DE19928883A1

DE19928883A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von feucht-krümligen Feststoffen

Info

Publication number: DE19928883A1
Application number: DE1999128883
Authority: DE
Inventors: Dieter Eichler
Original assignee: Fan Separator GmbH
Current assignee: Fan Separator GmbH
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2000-12-28

Abstract

Gegenstand der Erfindung sind Verfahren und Vorrichtungen zur Trocknung von feucht-krümligen Feststoffen mit dem Ziel, das Produkt stabil und lagerfähig zu machen und für eine Verbrennung weitgehend von Wasseranteilen zu befreien. DOLLAR A In einer Trockentrommel mit einer axialen Eintrittsöffnung für Feststoff und Frischluft und einer auf der entgegengesetzten Seite liegenden axialen Austrittsöffnung für die abzusaugende Ablauft wird das getrocknete Produkt durch ein rohrförmiges Austragsorgan geführt, welches bei jeder Umdrehung eine Menge an Feststoff aufnimmt und damit das Rohr so füllt, daß keine Falschluft durch das Austragsorgan in den Trockner eintreten kann. Der Feststoff wird nach etwa einer halben Umdrehung der Trommel neben der axialen Austrittsöffnung für die Abluft aus der Trommel ausgetragen. DOLLAR A Im Trommeltrockner sind Leitbleche angeordnet, die aus dem mittleren Bereich der Trommel Feststoffe in den Bereich des Eintrages zurückführen. DOLLAR A Der Trommeltrockner ist in einem isolierten Container untergebracht. Der Zwischenraum zwischen Container und Trommeltrockner kann mit einer Wärmequelle aufgeheizt werden.

Description

Anwendungsgebiet

Durch die Aufarbeitung von Abwässern in verschiedenen Industriezweigen und deren Rezirkulation in den Produktionsprozeß fallen feucht-krümlige Feststoffe an, deren Lagerung und Weiterverwendung durch den beginnenden biologischen Abbau organischer Bestanteile behindert wird.

Für eine vorgesehene Verbrennung dieser Stoffe hat der noch enthaltene Anteil an Wasser störende Wirkung.

Charakterisierung der bekannten technischen Lösungen

Zur Beurteilung der erfindungsgemäßen Lösung sind verschiedene Prinzipien bekannter technischer Lösungen zu charakterisieren. Dazu zählen
Wärmebildung durch biologischen Abbau
Produkttrocknung und Luftführung in Trommeltrocknern
Produktaustrag aus Trommeltrocknern
Anordnung von Trommeltrocknern in Gehäusen

Aus den VDI Nachrichten Nr. 42 vom 28. Mai 1999 sind eine Reihe von Anwendungen dargestellt, in denen die durch den biologischen Abbau entstehende Wärme zur Stabilisierung von Hausmüll verwendet wird. Dieser Vorgang erfolgt über Tage in Rotten, in denen das Produkt belüftet und teilweise langsam bewegt wird. Aus der DE-A-29 44 519 ist bekannt, daß kontinuierlich Klärschlamm mit zerkleinerten organischen Haushaltsabfällen kompostiert werden kann. Dabei wird die Frischluftzufuhr in Abhängigkeit von der im Reaktionsbehälter herrschenden Temperatur reguliert.

Um den biologischen Abbau in kürzerer Zeit ablaufen lassen zu können, wird die Durchmischung des Produktes intensiviert und gegebenenfalls Wärme zusätzlich von außen zugeführt.

DE 31 04 769 vom 11.2.81 zeigt einen feststehenden lagertankähnlichen Behälter mit axial angeordneter Welle, auf der Mischerflügel das Produkt in Bewegung halten. Über eine Fördereinrichtung und eine Schnecke wird das Gut bei gleichzeitiger Belüftung im Kreislauf geführt. Vor- und nachgeschaltete Zerkleinerung vervollständigt den Prozeß.

Eine noch intensivere Durchmischung erfolgt in vielen Fällen in Rottetrommeln, die ähnlich den bekannten Trommeltrocknern aufgebaut sind.

Die technische Ausführung solcher Geräte ist in dem Buch "Verfahrenstechnische Berechnungsmethoden", Teil 2, Thermisches Trennen, Seite 325 bis 332 vom Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig, 1. Auflage 1986 zusammengefaßt.

Einzelne Patentschriften erläutern spezielle Details.

