des voreingedickten Roh- bzw. Faulschlammes in einem Einrohrwärmetauscher.According to the invention is also a heating of the pre-thickened raw or digested sludge in a one-pipe heat exchanger.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die sich bei der Aufheizung des Schlammes entwickelnden Gase über den Wirbelschichtvergaser behandelt werden. It is within the scope of the invention that those that develop when the sludge is heated Gases are treated via the fluidized bed gasifier.  

Es ist auch sinnvoll die Hochdruckentwässerung bei Temperaturen von 70 bis 80°C durchzuführen um Wärmeverluste zu vermeiden.It is also advisable to use high pressure drainage at temperatures of 70 to 80 ° C to avoid heat loss.

Vorteilhaft ist, daß der Klärschlamm vor der Vergasung nur mit dem Rücklaufgut aus dem Wirbelschichtvergaser vermischt wird.It is advantageous that the sewage sludge before gasification only with the return material from the Fluidized bed gasifier is mixed.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Wasserdampf der sich aus der Restfeuchte der Filterkuchen bildet, ausreicht um im Wirbelschichtvergaser ein ausreichendes Angebot an Wasserstoff für die Vergasung bereitzustellen.It is within the scope of the invention that the water vapor resulting from the residual moisture Filter cake forms enough to provide a sufficient supply in the fluidized bed gasifier To provide hydrogen for gasification.

Erfindungsgemäß ist auch, daß der Wirbelschichtvergaser sowohl atmosphärisch als auch mit Überdruck betrieben werden kann.According to the invention is also that the fluidized bed gasifier both atmospheric and Overpressure can be operated.

Weiterhin ist vorgesehen, daß das entstehende Produktgas durch den Rohschlamm-Volumenstrom kondensiert und somit getrocknet wird.It is also provided that the product gas formed by the raw sludge volume flow condensed and thus dried.

Es ist sinnvoll auch die Abgase der Stromerzeugungsanlage über Wärmetauscher zu leiten und die Wärme in den Roh- bzw. Faulschlamm überzuleiten.It also makes sense to conduct the exhaust gases from the power generation system via heat exchangers and the To transfer heat into the raw or digested sludge.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine Wärmetauscherkombination für die Schlammaufheizung, eine Hochdruckentwässerungsanlage, einen Wirbelschichtvergaser und eine Stromerzeugungsanlage.The device according to the invention comprises a heat exchanger combination for the Sludge heating, a high pressure drainage system, a fluidized bed gasifier and one Power generation plant.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Vorrichtung zur Aufbereitung der Filtrate aus der Entwässerungseinrichtung bevor diese in die Kläranlage zurückgeleitet werden.A further development of the device according to the invention is a device for processing the filtrate from the drainage system before it is returned to the sewage treatment plant become.

Weiterhin ist es zweckmäßig, daß Mittel zum Waschen des Produktgases vorgesehen sind.Furthermore, it is expedient that means for washing the product gas are provided.

Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile: Durch die thermische Konditionierung des Schlammes werden andere Konditionierungsmittel eingespart. Durch die Verarbeitung der Klärschlammes, vorzugsweise auf der Kläranlage, wird dort bereits das zu entsorgenden Volumen stark reduziert, nur noch Asche verläßt die Kläranlage.The invention has numerous advantages: through the thermal conditioning of the sludge other conditioning agents are saved. By processing the sewage sludge, preferably on the sewage treatment plant, the volume to be disposed of is already greatly reduced there, only ash leaves the sewage treatment plant.

Zudem enthält die Asche keine organischen Bestandteile mehr, sie entspricht somit der TA- Siedlungsabfall und kann deponiert werden, was auch seuchenhygienisch wichtig ist. In addition, the ash no longer contains any organic constituents, so it corresponds to the TA- Municipal waste and can be landfilled, which is also important in terms of disease.  

