DE2030062A1

DE2030062A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Dampfeinführung in thermisch zu konditionierenden Schlamm

Info

Publication number: DE2030062A1
Application number: DE19702030062
Authority: DE
Inventors: Erich Gockhausen Zeltner (Schweiz). P
Original assignee: Von Roll AG, Gerlafingen (Schweiz); VW: Hoffmann, E., Dr.-lng.·, Eitle, W., Dipl.-Ing.; Hoffmann, K., Dr.rer.nat; Pat-Anwälte, 8000 München
Priority date: 1970-06-18
Filing date: 1970-06-18
Publication date: 1971-12-23
Also published as: FR2096343A5; DE2030062C3; CH523708A; DE2030062B2; JPS506430B1

Description

BE I387O

Von Roll AQ, Qerlafingen/ Schweiz

Verfahren und Vorrichtung zur Dampfeinführung in thermisch zu konditionieretfiden Schlamm

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Dampfeinführung in thermisch zu konditionierenden Schlamm.

Perner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.

Bekanntlich besteht das thermische Schlammkonditionierverfahren für Schlamm darin, dass der Schlamm während einer bestimmten Zeit, z.B. zwei Stunden, auf einer bestimmten Erhitzungstemperatur, z.B. 200⁰C, gehalten wird. Im Durchlaufbetrieb geschieht dies so, dass der zu konditionierende Schlamm mit einer Temperatur von 200⁰C das Reaktionsgefäes, den sogenannten Autoklaven, innerhalb von zwei Stunden durch* strömt.

Es ist bWeits bekannt, bei der Schlammkonditionierung den zur Erhitzung des Schlammes verwendeten Dampf in den Auto-

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klaven selbst einzuführen. Hierbei treten aber im Autoklaven unerwünschte KonvektionsStrömungen auf, welche zu einer ungleichmässigen Schlammaufheizung führen und die Durchlaufzeit verfälschen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde_s diese Nachteile zu beseitigen.

.. Demgemäss betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Dampfeinführung in thermisch zu konditionierenden Schlamm, welches erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass der Dampf in die Schlammzuleitung zum Autoklaven eingeblasen und der Schlamm in der Leitung zuerst von unten nach oben und daraufhin von oben nach unten und der Dampf innerhalb wenigstens eines Teiles der aufsteigenden Schlammsäule nach oben geführt wird 'und dass mit den aus der aufsteigenden Schlammsäule oben entweichenden Dampfblasen an der Wegumkehr des Schlammes vor der abwärtswandernden Schlammsäule ein Dampf kissen gebildet;, durch dieses der Schlamm aus der aufsteigenden Schlammsäule hindurchgeführt und dabei der Dampf dauernd mit Schlamm von geringerer Temperatur als diejenige des Dampfes vermischt, dadurch abgekühlt und kondensiert wird.

Eine bevorzugte AusfUhrungsform des Verfahrens besteht darin, dass der Dampf am unteren Ende der Schlammleitung in diese eingeblasen und in der aufsteigenden Schlammsäule von unten nach oben geführt ftird.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens besteht erfindungsgemäss darin, dass der Dampf am oberen Ende der Schlammleitung in diese eingeblasen und im Qegenstrom zu der aufsteigenden Schlammsäule von oben nach unten geführt wird.

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Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, welche gekennzeichnet ist durch ein mit einem unteren Schlammeinlass und einem Dampfeinlass versehenes Steigrohr sowie ein mit diesem über einen Dampfraum verbundenes, mit einem unteren Schlammauslassversehenes Fallrohr.

Eine bevorzugte Ausführung dieser Vorrichtung besteht erfindungsgemäss darin,.dass das Steigrohr und das Fallrohr Aeste einer vertikalen Rohrschleife von umgekehrter U-Form sind, dass das Steigrohr an seinem unteren Ende mit dem Dampfeinlass versehen ist und dass ein die beiden Aeste der Rohrschleife miteinander verbindender Rohrbogen den Dampfraum teilweise begrenzt.

Eine andere Ausführung der Vorrichtung besteht nach der Erfindung darin, dass das Steigrohr als Innenrohr im Fallrohr angeordnet ist, dass ein durch einen oberen Deckel des Fallrohres hindurchgeführtes Dampfeinlassrohr in das Steigrohr hineinragt und dass die oberen Enden des Steig- und Fallrohres sowie der Fallrohrdeckel den Dampfraum begrenzen.

Hierbei besteht eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung darin, dass das Steigrohr, das Fallrohr und das Dampfeinlassrohr kreisförmigen Querschnitt aufweisen und koaxial zueinander angeordnet sind.