So wird in der DE 37 43 904 A1 vom 23.12. 87 eine Kompostiertrommel dargestellt, in der zwischen dem Eintragsbereich, dem Bereich der Kompostierung und dem Trocknungsbereich unterschieden wird. Je nach dem Grad der sich entwickelnden Temperatur wird die Drehzahl der Trommel geregelt.

In der EP 0 441 994 A1 vom 12.2.90 wird auch die Drehgeschwindigkeit der Trommel sowie die Zu- und Abführung des Produktes vom Temperaturverlauf im Vergleich zur Temperaturdifferenzen zwischen dem Kompostierungs- und dem Trocknungsprozeß beeinflußt.

DE 38 32 765 A1 von 27.9.88 zeigt einen Trommeltrockner mit Produktschleuse, Ventilator und Wärmetauscher im Einlaufbereich.

Dagegen beschreibt die DE 37 29 032 A1 vom 31.8.87 die Zuführung der Wärme mit auf den Trommelmantel aufgelegten Rohrtafeln. In der DE 37 36 084 A1 vom 24.10.84 sind die Schaufeln und die Trommel doppelwandig ausgeführt und können so für einen Wärmeträger benutzt werden.

Hinsichtlich des Transportes des Produktes in der Trockentrommel stellt die DE 27 17 583 vom 20.4.77 Einrichtungen zur Regulierung der Bettiefe dar, während in der DE 195 42 577 vom 15.11.95 Leitschaufeln vorhanden sind, die das Gut bis über den Eintritt in ein Förderrohr anhebt. In dem Förderrohr befindet sich außerdem ein Kettenförderer, der eine Durchmischung des Gutes im Kreislauf bewirkt.

In DE 17 78 116 vom 29.3.68 sind schwenkbare Austragsklappen zur Einstellung einer bestimmten Austragsmenge vorhanden.

Um die für den Trocknungsprozeß erforderliche Wärme besser zu nutzen, zeigt die DE 29 36 769 vom 12.9.79 den Einbau der Trockentrommel für zu trocknende Gegenstände in einem Gehäuse. Dabei wird der Zwischenraum zwischen der Außenwand der Trommel und der Innenwand des Gehäuses dazu genutzt, einen Kreislauf der Luft durch die Heizung, die Trockentrommel, den Kondensator und den Ventilator zu ermöglichen. Der Innenraum der Trommel und der Zwischenraum sind damit durch Luftkanäle miteinander verbunden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die Wärmeentwicklung des biologischen Prozesses zu aktivieren, für einen Trocknungsprozeß zu nutzen und erforderlichenfalls mit einer indirekt zugeführten Wärmequelle zu unterstützen.

Das so stabilisierte Produkt ist besser transportierbar und lagerfähig und benötigt bei einer Verbrennung keine zusätzliche Energie.

Merkmale der Erfindung

Es wurde gefunden, daß mit einem sich langsam drehenden Trommeltrockner und durch eine geeignete Luftzufuhr der gesamte Prozeß der biologischen Erwärmung und Trocknung von feucht-krümligen Feststoffen zeitlich verkürzt, technisch einfach und wenig störanfällig gestaltet werden kann.

Die bisher häufigsten Behinderungen in der Prozeßführung erfolgen im Einlaufbereich, da durch das feuchte Produkt Klappen, Schleusen oder anderweitige Verengungen stark zu Verklebungen und damit zu Verstopfungen neigen.

Es wurde gefunden, daß eine günstige Verfahrensführung dadurch erreicht wird, daß der Trockner im Saugverfahren betrieben wird. Dadurch kann der Eintragsbereich offen gestaltet werden. Das Produkt und die Frischluft gelangen ohne die Verwendung von Klappen, Schleusen oder anderweitige Verengungen direkt in den Trommeltrockner.

Das setzt aber voraus, daß die Austragsseite mit der Abluftableitung so gestaltet wird, daß durch den Produktaustritt keine Falschluft in den Trockner eingesaugt werden kann.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der Austrag des getrockneten Produktes durch ein rohrförmiges Austragsorgan erfolgt, welches bei jeder Umdrehung eine entsprechende Menge an Feststoff aufnimmt und damit das Rohr so füllt, daß keine Falschluft durch das Austragsorgan in den Trockner eintreten kann.

Der Feststoff verläßt nach etwa einer halben Umdrehung der Trommel neben der axialen Austrittsöffnung für die Abluft den Trommeltrockner.

Mit dieser Lösung werden bewegliche mechanische Einrichtungen nicht erforderlich.