Das Fehlen organischer Bestandteile eröffnet die Möglichkeit die Aschen auch als Zuschlagstoff in der Baustoffindustrie einzusetzen.The absence of organic components opens up the possibility of the ashes also as an additive in the building materials industry.

Durch den Einsatz der Prozeßeigenwärme für die Aufheizung des Rohschlammes und die Stromerzeugung, die bei Rohschlamm bis zur Deckung des Strombedarfes der gesamten Kläranlage gehen kann, ist das Verfahren in energetischer Hinsicht optimal. Es kann alleine mit nachwachsenden Rohstoffen (Klärschlamm, gegebenfalls Biodiesel oder anderen nachwachsenden Brennstoffen) als CO2-neutrales Verfahren betrieben werden.By using the process heat for heating the raw sludge and generating electricity, which can go up to covering the electricity demand of the entire sewage treatment plant, the process is optimal in terms of energy. It can be operated solely with renewable raw materials (sewage sludge, possibly biodiesel or other renewable fuels) as a CO 2 -neutral process.

Im folgenden wird eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand einer Zeichnung beispielhaft beschrieben. Es zeigtThe following is an exemplary embodiment of the method and the Device according to the invention described by way of example with reference to a drawing. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 1 is a schematic representation of the device according to the invention.

Der aus dem Faulturm 5 oder einem anderen Schlammspeicher kommende, möglichst hoch eingedickte Klärschlamm 6 wird in einem Einrohrwärmetauschersystem 7 unter Überdruck auf über 180°C aufgewärmt. Das Wärmetauschersystem ist dabei so geschaltet, daß eine mehrstufige Wärmerückgewinnung durchgeführt wird.The sewage sludge 6 that comes from the digester 5 or another sludge storage and is as highly thickened as possible is warmed up in a one-pipe heat exchanger system 7 to over 180 ° C. under excess pressure. The heat exchanger system is switched so that a multi-stage heat recovery is carried out.

In einer Hochdruckpumpanlage 8, die über eine Druckölanlage 9 mit Hochdruckenergie versorgt wird ein den vorhandenen Flocken angepaßter möglichst hoher Filtrationsdruck gefahren. In einer, bei biologisch aktiven Schlämmen auch gekapselten, automatischen Pressenanlage 10 wird der Schlamm auf hohe Trockensubstanzwerte entwässert und die anfallenden Filterkuchen in den Zwischenbunker 11 abgeworfen. Im Zwischenbunker 11 wird der Chargenbetrieb der Entwässerung durch Zwischenbunkerung mehrerer Chargen ausgeglichen.In a high-pressure pump system 8 , which is supplied with high-pressure energy via a pressure-oil system 9 , the highest possible filtration pressure is adapted to the existing flakes. In an automatic press system 10 , which is also encapsulated in the case of biologically active sludges, the sludge is dewatered to high dry matter values and the filter cakes obtained are thrown into the intermediate bunker 11 . In the intermediate bunker 11 , the batch operation of the drainage is balanced by intermediate bunkering of several batches.

Über Transportschnecken 12, 15, Brecher 13 und Mischer 14 werden, je nach den Erfordernissen, die Filterkuchen vorzerkleinert oder mit Rücklaufgut vermischt und dann abgedichtet in den Wirbelschichtvergaser 16 gedrückt.Depending on the requirements, the filter cakes are pre-shredded or mixed with return material via transport screws 12 , 15 , crusher 13 and mixer 14 and then pressed sealed into the fluidized bed gasifier 16 .

Die Vergasungsluft 31 wird über verschiedene Wärmetauscher, zweckmäßig ist dabei zumindestens das Vorliegen eines Abgas-Zuluft-Wärmetauschers 1, auf Temperaturen von über 400°C erhitzt, was den thermischen Wirkungsgrad verbessert und die Gasqualität des Produktgases entscheidend verbessert. Im Wirbelschichtvergaser werden die Feststoffe auf Temperaturen von 800 bis 900°C, unter Sauerstoffmangel, erhitzt und somit viele Begleitstoffe abgebaut. Die organischen Anteile der Feststoffe vergasen unter Bildung eines H2/CO- Schwachgases.The gasification air 31 is heated to temperatures of over 400 ° C. via various heat exchangers, in which case at least the presence of an exhaust gas supply air heat exchanger 1 is expedient, which improves the thermal efficiency and decisively improves the gas quality of the product gas. In the fluidized bed gasifier, the solids are heated to temperatures of 800 to 900 ° C, in the absence of oxygen, and thus many accompanying substances are broken down. The organic components of the solids gasify to form a weak H 2 / CO gas.

