DE2002483A1 - Verbrennungsofen fuer Abwasserschlamm - Google Patents

Description

• Verbrennungsofen für Abwasserschlamm Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsofen fllr Abwasserschlamm, der insbesondere für kleinere Anlagen mit Anschlußgrößen bis zu 60 000 Einwohnergleichwerten geeignet ist.
• Die zur Zeit von der Industrie angebotenen Schlammverbrennungsanlagen sind in erster Linie nur für größere Anlagen mit Anschlußgrößen von Uber 60 000 Einwohnergleichwerten geeignet, während eine passende Xonstruktion für kleinere Anlagen bisher noch nicht gefunden wurde. Dabei sind bisher für die Schlammverbrennung folgende Anlagetypen auf dem Markt angeboten und mit unterschiedlichem Erfolg eingesetzt worden: Etagenöfen, Drehrohröfen mit Gleich- und Gegenstrombetrieb, Wirbelschichtöfen und Flach Drying and Inoineration Systeme.
• Der thermisch. Wirkungsgrad liegt dabei jedoch in allen Fällen nur iviachen 40 und 55 %. Er wird durch die hohe Abgastemperatur, die großen Wärmeverluste an der heizen Ofenoberfläche und durch di. meist kalte Verbrennungs- und Trocknungsluft hervorgerufen.
• Mit Ausnahme des Etagenofens benötigen alle vorgenannten Typen eine umfangreiche Entstaubung. Die starke Anreicherung der Abgase mit Asche ist,dabei auf die relativ hohen Gasgeschwindigkeiten bzw. auf die Verwendung der Abgase zum Ascheaustrag zurückzufthren. Weiterhin ist bei den bekannten Anlagen zur Verbrennung von Abwasserschlamm aus wärmetechnischen GrUnden ix allgemeinen eine Ausmauerung des Ofens mit feuerfesten Material vorgesehen. Derartige Ausmauerungen sind Jedoch reparaturanfällig und erfordern ein ständiges Warmhalten des Ofens bzw. einen vollkontinuierlichen Betrieb der Anlage.
• Die vorliegende Erfindung verfolgt daher das Ziel, einen Verbrennungaofen für Abwasserschlamx zu schaffen, der neben einem guten thermischen Wirkungsgrad sich durch relativ geringe Abmessungen auszeichnet und sich infolge seiner relativ einfachen Ausführung auch für kleinere Anlagegrößen kostengünstig herstellen läßt. Beim erfindungsgemäßen Verbrennungsofen soll dabei auf die Verwendung von Zusatzaggregaten zur vorhergehenden mechanischen Entwässerung des Abwasserschlanmes sowie sur Entstrubung der Abgase weitgehend verzichtet werden können.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Verbrennungsofen fUr Abwasserschlamin, der dadurch gekennzeichnet ist, daß innerhalb einer liegenden und an eine Absaugvcrrichtung angeschlossenen Trommel ein um die längsachse rotierender Schneckengang angeordnet ist, wobei die Trommel ferner mit einer in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Schneckenganges betätigten Zellenradschleuse, Lufteintrittsöffnungen, einem an einer der Stirnseiten gelegenen, in den Verbrennungsraum hineinragenden Brenner sowie einer ebenfalls an einer der Stirnseiten gelegenen und in den Verbrennungsraum hineinragenden Aschenaustragsvorrichtung versehen ist.
• Beim erfindungsgemäßen Verbrennungsofen werden dabei die Verrahrensstuten Verbrennung und vorhergehende Trocknung zu einer konstruktiven Einheit zusammengefaßt. Trocknung und Verbrennung werden dabei in dem um die Längsachse rotierenden Schneckengang ausgerthrt, wobei der Abwasserschlamm allmählich von der Peripherie der Trommel in das Zentrum gelangt, in dem sich der eigentliche Verbrennungsraum befindet. Die dabei entstehenden heißen Verbrennungagase werden durch die Absaugvorrichtung im Gegenstrom zum Abwasserschlan nach außen abgesaugt und dienen so der Trockflung des Abwasserschlammes.
• Da der Wassergehalt des eingesetzten Abwasserschlammes sowie der Beiwert der darin enthaltenen verbrennbaren Bestandteile Schwankungen unterworfen sind, muß die Konstruktion des erfindungsge-IYISen Verbrennungsofens diesen Unterschieden angepaßt werden, weehalb zwei unterschiedliche Ausführungsformen vorgesehen sind.
• Die eine Ausführungsforin, die vor allem zum Verbrennen von Abwasserschlamm mit relativ niedrigem Wassergehalt (bis etwa 75 Gew.-%) bzw. mit relativ hohem Heizwert geeignet ist, ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner und die Ascheaustragsvorrichtung an der gleichen Stirnseite der Trommel angeordnet sind und daß ferner im Verbrennungsraum ein sich in Richtung der Längsachse erstreckender Plattenrost vorgesehen ist.
