DE2038545C3 - Plant for the destruction of solid waste - Google Patents
Plant for the destruction of solid wasteInfo
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Description
6060
Das Hauptpatent betrifft eine Anlage zum Verchten von Festmüll mit einer Zerkleinerungseinchtung und einer Verbrennungseinrichtung, und die esonderheit der Anlage nach dem Hauptpatent beeht darin, daß die Verbrennungseinrichtung ein Bett aus inerten, bei den auftretenden Temperaturen unbrennbaren Partikeln enthält, an diese ein Abscheider für körniges Material angeschlossen ist, und eine Turbine vorgesehen ist, die mit in der Verbrennungseinrichtung erhitzten Gasen betrieben wird und mit der ein Kompressor gekoppelt ist, dessen Abluft der Verbrennungseinrichtung zugeführt wird, wobei die Abgasleitung der Turbine mit einem Trockner für den Müll verbunden ist.The main patent relates to a system for disintegrating solid waste with a shredding device and an incinerator, and the special feature of the system according to the main patent in that the incinerator is a bed of inert, incombustible at the temperatures involved Contains particles, to which a separator for granular material is connected, and a turbine is provided, which is operated with gases heated in the combustion device and with the a compressor is coupled, the exhaust air of which is fed to the combustion device, the exhaust pipe the turbine is connected to a dryer for the garbage.
Gemäß einer speziellen Ausbildung der Anlage nach dem Hauptpatent weist die Verbrennungseinrichtung Einrichtungen zum Verflüchtigen wenigstens eines Teils des zerkleinerten Mülls und zum Entfernen von gekörntem Material aus dem so erhaltenen Heizgas auf und ferner Einrichtungen, mit denen das Material verbrannt wird, das in der Verflüchtigungseinrichtung verflüchtigt wurde, wobei eine Koksverbrennungskammer die komprimierte Luft vom Kompressor und in der Verflüchtigungseinrichtung erzeugten Koks erhält und deren inerte Gasprodukte in die Verflüchtigungseinrichtung geschickt werden, und schließlich ist bei einer spezielleren Ausführungsform der Anlage nach dem Hauptpatent eine Einrichtung vorgesehen, mit der Klärschlamm in die Verbrennungseinrichtung eingeführt wird.According to a special design of the system according to the main patent, the combustion device Means for volatilizing at least a portion of the shredded waste and removing it of granular material from the heating gas thus obtained and also means with which the material is burned, which has been volatilized in the volatilizing device, wherein a coke combustion chamber the compressed air generated by the compressor and in the volatilizer Receives coke and their inert gas products are sent to the volatilizer, and Finally, in a more specific embodiment of the system according to the main patent, there is a device provided with the sewage sludge is introduced into the incinerator.
Es ir. bereits bekannt, organische Stoffe aus Abwasser durch die Verwendung von Aktivkohle zu entfernen. In der Praxis konnte Aktivkohle zur Abwasserreinigung jedoch nicht verwendet werden, weil die Kosten für die Herstellung von Aktivkohle für diesen Zweck viel zu hoch sind (USA.-Patentschrift 3 244621).It is already known to use organic matter from wastewater by using activated charcoal to remove. In practice, activated carbon could be used for wastewater purification however, not used because of the cost of producing activated carbon for this Purpose are far too high (U.S. Patent 3 244621).