Die anfallende Asche wird über Behältnisse 29, nach vorheriger Kühlung 4 abgefahren. The ash is removed via containers 29 after cooling 4 .

Das Produktgas 17 wird in einem Staubabscheider 18 von Staub gereinigt und gibt in einem Abgaswärmetauscher 19 seinen Wärmeinhalt bis ca. 200°C an das Schlammaufheizsystem 7 ab. In nachgeschalteten Filtern 20 und Kühlern 21 wird die Betriebstemperatur für das Waschsystem 22 eingestellt. Im Produktgas-Waschsystem 22 werden insbesondere noch vorhandene gasförmige Begleitstoffe ausgewaschen.The product gas 17 is cleaned of dust in a dust separator 18 and releases its heat content up to approximately 200 ° C. to the sludge heating system 7 in an exhaust gas heat exchanger 19 . The operating temperature for the washing system 22 is set in downstream filters 20 and coolers 21 . Existing gaseous accompanying substances are in particular washed out in the product gas washing system 22 .

Die Restfeuchte des Produktgases wird im Kondensator 2 und die Begleitstoffe der Waschflüssigkeit werden in der Reinigungsanlage 23 abgeschieden. Im dem Produktgaswäscher 22 nachgeschalteten Filter 24 können bedarfsweise weitere Begleitstoffe abgeschieden werden die den Wäscher 22 passiert haben.The residual moisture of the product gas is separated in the condenser 2 and the accompanying substances of the washing liquid in the cleaning system 23 . In the product gas scrubber 22 downstream filter 24 can, if required, additional impurities are deposited which have passed through the scrubber 22nd

Das gereinigte Produktgas gelangt in die Stromerzeugungsanlage 25, die bedarfsweise mit Hilfsenergie 26 gefahren werden kann. Mit den Abgasen der Stromerzeugungsanlage wird über den Wärmetauscher 1 die Temperatur der Vergasungsluft 31 angehoben. Durch die erhebliche Temperaturanhebung wird die Eigenverbrennungsrate des Wirbelschichtvergasers wesentlich gesenkt. In der Filteranlage 27 werden die Abgase aus der Stromerzeugungsanlage auf die Erfordernisse der Auflagen für eine Abgabe der Abgase in die Umgebung gereinigt.The cleaned product gas reaches the power generation system 25 , which can be operated with auxiliary energy 26 if necessary. With the exhaust gases of the power generation system, the temperature of the gasification air 31 is raised via the heat exchanger 1 . The substantial increase in temperature significantly reduces the rate of internal combustion of the fluidized bed gasifier. In the filter system 27 , the exhaust gases from the power generation system are cleaned to meet the requirements of the requirements for releasing the exhaust gases into the environment.

Mit dem kombinierten Wirbelschicht-Vergasungsluftgebläse 30, dem Druckerhöhungsgebläse 37 und dem Abgasgebläse 29 werden die Gasströme bewegt.The gas flows are moved with the combined fluidized bed gasification air blower 30 , the pressure booster blower 37 and the exhaust gas blower 29 .

Im Kühler 28 wird zusätzliche Wärme aus dem Abgassystem der Stromerzeugungsanlage für das Schlammaufheizsystem 7 ausgekoppelt.In the cooler 28 , additional heat is extracted from the exhaust system of the power generation system for the sludge heating system 7 .