• Bei der anderen AusfUhrungsform, die vor allem zum Verbrennen von Abwasserschlamm mit relativ hohem Wassergehalt (bis etwa 95 Gew.-ç) vorgesehen ist, ist der Brenner als Gebläsebrenner ausgebildet und an der einen Stirnseite der Trommel angeordnet, während sich die Aschenaustragsvorrichtung an der entgegengesetzten Stirnseite der Trommel befindet und der Verbrennungsraum frei von sonstigen Einbauten ist.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung 8011 nachfolgend an Band der Abbildungen weiter erläutert werden.
• Dabei betreffen die Abbildungen 1 bis 3 die AuafChrungaiorm gemäß Anspruch 2, wobei Abbildung 1 einen Querechnitt in Richtung der Linie C-D Abbildung 2 einen Längsschnitt und Abbildung 3 ebenfalls einen Querschnitt, diesmal in Richtung der Linie A-C darstellen. Dabei ist innerhalb der liegend angeordneten Trommel 1 der um die Längsachse rotierende Schneckengang 2 vorgesehen, der sich in Richtung des Pfeiles in Abbildung 1 dreht. An der Oberseite der Trommel 1 befinden sich die Zellenradschleuse 3 mit dem Aufgabetrichter 4 sowie die Absaugvorrichtung 5, die beispielsweise in Form eines Saugzugventilators ausgebildet sein kann und Ueber die Leitung 6 mit der Trommel 1 in Verbindung steht.
• Die Betätigung der Zellenradschleuse 3 erfolgt dabei automatisch in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Schneckenganges 2. Zu diesem Zweck ist etwa 1/4 Umdrehung vor der Zellenradschleuse 3 im Mantel der Trommel 1 ein Schaltkontakt 7 angebracht. Passiert die Kontaktspitze 8 des Schneckenganges 2 diesen Schaltkontakt 7, so wird Über den Stromkreis 9 die Zellenradschleuse 3 mm 1/4 Umdrehung in'Bewegung gesetzt, so daß neuer Abwasserschlamm in den Schneckengang 2 gelangt. Der Abwasserschlamm wird dabei durch die Drehbewegung des Schneckenganges allmählich von der Peripherie zum Zentrum der Trommel 1 befördert, in dem sich der eigentliche VerbYennungsraum 10 befindet. In diesem Bereich ist der Schneckengang mff; Leltkanten 11 versehen, die der Umwälzung und Führung des zu verbrennenden Abwasserschlammes dienen. Bei der in den Abbildungen 1 - 3 dargestellten Ausführungsform ist im Bereich des Verbrennungeraumes 0 der Plattenrost 12, der sich in Richtung der Längsachse erstreckt, vorgesehen. Der weitgehend vorgetrocknete Abwasserschlamm fällt dabei am Ende des Schneckenganges 2 auf den Plattenrost 12. Zur Unterstützung der dort stattfindenden Verbrennung, die weitgehend selbsttktig verläuft, ist an der Stirnseite 13 der Trommel 1 der Brenner 15 angeordnet, der in den Verbrennungsraun hineinragt und dessen Flamme die Funktion einer Stützflamme ausübt, die den Plattenrost 12 bestreicht.
• Die bei der Verbrennung anfallende Asche gelangt vom Plattenrost 12 zum Ascheaustrag 16, der in Form einer Förderschnecke ausgebildet ist und der sich ebenfalls an der Stirnseite 13 befindet und in den Verbrennungsraum hineinragt. Die Asche gelangt dabei über den Schacht 17 ins Freie. Der Schneckengang ist an seinen Stirnseiten mit den Stirnwänden 18 und 19 versehen. Der Antrieb desselben erfolgt vermittels des außenliegenden Motors 20, dessen Drehbewegung huber die Welle 21 und die Antriebsräder 22 auf den Schneckengang 2 Übertragen wird. Die durch die Lufteintrittsöffnungen 23 eingesaugte Luft gelangt zunächst in den Zwischenraum zwischen den Stirnwänden der Trommel und des Schneckenganges.
• Dadurch wird der Schneckengang gewissermaßen in ein Luftpolster eingehüllt, das die Wärmeabstrahlung nach außen herabsetzt, wobei gleichzeitig die einströmende Luft vorgewärmt wird. Die StrUmungsrichtung der eintretenden Luft wird dabei durch die Pfeile in den Abbildungen 2 und 3 angedeutet. Durch die Lufteintrittsrohre 2t, die in die Stirnwand 18 eingelassen sind, gelangt die Luft schließlich in den Bereich des Verbrennungsraumes 10. Wie aus der Abbildung 5 ersichtlich ist, kann die Lufteintrittsbffnung 23 auch mit einem zusätzlichen Gebläse 25 versehen sein.