Es ist ferner bekannt, Klärschlamm abzupressen und unter Luftabschluß bei Temperaturen über 600° zu Schwelkoks zu schwelen und diesen Schwelkoks mit den zu reinigenden Abwässern in Berührung zu bringen. Das Abpressen des Klärschlamms und das Verschwelen desselben stellen zwei zusätzliche, mit Aufwand verbundene Arbeitsvorgänge dar, die auch zusätzliche Energie benötigen. Theoretisch kann zwar die für die Verdampfung des Restwassers und das Verschwelen erforderliche Energie aus dem Schwelgas gedeckt werden, für das Abpressen wird jedoch auf jeden Fall zusätzliche Energie benötigt, und zusätzliche Energie muß auf jeden Fall auch für den Fall bereitstehen, daß die Energie aus dem Schwelgas nicht ausreicht (deutsche Offenlegungsschrift 1459457).It is also known to squeeze sewage sludge and with the exclusion of air at temperatures above 600 ° to smolder to smoldering coke and to bring this smoldering coke into contact with the wastewater to be cleaned bring. The pressing of the sewage sludge and the smoldering of the same are two additional, with Effort-related work processes that also require additional energy. In theory it can the energy required for the evaporation of the residual water and the smoldering from the carbonization gas are covered, but for pressing in any case additional energy is required, and additional In any case, energy must also be available in the event that the energy from the carbonization gas does not sufficient (German Offenlegungsschrift 1459457).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnte spezielle Ausführungsform der Anlage nach dem Hauptpatent in der Weise weiter zu bilden, daß nicht nur die Klärschlammbeseitigung, sondern die gesamte Abwasseraufbereitung in der Anlage erfolgen kann, wobei von sowieso im Rahmen der Anlage anfallenden Stoffen und Energieformen Gebrauch gemacht wird.The invention is based on the object of the aforementioned special embodiment of the plant to develop the main patent in such a way that not only the sewage sludge disposal, but the entire wastewater treatment can take place in the plant, from anyway within the scope of the plant accruing substances and forms of energy are used.
Diese Aufgabe wird bei der speziellen Ausführungsform der Anlage nach dem Hauptpatent dadurch gelöst, daß zur gleichzeitigen Abwasserreinigung eine Einrichtung vorgesehen ist, um wenigstens einen Teil des in der Verflüchtigungseinrichtung erzeugten Kokses mit Abwasser zu vermischen und dadurch Verunreinigungen aus dem Wasser zu adsorbieren, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um den mit den Verunreinigungen beladenen Koks aus dem Wasser zu entfernen und der Anlage wieder zuzuführen.This task is achieved in the special embodiment of the system according to the main patent solved that a device is provided for simultaneous waste water purification to at least a part of the coke produced in the volatilization device to mix with wastewater and thereby impurities to adsorb from the water, and that means are provided to deal with the impurities to remove loaded coke from the water and to feed it back into the plant.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden die Einrichtungen, mit denen der mit Verunreinigungen beladene Koks der AnlageAccording to a particularly advantageous embodiment of the invention, the devices with which the contaminated coke of the plant
vieder zugeführt wird, mit dem Eingang der Verlüchtigungseinrichtung verbunden, um den verunreiiigten Koks zu reaktivieren, so daß dieser wieder zur Verfügung steht. Vorteilhafterweise werden dann Einrichtungen vorgesehen, um einen Teil des reaktivierten Kokses in die Kohle verbrennungskammer :inzuleiten, so daß dieser zur Energiegewinnung zur Verfügung steht. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Anlage nach dem Hauptpatent enthält das Partikelbett Dolomit- oder Kalk-Partikeln, und bei einer solchen Anlage kann gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung im Anschluß an die Koksentfernungseinrichtung eine Kalk-Klär-Vorrichtung vorgesehen werden, der Kalk aus der Asche des Partikelbetts zugeführt wird und deren Ausflockungen der Anlage wieder zugeführt werden. Bei dieser Ausbildung der Erfindung wird das Abwasser so weit gereinigt, däB es entweder ohne Bedenken dem natürlichen Oberflächenwasser wieder zugeführt werden kann, oder sogar nach einem einfachen Aufbereitungsvorgang durch Destillieren und Sterilisieren wieder zu Trinkwasser aufbereitet werden kann.is fed back to the input of the validation device connected to reactivate the contaminated coke so that it can be used again Available. Devices are then advantageously provided to a part of the reactivated Coke in the coal combustion chamber: to be fed in so that it can be used to generate energy Available. According to a particularly advantageous design of the system according to the main patent contains the particle bed dolomite or lime particles, and in such a system can according to a particularly advantageous embodiment of the invention following the coke removal device a lime clarifier can be provided, the Lime is fed from the ash of the particle bed and its flocculants are fed back into the system will. In this embodiment of the invention, the wastewater is cleaned to such an extent that it is either can be returned to the natural surface water without hesitation, or even after one simple reprocessing process by distilling and sterilizing it to make drinking water again can be.
Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen beschrieben werden. In der Zeichnung zeigtIn the following, the invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawing to be discribed. In the drawing shows
Fig. 1 eine Blockdarstellung einer Müllvernichtungsanlage mit Abwasserreinigung nach der Erfindung, Fig. 1 is a block diagram of a waste destruction plant with wastewater treatment according to the invention,
Fig. 2 eine Blockdarstellung einer Müllvernichtungsanlage mit Abwasserreinigung nach der Erfindung, bei der das Wasser so weit gereinigt wird, daß es wieder als Trinkwasser verwendbar ist,Fig. 2 is a block diagram of a waste destruction plant with wastewater treatment according to the invention, in which the water is purified to such an extent that it can be used again as drinking water,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Anlage nach Fig. 1,3 shows a schematic representation of the system according to FIG. 1,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Verflüchtigungs-Aktivierungscinrichtung, wie sie in der Anlage nach Fig. 3 verwandt wird,4 shows a schematic representation of an embodiment of a volatilization activation device, as it is used in the system according to Fig. 3,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer Verflüchtigungseinrichtung,5 shows a schematic representation of another embodiment of a volatilization device,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Verflüchtigungseinrichtung und6 shows a schematic representation of a further embodiment of a volatilization device and
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Destillationsstufe. 7 shows a schematic representation of a distillation stage.
In Fig. 1 ist in Form einer Blockdarstellung eine Müllvernichtungsanlage für eine Stadt dargestellt, mit der fester Müll vernichtet und das Abwasser bis zu dem Reinheitsgrad der Ströme oder Flüsse gereinigt werden kann, in die das Abwasser abgelassen wird. Die Reinigung wird mit Hilfe eines Aktivkohleabsorptionsverfahrens in Verbindung mit einem Kalkklärverfahren durchgeführt. Die Aktivkohle wird in Form von Koks aus dem festen Müll gewonnen. Da Abfall weitgehend aus Papier und Papierprodukten besteht, enthält er annähernd 7% gebundenen Kohlenstoff oder Kohle. Der für die Klärung erforderliche Kalk wird aus der Abfallasche gewonnen, die 12% Calziumoxyd- und Magnesiumoxydgemisch oder Kalk enthält.In Fig. 1, a waste destruction plant for a city is shown in the form of a block diagram, with the solid waste is destroyed and the wastewater is purified to the level of purity of the streams or rivers into which the sewage is drained. The cleaning is done with the help of an activated carbon absorption process carried out in connection with a lime clarification process. The activated carbon is extracted from solid waste in the form of coke. There Waste consists largely of paper and paper products, it contains approximately 7% bound carbon or coal. The lime required for clarification is obtained from the waste ash, which contains 12% Contains calcium oxide and magnesium oxide mixture or lime.
Der in das System gelangende feste Müll wird in der Verflüchtigungs-Aktivierungseinrichtung 10 in Abwesenheit von Luft erhitzt, um Brennstoffgas und Koks als Aktivkohle zu erzeugen. Das Brennstoffgas wird zur Erzeugung von elektrischer Energie in die Gasturbine 11 eingeleitet, während beträchtliche an Abfallwärme für andere Zwecke verfügbar gemacht werden können. Die Aktivkohle wird in pulverisierter Form in dem Mischer 12 mit einlaufendem Abwasser gemischt.The solid waste entering the system is in the volatilization activation device 10 in In the absence of air, heated to produce fuel gas and coke as activated carbon. The fuel gas is introduced to generate electrical energy in the gas turbine 11, while considerable waste heat can be made available for other purposes. The activated carbon is in powdered form mixed in the mixer 12 with the incoming wastewater.