Die Vergasungsluft 31 belüftet über den Außenluftanschluß 32 die Verkapselung der Pressenanlage und nimmt auch die im Schlammaufheizsystem anfallenden Gase 33 auf. Die Vergasungsluft nimmt auch die in den Wärmetauschern 2,4 und 21 bereitgestellten Abwärmen zur Lufttemperaturanhebung auf.The gasification air 31 ventilates the encapsulation of the press system via the outside air connection 32 and also absorbs the gases 33 occurring in the sludge heating system. The gasification air also absorbs the waste heat provided in the heat exchangers 2 , 4 and 21 for raising the air temperature.

Die Filtrataufbereitungsanlage 34 bereitet das Filtrat der Pressenanlage für den Rücklauf in die Kläranlage auf. Die festen Rückstände der Reinigungsanlagen 23 und 34 werden über den Sondermüllweg entsorgt 35, 36.The filtrate treatment plant 34 prepares the filtrate of the press plant for the return to the sewage treatment plant. The solid residues of the cleaning systems 23 and 34 are disposed of via the special waste path 35 , 36 .

Wie bereits ausgeführt arbeitet die Vorrichtung mit Trockensubstanzgehalten in den Filterkuchen von größer 60%, selbst bei einer geringeren Gasausbeute beim Produktgas wird ein wärmeenergieautarker Betrieb mit Stromproduktion möglich, d. h. daß Strom zum Betrieb der Kläranlage und auch Heizwärme abgegeben werden können. As already stated, the device works with dry matter contents in the filter cake greater than 60%, even with a lower gas yield for the product gas self-sufficient operation with electricity production possible, d. H. that electricity to operate the Wastewater treatment plant and also heat can be delivered.  

In Verbindung mit bereits eingeführten neueren Verfahren für die Biologie von Kläranlagen, bei denen der Kohlenstoff im Klärschlamm gehalten wird, anstatt bereits in den Belüftungsbecken in die Luft geblasen zu werden, eröffnet die Erfindung die Möglichkeit auch Rohschlamm direkt vor den Faultürmen zu verarbeiten und dadurch die Energieausbeute aus dem Klärschlamm noch erheblich zu steigern. Faultürme werden dann nicht mehr benötigt. In connection with already introduced newer processes for the biology of sewage plants, at where the carbon is kept in the sewage sludge instead of in the aeration basin To be blown air, the invention also opens up the possibility of raw sludge the digestion towers and thus the energy yield from the sewage sludge to increase significantly. Digestion towers are then no longer required.  

BezugszeichenlisteReference list

11

Vergasungsluft-Abgas-Wärmetauscher,
Gasification air-exhaust gas heat exchanger,

22nd

Kondensationskühler im Produktgas,
Condensation cooler in the product gas,

33rd

Abgas-Einrohrwärmetauschersystem,
Exhaust single-pipe heat exchanger system,

44th

Aschekühlung-Luftaufheizung-Wärmetauscher,
Ash cooling-air heating-heat exchanger,

55

Faulturm oder Rohschlammspeicher,
Digestion tower or raw sludge storage,

66

Roh- oder Faulschlamm,
Raw or digested sludge,

77

Einrohr-Schlammaufheizsystem mit Wärmerückgewinnung,
Single pipe sludge heating system with heat recovery,