Dadurch, dass beim erfindungsgemässen Verfahren der Dampf schon in die Schlammzuleitung vor dem Autoklaven eingeblasen wird, werden die beim eingangs genannten, bereits bekannten Verfahren auftretenden unerwünschten Konvektionsströmungen im Autoklaven, welche zu einer ungleichmässigen Schlammaufheizung führen und die Durchlaufzeit verfälschen, sicher vermieden, weil hierbei der Schlamm bereits mit der Konditioniertemperatur in den Autoklaven eintritt.

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Um nun aber die Dampfeintrittsstelle möglichst verstopfungssicher zu gestalten, darf die Dampfeintrittsöffnung nicht zu klein sein. Andererseits tritt dann aber die Gefahr auf₉ dass einzelne Dampfblasen unkondensiert durch die Schlammsäule aufsteigen und sich im Autoklaven oberhalb des Schlammes ansammeln. Infolge der hierbei nur noch geringen Kontaktfläche zwischen Dampf und Schlamm im Autoklaven würde dann aber der Dampf kaum mehr kondensieren. Da nun aber der Dampfdruck ca. 30% höher ist als der der Konditioniertemperatur entsprechende Sättigungsdruck, würde sich so über dem Schlamm ein Dampfpolster-steigenden Druckes bilden,, welches von Zeit zu Zeit abgelassen werden müsste, wenn der Konditionierbetrieb nicht beeinträchtigt werden baw. sogar zum Erliegen kommen soll. Damit würde aber die mit dem Ueberdruckdampf entweichende Wärme für den Konditionierprozess verlorengehen» Aber auch dieser Nachteil wird durch das erfindungsgemässe Verfahren sicher vermieden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung gemäss der Erfindung, welche auch das erfindungsgemässe Verfahren veranschaulichen, schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Vorrichtung mit Dampfeinblasung von unten, in

einer seitlichen Ansicht,
Pig, 2 einen Ausschnitt aus der Fig. 1, der die Bildung des Dampfkissens veranschaulicht, in vergrössertem

Massstab im vertikalen Längsschnitt, sowie Fig. 3 eine Vorrichtung mit Dampfeinblasung von oben, in einem vertikalen Längsschnitt.

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In Pig. 1 wird der Schlamm einem Autoklaven A über eine allgemein mit Z bezeichnete Schlammzuleitung zugeführt. Die Schlammzuleitung Z, welche einen unteren Schlammeinlass la aufweist, bildet mit einem Steigrohr 1 und einem Fallrohr 2 eine vertikale Rohrschleife U von umgekehrter U-Form und besitzt vor dem Steigrohr 1 der Rohrschleife U einen Dampfeinlass 3. Der vom eingeblasenen Dampf erhitzte Schlamm wird vom unteren Ende 2a des Fallrohres 2 über einen sich an die Rohrschleife U anschliessenden, vertikal nach oben geführten Rohrstrang St in den Autoklaven A eingeführt.

Derjenige Dampfanteil, der im Steigrohr 1 nicht kondensiert, wird mit der im Steigrohr 1 aufsteigenden Schlammsäule S^ in Form von Dampfblasen ebenfalls von unten nach oben geführt. Mit diesen Dampfblasen wird an der Wegumkehrstelle des Schlammes in der Rohrschleife U, d.h. dort, wo das Steigrohr 1 mit dem Fallrohr 2 durch einen 180 -Rohrbogen RB verbunden ist, ein Dampfkissen DK gebildet, wie dies in Fig. 2 veranschaulicht ist.

Fig. 2 zeigt, dass das Dampfkissen DK vor einer im Fallrohr abwärtswandernden Schlammsäule S_? in einem Dampfraum DR gebildet wird, welcher von dem Rohrbogen RB teilweise begrenzt wird. Durch das Dampfkissen DK, welches in den absteigenden Ast 2 der Rohrschleife U hineinreicht, wird dauernd der Schlamm aus der im Steigrohr 1 aufsteigenden Schlammsäule hindurchgeführt, bevor er in die abwärtswandernde Schlammsäule S_? gelangt. Da der Dampf des Dampfkissens DK ständig mit dem Schlamm von geringerer Temperatur als diejenige des Dampfes vermischt wird, kühlt sich der Schlamm ab und kondensiert, wodurch gewährleistet wird, dass keine Dampfblasen in den Autoklaven A eintreten und sich dort oberhalb des Schlammes ansammeln können, was bei der relativ kleinen Grenzschichtfläche zwischen Schlamm und Dampf im Autoklaven A wegen fehlender bzw. unzureichender Dampfkondensation zu einem steigenden Dampfdruck in dem sich