Aus der Asche der Verbrennungskammer der Verflüchtigungseinrichtung 10 ausgesonderter Kalk wird der Kalkkläreinrichtung 13 zugeführt, in der die suspendierten Feststoffe, Phosphate und verschmutzter Koks aus dem Ablaufwasser entfernt werden. Diese Stoffe werden alle in Form eines flockigen Nieder-Schlages wiedergewonnen, der mit neuem festem Müll zu der Verflüchtigungseinrichtung 10 zurückgeführt wird, um die Verunreinigungen auf dem Koks zu verflüchtigen, den Koks in einen erneuten Umlauf zu bringen und den Kalk für eine erneute Verwendung zu kalzinieren. Aus der Verflüchtigungseinrichtung wird sterile Asche ausgetragen. Das die Kläreinrichtung 13 verlassende Ablaufwasser wird durch einen Filter und einen Luftstripper 14 (wobei der letztere zur Entfernung von Ammoniak dient) geleitet, bevor es abgelassen wird.From the ashes of the combustion chamber of the volatilization facility 10 separated lime is fed to the lime clarifier 13, in which the suspended Solids, phosphates and contaminated coke are removed from the drainage water. This Substances are all recovered in the form of a flaky precipitate, that of new solid garbage is returned to the volatilizer 10 to volatilize the impurities on the coke, recycle the coke and recycle the lime to calcine. Sterile ash is discharged from the volatilization device. That the clarifier 13 leaving drain water is passed through a filter and an air stripper 14 (the latter used to remove ammonia) before it is drained.
Bei dieser Abwasserreinigung, die im einzelnen noch weiter unten beschrieben werden soll, werden aus dem Wasser, das bereits in einer herkömmlichen ersten und zweiten Anlage vorbehandelt worden ist, im wesentlichen alle Verunreinigungen entfernt. Mit einem derartigen System wird, wenn es unter optimalen Bedingungen arbeitet, aus den Roh-Fäkalien ein Ablaufwasser von derselben hohen Qualität erzeugt, wodurch eine herkömmliche Anlage überflüssig wird.In this wastewater treatment, which will be described in detail below, are from the water that has already been pretreated in a conventional first and second system, substantially all contaminants removed. With such a system it will when it is under optimal Conditions are working, from the raw faeces an effluent water of the same high quality is generated, which makes a conventional system superfluous.
Diese Wasserbehandlung, die im einzelnen weiter unten im Zusammenhang mit einer Anlage zur Vernichtung von festem Müll beschrieben werden soll, eignet sich besonders zur Reinigung von Großstadtabwässern. This water treatment, which is described in detail below in connection with a plant for destruction of solid waste is to be described, is particularly suitable for cleaning urban sewage.
In Fig. 2 ist eine Anlage dargestellt, die der nach Fig. 1 ähnlich ist mit der Ausnahme, daß das Wasser bis zu dem Grad gereinigt wird, daß es im Haushalt wieder verwendbar ist. Wie in der in Fig. 1 dargestellten Anlage wird der feste Müll in ein Brennstoffgas und Koks zerlegt; der Koks wird mit dem Abwasser vermischt, um Verunreinigungen zu adsorbieren, und mit den daran haftenden Verunreinigungen entfernt. Der verunreinigte Koks wird sodann zu einer sterilen Asche verbrannt, wobei der Verbrennungseinrichtung Wärme zugeführt wird.In Fig. 2, a system is shown which is similar to that of Fig. 1 with the exception that the water cleaned to the extent that it is reusable in the home. As in the one shown in FIG The plant decomposes the solid garbage into a fuel gas and coke; the coke goes with the sewage mixed to adsorb impurities, and removed with the impurities adhering thereto. The contaminated coke is then burned to sterile ash using the incinerator Heat is supplied.