• Die Ausfffhrungsform der erfindungsgemägen Vorrichtung gemäß Anspruch 3 ist in Abbildung 4 als Längsschnitt dargestellt, Bei dieser Ausführungsform, die vor allem zum Verbrennen sehr wasserhaltiger Abwasserschlämme eingesetzt werden soll, ist der Brenner 15 als Gebläsebrenner ausgebildet und befindet sich an der Stirnseite 14 der Trommel 1 und ragt in den Verbrennungsraum 10 hinein, während sich die-Ascheaustragsvorrichtung 16 wie bisher an der entgegengesetzten Seite im Bereich der Stirnseite 13 befindet. Wegen der hohen Temperaturen, die in diesem Falle mit,dem Brenner 15 erzielt werden, ist der Verbrennungsraum 10 fre von Einbauten. Der Verbrennungsraum 10 ist dabei mehr oder weniger von der Flamme des Brenners 15 erfüllt, und der Abwasserschlamm durchfällt die Flamme mindestens viermal je Umdrehung des Schneckenganges. Die Ascheaustragsvorrichtung 16 ist in d'iesem Falle zusätzlich mit einem Auffangtrichter 26 versehen, der dem Auffangen der Asche dient. Die Leitkanten 11 sollen dabei so im Schneckengang 2 angebracht sein, daß sie zusätzlich die Bewegung der Asche, zum Auffangtrichter 26 hin unterstützen. Im übrigen haben die Bezugszeichen in Abbildung 4 die gleiche Bedeutung wie in den vorhergehenden Abbildungen.
• Der Durchsatz durch den erfindungsgemäßen Verbrennungsofen kann durch Regul'ierung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Schneckenganges den jeweiligen Gegebenheiten des zu verbrennenden Abwasser-e schlammes angepaßt werden. Die Belastung der Anlage ist dabei so einzuregulieren, daß der Abwasserschlamm beim Eintritt in den eigentlichen Verbrennungsraum 10, also etwa im Bereich der Lufteintrittsrohre 24, nur noch einen Wassergehalt von etwa 5 Gew.-d aufweist. Der Temperaturbereich von 1100 C bis zum Erreichen der Verbrennungstemperatur wird auf diese Weise in optimaler Zeit durchfahren, was zum weitgehenden Verhindern von Schwelsorgxngen führt. Die Verbrennungstemperatur im Verbrennungsraum soll durch Regulierung der Luftzufuhr so eingestellt werden, daß 11000 C nicht überschritten werden, da sonst die Asche zum Sintern neigt und nicht glatt ausgetragen werden kann. Die Absaugvorrichtung 5 wird 30 einreguliert, daß die gesamte Anlage unter leichtem Unterdruck (etwa 740 Torr) steht.
• Dieser leicnte Unterdruck bewirkt nicht nur, daß die Rauchgase im Schneckengang im Gegenstrom zum Abwasserschlainm strdmen, sondern er bewirkt vielmehr auch, daß Geruchsbelästigungen durch Undichtigkeiten in der Anlage vollständig ausgeschlossen werden.
• Wirtschaftlichkeitsberechnungen haben ergeben, daß zur Unterhaltung der Verbrennung mit einem Heizblverbrauch im Bereich von 2,5 bis 25 kg je Tonne Abwasserschlamm in Abhängigkeit von dessen Wassergehalt gerechnet werden muß. Die relativ einfache AusfÜhrung des erfindungsgemäßen Verbrennungsofens sowie dessen geringe Abmessungen gestatten dabei sogar unter Umständen den nichtstationären Einsatz. Durch die Verwendung von hitzebestindlgem hochlegierten Stahl ist eine Auskleidung mit feuerfesten Steinen nicht erforderlich, weshalb der erfindungsgemäße Verbrennungsofen ohne weiteres auch diskontinuierlich betrieben werden kann.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Verbrennungsofen für Abwasserschlamm, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer liegenden und an eine Absaugvorrichtung (5) angeschlossenen Trommel (1) ein um die IJängsachse rotierender Schneckengang (2) angeordnet ist, wobei die Trommel ferner mit einer in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Schneckenganges betätigten Zellenradschleuse (3), Lufteintrittsöffnungen (23), einem an einer der Stirnseiten (13, 14) gelegenen, in den Verbrennungsraum (10) hineinragenden Brenner (15) sowie einer ebenfalls an einer der Stirnseiten gelegenen und in den Verbrennungsraum hineinragenden Ascheaustragsvorrichtung (16) versehen ist.

2. Vörrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (15) und die Ascheaustsagsvorrichtung (16) an der gleichen Stirnseite (13) angeordnet sind,und daß ferner im Verbrennungaraus (10) ein sich in Richtung der Längsachse erstreckender Plattenrost (12) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner (15) als Gebläsebrenner ausgebildet und an der Stirnseite (14) angeordnet ist, während die A3cheastragsvorrichtung (16) an der entgegengesetzten Stirnseite (13) angeordnet ist und der Verbrennungsraum (10) frei von sonstigen Einbauten ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckengang (2) mit Lufteintrittsrohren (24) versehen ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (7) zur Betätigung der Zellenradschleuse (3) etwa 1/4 Umdrehung vor der Aufgabestelle angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bs 8 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Ascheaustragsvorrichtung (16) eine Förderschnecke verwendet wird.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckengang (2) im Bereich des Verbrennungsraumes (10) mit Leitkanten (11) versehen ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (20) zum Antrieb des Schneckenganges (2) außerhalb der Trommel (1) angeordnet ist.

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