88th

Hochdruckpumpanlage,
High pressure pump system,

99

Druckölanlage,
Pressure oil system,

1010th

Hochdruck-Pressenanlage,
High pressure press system,

1111

Zwischenbunker mit Doppelschnecke,
Intermediate bunker with twin screw,

1212th

Transportschnecke,
Transport screw,

1313

Filterkuchenbrecher,
Filter cake crusher,

1414

Mischer,
Mixer,

1515

Stopfschnecke,
Stuffing screw,

1616

Wirbelschichtvergaser,
Fluidized bed gasifier,

1717th

Produktgas, ungereinigt,
Product gas, unpurified,

1818th

Staubabscheider,
Dust collector,

1919th

Abgaswärmetauscher,
Exhaust gas heat exchanger,

2020th

Filter,
Filter,

2121

Produktgas-Luft-Wärmetauscher,
Product gas-air heat exchanger,

2222

Produktgaswaschsystem
Product gas washing system

2323

Waschwasserreinigungsanlage,
Wash water cleaning system,

2424th

Produktgasfilter,
Product gas filter,

2525th

Stromerzeugungsanlage
Power generation plant

2727

Filteranlage für Abgase,
Filter system for exhaust gases,

2828

Abgaskühler
Exhaust gas cooler

2929

Abgasventilator,
Exhaust fan,

3030th

Vergasungsluftventilator,
Gasification air fan,

3131

Vergasungsluft,
Gasification air,

3232

Außenluftanschluß,
Outside air connection,

3333

Gase aus Schlammaufheizsystem,
Gases from sludge heating system,

3434

Filtrataufbereitungssystem,
Filtrate treatment system,

3535

, ,

3636

Sondermüllentsorgung,
Hazardous waste disposal,

3737

Druckerhöhungsgebläse.
Booster blower.