Zur tatsächlichen Regenerierung von Abwasser zu Trinkwasser ist es erforderlich, daß der Mineralgehalt erniedrigt wird und daß die krankheitserregenden Organismen abgetötet oder unschädlich gemacht w~rden. Durch eine Behandlung, bei der eine Adsorption mit Hilfe von Aktivkohle durchgeführt wird, werden nicht die Mineralien sondern bestimmte Bakterien und Viren entfernt. In einer Destillations- und Sterilisationsstufe 15 werden Mineralien entfernt und schädliche Mikroorganismen abgetötet. Die Turbine 11 wird als Antrieb für den Dampfkompressor in dem Destillationssystem verwandt.For the actual regeneration of wastewater to drinking water, it is necessary that the mineral content is lowered and that the pathogenic organisms would be killed or rendered harmless. Through a treatment in which adsorption is carried out with the aid of activated carbon not the minerals but certain bacteria and viruses. In a distillation and sterilization stage 15 minerals are removed and harmful microorganisms are killed. The turbine 11 is used to drive the vapor compressor in the distillation system.
Annähernd die Hälfte des gereinigten Wassers wird destilliert, um den Mineralgehalt herabzusetzen. Der Teil des Wassers, der nicht destilliert wird, wird durch Abfallwärme auf 110° C erhitzt, um ihn zu sterilisieren. Die Mineralien werden in Form einer konzentrierten Lösung entfernt, wobei annähernd 22,7 1 pro Tag und pro Person erzeugt werden.Almost half of the purified water is distilled to reduce the mineral content. the Part of the water that is not distilled is heated to 110 ° C by waste heat in order to sterilize it. The minerals are removed in the form of a concentrated solution, with approximately 22.7 1 per Day and per person.
Das regenerierte Wasser wird wieder in das Stadtleitungswassernetz zurückgeleitet, und dieses Wasser deckt etwa 75% des Wasserbedarfs, was von Verdampfungsverlusten in dem Arbeitskreislauf abhängt.The regenerated water is fed back into the city mains water network returned, and this water covers about 75% of the water demand, which is from evaporation losses depends in the working cycle.
Mit diesem System kann somit aus dem Verkauf von Trinkwasser eine Einnahme erzielt werden, um teilweise die Betriebskosten zu decken.With this system, an income can be obtained from the sale of drinking water, to some extent to cover operating costs.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, weist die Anlage im einzelnen eine Müllaufnahme-, Zerkleinerungs- und Trocknungseinrichtung 16. eine Verflüchtigungs-Aktivierungseinrichtung 10, eine Kompressor-Turbinenanlage 11. einen elektrischen Generator 17, eine Anlage 12 zur Behandlung des Wassers mit Aktivkohle, eine Kalkkläranlage 13 und eine Anlage 14 mit einem Filter und einem Luftstripper auf.In Fig. 3, an embodiment of the present invention is shown. As shown in the drawing too can be seen, the system has in detail a garbage pick-up, shredding and drying device 16. a volatilization activation device 10, a compressor-turbine system 11. a electric generator 17, a plant 12 for treating the water with activated carbon, a lime treatment plant 13 and a system 14 with a filter and an air stripper.
Die Vernichtung des festen Mülls erfolgt grundsätzlich in der gleichen Weise wie bei der Anlage nach dem Hauptpatent.The solid waste is basically destroyed in the same way as with the plant after the main patent.
Die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen erfolgt in drei bestimmten Phasen. In der ersten Phase, die als Verflüchtigung bezeichnet wird, wird das Material erhitzt, wodurch eine Zersetzung der Kohlenwasserstoffe in Kohlenwasserstoffgase bewirkt wird. Sodann werden diese Gase in einer Gasphasenreaktion oxydiert. Schließlich wird die nach der Verflüchtigung zurückbleibende feste, kohlenstoffhaltige Kohle (Koks) oxydiert. Diese drei Prozesse treten nahezu unabhängig in allen Verbrennungsprozessen auf.The combustion of hydrocarbons takes place in three distinct phases. In the first phase that What is known as volatilization, the material is heated, causing a decomposition of the hydrocarbons is effected in hydrocarbon gases. These gases are then oxidized in a gas phase reaction. Finally, the solid, carbonaceous coal (coke) that remains after volatilization oxidized. These three processes occur almost independently in all combustion processes.