Die Vermehrung der Mikroorganismen auf dem Feststoff unter dem Einfluß der Feuchtigkeit, der Wärme und der ständigen Anwesenheit von ausreichendem Sauerstoff erfolgt außerordentlich rasch. Bereits im ersten Drittel der Trommel ist eine hohe biologische Aktivität vorhanden.

Um mit dieser biologisch aktivierten Produktsequenz das Material des frischen Eintrages zu impfen, sind in der Trommel Leitbleche so angeordnet, daß das Produkt aus dem mittleren Bereich der Trockentrommel in den Bereich des Eintrages kontinuierlich zurückgeführt wird.

Die günstigste Temperatur für den biologischen Abbau liegt zwischen 65 und 75°C. In einem nicht isolierten Trommeltrockner erreicht das Produkt nicht diese Wärme.

Erfindungsgemäß wird aber nicht, wie üblich die Trommel isoliert, sondern der gesamte Trommeltrockner in einem isolierten Container untergebracht. Die Ein- und Ausläufe sind entsprechend abgedichtet. Damit geht die durch den biologischen Abbau entstehende Wärme nicht verloren.

Im Falle einer nicht ausreichenden biologischen Aktivität, beispielsweise durch nicht genügende Mengen an verwertungsfähigen organischen Substanzen im feucht- krümligen Feststoff, durch Stoffe, die den biologischen Abbau hemmen oder auch durch nicht ausreichende Umgebungstemperaturen der gesamten Anlage, kann der Zwischenraum zwischen der Innenwand des Containers und der Außenwand des Trommeltrockners mit einer Wärmequelle, wie beispielsweise mit Radiatoren für Warmwasser oder Dampf aufgeheizt werden.

Die Regelung der Geräte zur Zuführung der Wärme erfolgt dazu automatisch über die Temperatur im mittleren Bereich der Trockentrommel.

Da mit der Luft nur die abzutrocknende Wassermenge aus dem Prozeß abzuführen ist, ist die zu bewegende Luftmenge relativ zu üblichen Trommeltrocknern gering. Das getrocknete Produkt wird über die Schleuse und nicht mit dem Luftstrom ausgetragen.

Zum Zurückhalten dennoch entstehender Staubteilchen ragen die radialen Flügel des Sauglüfters in die Trommel, so daß diese als Zyklon wirkt.

Unter bestimmten Produktbedingungen entsteht durch den biologischen Abbau eine so hohe Wärmemenge, daß die vorhandene Feuchtigkeit sehr schnell verdampft wird. In solchen Fällen besteht die Möglichkeit, zusätzlich in die Trommel Flüssigkeiten, beispielsweise in Form von Schlämmen, in den Trocknungsprozeß mit einzusprühen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in längsgeschnittener Ansicht einen 40 Fuß Container (1), in handelsüblicher Form, in den ein Trommeltrockner (2) eingebaut ist.
Die Trommel ist auf der Seite des Produkteintrages (3) auf einem Laufrollenpaar (4) aufgelegt, an dem sich der Antrieb (5) befindet, der die Trommel langsam dreht.
Durch den Produkteintrag wird gleichzeitig die für den biologischen Abbau erforderliche Frischluft mit eingesaugt.
Auf der Seite des Produktaustrages (6) befindet sich das zweite Laufrollenpaar (7). Die anfallende Abluft wird durch den Sauglüfter (8) axial aus der Trockentrommel herausgeführt. Das behandelte Produkt wird über die sich mit der Trommel drehende Schurre (9) ausgetragen.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Trockentrommel.
In diesem Ausschnitt sind Leitbleche (10) zu erkennen, die auf der gesamten Länge der Trommel in axialer Richtung an der Trommelwand angeordnet sind und die Aufgabe haben, Produktanteile aus der schrägen Oberfläche der Gesamtmenge des Produktes herauszuheben, damit im Luftstrom ein besserer Effekt des Abtrocknens erreicht wird.
Zwischen diesen axialen Leitblechen sind im ersten Drittel der Trommel kurze, schräg angeordnete Leitbleche (11) vorhanden, die einen Teil des Produktes entgegen der Förderrichtung wieder zum Produkteintrag hin transportieren. Damit werden die sich unter dem Einfluß der Feuchtigkeit, der Wärme und der ständigen Anwesenheit von ausreichendem Sauerstoff außerordentlich rasch entwickelnden Mikroorganismen aus dem mittleren Bereich der Trockentrommel zur Impfung des frischen Produkteintrages kontinuierlich in den Bereich des Eintrages zurückgeführt.