Claims (19)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung thermisch vorbehandelter biologischer Reststoffe, insbesondere Klärschlamm, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • 1. Voreingedickter Roh- oder Faulschlamm wird durch Erhitzung auf 180°C in seiner inneren Strutur so verändert, daß die biologischen Bestandteile sich verändern;
  • 2. die festen Bestandteile in einer Hochdruckentwässerung auf hohe Trockensubstanzgehalte entwässert werden;
  • 3. der hochentwässerte Klärschlamm direkt einem Wirbelschichtvergaser unter Sauerstoffmangel zugeführt wird, wobei ein Produktgas entsteht;
  • 4. mit dem Produktgas eine Stromerzeugungsanlage betrieben,
  • 5. die Abwärme aus dem Wirbelschichtvergaser und der Stromerzeugungsanlage über geschlossene Rohrsysteme mit mehreren Wärmetauschen der thermischen Konditionierung zugeführt wird.
1. Method and device for processing thermally pretreated biological residues, in particular sewage sludge, characterized by the following process steps:
  • 1. Pre-thickened raw or digested sludge is changed by heating to 180 ° C in its inner structure so that the biological components change;
  • 2. The solid components are dewatered to high dry matter contents in a high pressure drainage;
  • 3. the highly dewatered sewage sludge is fed directly to a fluidized bed gasifier with a lack of oxygen, producing a product gas;
  • 4. operated a power generation plant with the product gas,
  • 5. The waste heat from the fluidized bed gasifier and the power generation system is fed via closed pipe systems with several heat exchanges to the thermal conditioning.
2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Erhitzung von Roh- oder Faulschlamm auf Temperaturen über 180°C die Struktur des Schlammes wesentlich geändert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that by heating raw or digested sludge at temperatures above 180 ° C the structure of the sludge essential will be changed. 3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Roh- oder Faulschlamm zur Vermeidung von Verstopfungen unter Überdruck, auch in einem Einrohrwärmetauscher, durch das Schlammaufheizsystem gedrückt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the raw or digested sludge to avoid blockages under excess pressure, also in a one-pipe heat exchanger, is pushed through the sludge heating system. 4. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Bestandteile des Schlammes in einer Hochdruckentwässerung auf hohe Trockensubstanzgehalte entwässert werden.4. The method according to claim 1, characterized in that the solid components of the Sludge dewatered to high dry matter contents in a high pressure drainage system become. 5. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrigen Bestandteile des Schlammes vor der Rückleitung in die Kläranlage in einer Aufbereitungsanlage behandelt werden.5. The method according to claim 1, characterized in that the aqueous components of the Sludge treated in a treatment plant before being returned to the sewage treatment plant become. 6. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die automatisierte Hochdruckentwässerungsanlage bei der Verarbeitung von biologisch aktiven Schlämmen verkapselt wird.6. The method according to claim 1, characterized in that the automated High pressure drainage system for the processing of biologically active sludge  is encapsulated. 7. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der unter dem Abwurftrichter der Entwässerungsanlage angeordnete Doppelschneckenförderer bereits eine Vorzerkleinerung der Filterkuchen durchgeführt wird.7. The method according to claim 1, characterized in that in the under the Double-screw conveyors arranged in the discharge hopper of the drainage system already have one Pre-crushing the filter cake is carried out. 8. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Förderer und Mischer vor dem Wirbelschichtvergaser eine vergasungsgerechte Konditionierung der Filterkuchen und der Rückläufe aus der Gasreinigung erfolgt.8. The method according to claim 1, characterized in that by the conveyor and Mixer before the fluidized bed gasifier a gasification-appropriate conditioning of the Filter cake and the returns from the gas cleaning takes place. 9. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der gewählten Wirbelschichttemperatur viele Begleitstoffe zerlegt werden.9. The method according to claim 1, characterized in that in the selected Fluid bed temperature, many accompanying substances can be broken down. 10. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Restfeuchtegehalt der Filterkuchen ausreicht um bei der Vergasung ausreichend Wasserstoff für die Produktgaserzeugung bereitzustellen.10. The method according to claim 1, characterized in that the residual moisture content of the Filter cake is sufficient to ensure sufficient hydrogen for the gasification To provide product gas generation. 11. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geruchsbelasteten- und eventuell kontaminierten Ablüfte aus der Schlammaufheizung und aus dem Pressenbereich im Wirbelschichtvergaser entsorgt werden.11. The method according to claim 1, characterized in that the odor-and any contaminated exhaust air from the sludge heating and from the press area in the Fluidized bed gasifiers are disposed of. 12. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Gasströmen (Produktgas und Abgas aus der Stromerzeugungsanlage) auskoppelbare Wärme ausreicht den Schlamm auf über 180°C aufzuheizen und aus der Wärmerückgewinnung noch Heizwärme für andere Zwecke verfügbar ist.12. The method according to claim 1, characterized in that from the gas streams (Product gas and exhaust gas from the power generation plant) heat that can be extracted is sufficient Heat sludge to over 180 ° C and heat from the heat recovery for other purposes is available. 13. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Wirbelschichtvergaser entstehende Produktgas durch Kondensation des Wasserdampfes getrocknet wird.13. The method according to claim 1, characterized in that in the fluidized bed gasifier resulting product gas is dried by condensation of the water vapor. 14. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Produktgas eine Stromerzeugungsanlage betrieben wird.14. The method according to claim 1, characterized in that with the product gas Power plant is operated. 15. Das Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Bestandteile im Filtrat abgebaut werden.15. The method according to claim 5, characterized in that the organic components be broken down in the filtrate. 16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Entwässerungsanlage, einen Wirbelschichtvergaser und eine Stromerzeugungsanlage umfaßt. 16. An apparatus for performing the method according to claims 1 to 14, characterized characterized in that the device is a drainage system, a fluidized bed gasifier and includes a power plant.   17. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwässerungseinrichtung ein Schlammaufheizsystem vorgeschaltet ist.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the drainage device a sludge heating system is connected upstream. 18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerungseinrichtung eine Hochdruck-Kammerfilterpresse ist.18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the drainage device is a high pressure chamber filter press. 19. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Waschen des Produktgases vorhanden sind.19. The apparatus according to claim 16, characterized in that means for washing the Product gas are present.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001010981A1 (en) * 1999-08-05 2001-02-15 Krupp Uhde Gmbh Multistep method for charging lumpy material and mixtures of substances into presure chambers
WO2003086991A1 (en) * 2002-04-18 2003-10-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method and device for drying and gasifying sludge
CH700444A1 (en) * 2009-02-23 2010-08-31 Olaf Buerklin Device for gasification of organic materials such as wood for production of electrical- and thermal energy, has gas reactor for partial combustion or pyrolysis of material and dryer for reducing water content of material

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Legal Events

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