Bei der in der Anlage nach Fig. 3 verwandten Verflüchtigungseinrichtung, die detaillierter in Fig. 4 dargestellt ist, verläuft jede Phase an einer getrennten Stelle. Der zerkleinerte und getrocknete feste Müll wird zuerst aus einer Leitung 35 in eine Verflüchtigungseinrichtung 34 eingeschleudert, in der die erste Phase, nämlich die Verflüchtigung, stattfindet. Die in der Einrichtung 34 erzeugten brennbaren Kohlenwasserstoffgase dienen als gasförmiger Brennstoff für die Gasturbine 11, in der in den Gasturbinenbrennern 36 eine in der Gasphase verlaufende Oxydation durchgeführt wird Die notwendige Wärme wird durch einen Wärmeaustausch mit heißen inerten Gasen erhalten. Diese heißen inerten Gase (über 1650° C) werden getrennt in einer Verbrennungskammer 37 erzeugt, in der in der dritten Phase der feste Koks, der von der Verflüchtigungseinrichtung herkommt, mit Luft oxydiert wird, die vom Kompressorteil 29 der Gasturbine 11 abgezapft wird. Die abgezapfte Luft, die von dem Gasturbinenkompressor in die Verbrennungskammer 37 eingeleitet wird, wird in einem Überverdichter 38 (annähernd 5% der Gasturbinenströmungsmenge) komprimiert, was zum Ausgleich von Druckverlusten sowohl in der Verbrennungskammer 37 als auch der Verflüchtigungseinrichtung 34 dient.In the case of the volatilization device used in the system according to FIG. 3, which is shown in more detail in Figure 4, each phase proceeds on a separate one Job. The crushed and dried solid waste is first discharged from a line 35 into a volatilizing device 34 thrown in, in which the first phase, namely volatilization, takes place. In the the device 34 generated combustible hydrocarbon gases serve as gaseous fuel for the gas turbine 11, in which an oxidation proceeding in the gas phase in the gas turbine burners 36 The necessary heat is obtained through heat exchange with hot inert gases. These hot inert gases (above 1650 ° C.) are separated in a combustion chamber 37 in which, in the third phase, the solid coke coming from the volatilization device, is oxidized with air which is drawn off from the compressor part 29 of the gas turbine 11. The tapped Air introduced into the combustion chamber 37 from the gas turbine compressor is in one Supercharger 38 (approximately 5% of the gas turbine flow rate) compresses what to compensate of pressure losses both in the combustion chamber 37 as well as the volatilization device 34 is used.
Die in der Zeichnung dargestellte Verflüchtigungseinrichtung 34 weist ein Wirbelschichtbett aus Sand oder anderen inerten Partikeln 39 auf, das von einer nach abwärts gerichteten, konischen, porösen Einspritzplatte 40 gehalten wird, die an der konischen Spitze geöffnet ist. Wie bei der Anlage nach dem Hauptpatent wird abgeriebenes feines; Kohlematerial (Koks) aus dem Bett herausgetragen und sodann durch die Partikelkollektoren 41 abgetrennt.The volatilization device 34 shown in the drawing has a fluidized bed of sand or other inert particles 39 deposited from a downwardly facing, conical, porous injection plate 40 is held, which is open at the conical tip. As with the plant after the Main patent is rubbed fine; Coal material (coke) carried out of the bed and then separated by the particle collectors 41.