Fig. 3 zeigt einen radialen Schnitt durch den Bereich des ersten Drittels der Trockentrommel, mit der sich langsam abwälzenden schrägen Oberfläche der Gesamtmenge (12) des zu trocknenden Produktes.

Fig. 4 ist in die Fig. 4.1, 4.2 und 4.3 unterteilt und zeigt Ansichten von der Trommelinnenseite auf die Anordnung der Austragseinrichtung in verschiedenen Stellungen der sich drehenden Trommel sowie die Öffnung (13) für die abzuziehende Abluft.

In Fig. 4.1 befindet sich die Eintrittsöffnung (14) des Austragskanales für das auszuschleusende Produkt noch offen vor der sich langsam abwälzenden schrägen Oberfläche der Gesamtmenge. Falschluft kann aber trotzdem nicht durch den Kanal angesaugt werden, da von der vorhergehenden Drehung der Trommel sich Feststoff im Kanalbereich (16) kurz vor der Öffnung (17) befindet, an die sich die Schurre (9) aus der Fig. 1 anschließt.

Fig. 4.2 zeigt die Trommel, nachdem sie sich 45° weitergedreht hat. Während die Eintrittsöffnung durch den eintretenden Feststoff langsam verschossen wird, beginnt die Entleerung des Produktes aus der vorhergehenden Drehung am Ende des Austragskanales.

Fig. 4.3 zeigt die Trommel, nachdem sie sich weitere 45° gedreht hat. Hier hat das Produkt aus der vorhergehenden Drehung den Austragskanal bereits verlassen und dieser Bereich ist wieder frei.
Da aber durch die Eintrittsöffnung eine ausreichende Menge in den Kanal gelangt ist, kann auch weiterhin keine Falschluft in den Trockner gelangen.

Fig. 5 stellt einen Schnitt durch die Trommel an der Austragsseite dar. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Sauglüfter (18) axial in der Abluftleitung angeordnet. Auf seiner Achse befinden sich vor den für den Transport der Luft verantwortlichen axialen Lüfterflügeln (19) zusätzlich radiale Flügel (20), die in die Trommel hineinreichen und im Trocknungsprozeß entstehende Staubteilchen zurückhalten.

Claims

1. Verfahren zur Trocknung von feuchten krümligen Feststoffen, die vorrangig organische Bestandteile enthalten, in einem sich bewegenden Reaktionsbehälter und unter Frischluftzufuhr, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft an der Austragsseite abgesaugt wird und der vorhandene getrocknete Feststoff zur Abdichtung des Feststoffaustrages gegen einen Falschlufteintritt genutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Trocknung des feuchten krümligen Feststoffes sowohl die Wärme aus dem biologischen Abbau, wie auch eine äußere Wärmequelle mit indirekter Zuführung der Wärme in den Feststoff genutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trommel Schlämme eingespritzt werden.

4. Vorrichtung zur Trocknung von feuchten krümligen Feststoffen, die vorrangig organische Bestandteile enthalten, in einer rotierenden Trommel mit axialer Eintrittsöffnung für den Feststoff und für die Frischluft im Gleichstromverfahren, einer auf der entgegengesetzten Seite liegenden axialen Austrittsöffnung für die Abluft, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft auf der Austragsseite abgesaugt wird und der Austrag des getrockneten Produktes durch ein rohrförmiges Austragsorgan erfolgt, welches bei jeder Umdrehung eine entsprechende Menge an Feststoff aufnimmt, damit das Rohr so füllt, daß keine Falschluft durch das Austragsorgan in den Trockner eintreten kann und der Feststoff nach etwa einer halben Umdrehung der Trommel neben der axialen Austrittsöffnung für die Abluft die Trommel verläßt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens 1 und 2 und unter Nutzung der Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Trommeltrockner Leitbleche angeordnet sind, die aus dem mittleren Bereich der Trommel Feststoffe in den Bereich des Eintrages zurückführen.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens 1 und 2 und unter Nutzung der Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommeltrockner in einem isolierten Container untergebracht ist, die Ein- und Ausläufe entsprechend abgedichtet sind und der Zwischenraum zwischen der Innenwand des Containers und der Außenwand des Trommeltrockners mit einer Wärmequelle, in Abhängigkeit von der Temperatur des Produktes im mittleren Bereich der Trommel, aufgeheizt werden kann.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens 1 und 2 und unter Nutzung der Vorrichtung nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft von einem Sauglüfter aus der Trommel abgezogen wird, dessen radiale Flügel in die Trommel reichen.