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oberhalb des Schlammspiegels im Autoklaven A bildenden Dampfpolster und damit zu der Notwendigkeit eines periodischen Ablassens von Dampf aus dem Autoklaven A und zugleich auch zu einem entsprechenden Wärmeverlust für den Konditionierprozess führen würde.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Verfahrens bzw. der seiner Durchführung dienenden Vorrichtung. Hier wird der Schlamm durch einen unteren Einlass la' in ein Steigrohr 1' - eingeführt und der Dampf von oben her im Gegenstrom zu der im Steigrohr 1' aufwärtssteigenden Schlammsäule S, in die Vorrichtung eingeblasen. Dazu dient ein Dampfeinlassrohr 3', welches koaxial zum Steigrohr 1' angeordnet ist und oben in das letztere hineinragt. Das Steigrohr l^r ist seinerseits koaxial innerhalb eines Fallrohres 2' angeordnet. Alle drei Rohre 1', 2' und 3' weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf. Auch hier wird wieder ein Dampfkissen DK' von den in der im Steigrohr 1' aufsteigenden Schlammsäule S-, ' aufwärtsgeführten Dampfblasen zwischen der aufsteigenden Schlammsäule S,¹ und der im Fallrohr 2' abwärtswandernden Schlammsäule S₂' gebildet, und zwar in einem mit DR' bezeichneten Dampfraum zwischen dem Innenrohr 1' und dem Aussenrohr 2'. Das Dampfeinlassrohr 3' ist dampfdicht durch einen oberen Fallrohrdeckel 2d hindurchgeführt, der den Dampfraum DR' ebenfalls begrenzt. Der im inneren Steigrohr 1' aufsteigende Schlamm überströmt einen oberen Rand R dieses Rohres und fällt durch das Dampfkissen DK' hindurch in die im äusseren Fallrohr 2' abwärtswandernde, durch den Dampf erhitzte Schlammsäule S«', die über einen unteren Schlammauslass 2a' einem in Fig. 3 nicht gezeigten Autoklaven zugeführt wird.

Wirkungsweise und Zweck des Dampfkissens DK' sind dieselben, wie sie zuvor bereits anhand der Fig. 2 in bezug auf das dortige Dampfkissen DK erläutert worden sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Dampfeinführung in thermisch zu konditionierenden Schlamm, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf in die Schlammzuleitung zum Autoklaven eingeblasen und der Schlamm in der Leitung zuerst von unten nach oben und daraufhin von oben nach unten und der DampfInnerhalb wenigstens eines Teiles der aufsteigenden Schlammsäule nach oben geführt wird und dass mit den aus der aufsteigenden Schlammsäule oben entweichenden Dampfblasen an der Wegumkehr des Schlammes vor der abwärtswandernden Schlammsäule ein Dampfkissen gebildet, durch dieses der Schlamm aus der aufsteigenden Schlammsäule hindurchgeführt und dabei der Dampf dauernd mit Schlamm von geringerer Temperatur als diejenige des Dampfes vermischt, dadurch abgekühlt und kondensiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf am unteren Ende der Schlammleitung in diese eingeblasen und in der aufsteigenden Schlammsäule von unten nach oben geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf am oberen Ende der Schlammleitung in diese eingeblasen und im Gegenstrom zu der aufsteigenden Schlammsäule von oben nach unten geführt wird.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mit einem unteren Schlammeinlass (la bzw. la') und einem Dampfeinlass (3 bzw. 3') versehenes Steigrohr (1 bzw. I¹) sowie ein mit diesem über einen Dampfraum (DR bzw. DR·) verbundenes, mit einem unteren Schlammauslass (2a bzw. 2a¹) versehenes Fallrohr (2 bzw. 2').

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigrohr (1) und das Fallrohr (2) Aeste einer vertikalen Rohrschleife (U) von umgekehrter U-Form sind, dass das Steigrohr (1) an seinem unteren Ende mit dem Dampfeinlass (3) versehen ist und dass ein die beiden Aeste (1, 2) der Rohrschleife (U) miteinander verbindender Rohrbogen (RB) den Dampfraum (DR) teilweise begrenzt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigrohr (I¹) als Innenrohr im Fallrohr (2¹) angeordnet ist, dass ein durch einen oberen Deckel (2d^!) des Fallrohres (2) hindurchgeführtes Dampfeinlassrohr (3¹) in das Steigrohr (1) hineinragt und dass die oberen Enden des Steig- und Fallrohres (1", 2') sowie der Fallrohrdeckel (2d') den Dampfraum (DR¹) begrenzen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigrohr (1'), das Fallrohr (2') und das Dampfeinlassrohr (3') kreisförmigen Querschnitt aufweisen und koaxial zueinander angeordnet sind.

Jr/cb 13.5.1970

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ORIGINAL INSPlCTSi