Die Partikelkollektoren 41 sind eine Kombination aus die Trägheitskraft ausnutzenden Trenneinrichtungen 43, denen elektrostatische Abscheider 44 oder Mattenfilter (nicht dargestellt) folgen. Die Trägheitstrenneinrichtungen 43 entfernen alles mit Ausnahme der kleinsten Partikel, und diese werden durch die elektrostatischen Abscheider 44 oder ein Mattenfilter (nicht dargestellt) entfernt, bevor die heißen Gase der Turbine 11 zugeleitet werden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Trägheitstrenneinrichtungen so ausgebildet, daß Koksteilchen, die kleiner als 30 μιη sind, in die Leitung 42 zu der Verbrennungskammer 37 gelangen, während die Koksteilchen mit einer Größe von 30 μπι und größer durch eine Leitung 45 zu einer Aktiviereinrichtung 46 abgeleitet werden.The particle collectors 41 are a combination of separating devices which utilize the inertial force 43, followed by electrostatic precipitators 44 or mat filters (not shown). The inertial separators 43 remove everything except the smallest particles, and these are removed by the electrostatic precipitator 44 or a mat filter (not shown) removed before the hot gases of the Turbine 11 are fed. In one embodiment of the invention, the are inertial separators designed so that coke particles which are smaller than 30 μm enter the line 42 to the combustion chamber 37 get, while the coke particles with a size of 30 μπι and larger by a Line 45 can be derived to an activation device 46.
Von den größeren Koksteilchen, die aus der Verflüchtigungseinrichtung in die Aktivierungseinrichtung 46 abgelenkt werden, ist bereits ein Teil aktiviert. Von dem Teil des Kokses, der in die Aktiviereinrichtung eingeleitet wird und noch nicht aktiviert ist, wird im wesentlichen alle Kohle dadurch aktiviert, daß die Kohlenwasserstoffe ausgetrieben werden und die Oberfläche wahlweise oxydiert wird.From the larger particles of coke coming from the volatilizer are deflected into the activation device 46, a part is already activated. From that part of the coke that is introduced into the activation device and has not yet been activated, is essentially all coal activated by driving off the hydrocarbons and the Surface is optionally oxidized.
In der Aktivierungseinrichtung 46 ist ein inertes Wirbelschichtbett aus Sand oder einem ähnlichen Material 55 vorgesehen, das durch heißes Gas auf der gewünschten Aktivierungstemperatur (649° C bis 982° C) gehalten wird. Das heiße Gas wird über eine Leitung 56 aus der Verbrennungskammer 52 abgezapft, die das Wirbelschichtbett der Verflüchtigungseinrichtung mit heißem Gas versorgt; dieses Gas enthält hauptsächlich Kohlendioxyd und Stickstoff auf einer Temperatur von 1650° C. Durch das Gas werden die inerten Partikeln des Bettes 55 aufgeheizt, durch die hinwiederum die Wärme an die Koksteilchen weitergegeben wird, um den endothermen Aktivierungsprozeß ablaufen zu lassen. Es findet eine schnelle Aktivierung statt, da der Wärmeübergang von dem Bett auf den Koks lOmal grüßer ist als er sein würde, wenn die Wärme direkt von einem heißen Gas auf den Koks übertragen würde.In the activation device 46 is an inert fluidized bed made of sand or a similar material 55 provided that by hot gas at the desired activation temperature (649 ° C to 982 ° C). The hot gas is drawn off from the combustion chamber 52 via a line 56, which supplies the fluidized bed of the volatilization device with hot gas; contains this gas mainly carbon dioxide and nitrogen at a temperature of 1650 ° C. By the gas become the inert particles of the bed 55 are heated, which in turn transfers the heat to the coke particles is passed on to allow the endothermic activation process to take place. It finds one rapid activation takes place, since the heat transfer from the bed to the coke is 10 times greater than it is would be if the heat were transferred directly from a hot gas to the coke.
Die Zusammensetzung des heißen Gases aus der Verbrennungskammer 52 kann durch den Zusatz von Wasserdampf oder Luft über die Leitung 56' gegebenenfalls geändert werden, um die geeignete Oxydierungsatmosphäre für den Aktivierungsprozeß zu schaffen.The composition of the hot gas from the combustion chamber 52 can be determined by the addition of Steam or air via line 56 'may optionally be changed to provide the appropriate oxidizing atmosphere to create for the activation process.
Die Koksteilchen werden von der Verflüchtigungseinrichtung in der Nähe des unteren Endes des Bettes 55 eingeführt. Nach dem Durchgang durch das Bett 55 werden die Koksteilchen abgezogen und in dem Partikelkollektor 57 gesammelt, worauf die Koksteilchen fertig für die Aufbereitung des Abwassers sind. Bei dem Durchgang der Teilchen durch das Wirbelschichtbett 55 tritt eine gewisse Größenverminderung auf Grund des Abriebes durch das Bett auf.The coke particles are released from the volatilizer near the bottom of the bed 55 introduced. After passing through bed 55, the coke particles are withdrawn and placed in the Particle collector 57 collected, whereupon the coke particles are ready for the treatment of the wastewater. As the particles pass through the fluidized bed 55, some size reduction occurs due to abrasion through the bed.
Die aus der Aktivierungseinrichtung 46 kommenden heißen Gase enthalten Kohlenwasserstoffbrennstoffgase und Kohlenmonoxyd. Diese Gase werder in die Brenner der Gasturbine 11 über eine Leitung 58 eingeführt, und der aktivierte Koks wird über eine Leitung 59 an einen Vorratstank 60 abgeführt.The hot gases from the activator 46 contain hydrocarbon fuel gases and carbon monoxide. These gases are fed into the burner of the gas turbine 11 via a line 58 introduced, and the activated coke is discharged via a line 59 to a storage tank 60.
In einigen Anwendungsfällen können die Bedingungen in der Verflüchtigungseinrichtung so einge stellt werden, daß diese direkt Aktivkohle erzeugt, se daß bestimmte oder alle Aktivierungsvorrichtunger wegfallen können.In some applications, the conditions in the volatilization device can be changed in this way that this directly generates activated carbon, se that certain or all activation devices can be omitted.
Das in die Anlage einfließende Abwasser kann di rekt aus einem Abwasserkanal als Rohabwasser, au; einer ersten Vorbehandlungsanlage, in der die größe ren Teilchen bereits entfernt worden sind, oder au; einer ersten und zweiten Vorkläranlage kommen Wenn man annimmt, daß das Abwasser als Rohab wasser ankommt, so tritt es über die Leitung 70 iiThe wastewater flowing into the system can directly from a sewer as raw sewage, au; a first pretreatment plant in which the larger particles have already been removed, or au; If one assumes that the wastewater as Rohab water arrives, it occurs via line 70 ii
die Anlage und in einen ersten Rost 71 ein. Dieser Rost ist eine Vorrichtung mit hoher Strömung, mit der alle suspendierten oder schwimmenden Festteilchen entfernt werden können, die größer als 0,155 cm sind. Die herausgesiebten Festteilchen werden getrocknet und sodann direkt dem festen Müll zugeschlagen, und gewöhnlich bilden diese Festteilchen weniger als 1% des festen Mülls.the system and into a first grate 71. This grate is a high flow device, with which can remove any suspended or floating solid particles larger than 0.155 cm are. The solid particles that are sieved out are dried and then added directly to the solid waste, and usually these solid particles constitute less than 1% of the solid waste.
Obgleich ein erster Absetztank verwandt werden könnte, wird vorzugsweise ein erster Rost verwandt, to da der Aufbau für einen Rost wesentlich kompakter als ein großer erster Absetztank ist. Die Wirksamkeit eines Rostes hängt von der Feinheit der Öffnungen, der Geschwindigkeit, mit der das Wasser durch die Öffnungen strömt, und den physikalischen Eigenschäften der Festteilchen in dem Wasser ab, wenn diese auf den Rost treffen.Although a first settling tank could be used, a first grate is preferably used, to because the structure for a grate is much more compact than a large first settling tank. The effectiveness A grate depends on the delicacy of the openings, the speed with which the water passes through the Openings flows, and the physical properties of the solid particles in the water when these hit the grate.
Der sich drehende scheibenförmige Rost 72 ist auf einer Achse befestigt, die um 10° bis 25° gegen die Senkrechte geneigt ist, so daß lediglich der untere Teil des Rostes in das Wasser eintaucht. Wenn sich der Rost dreht, werden die abgefangenen Festteilchen aus dem Wasser herausgehoben. Die Festteilchen, die sich auf dem Rost 72 ansammein, werden kontinuierlich entfernt. Dies geschieht durch Abkratzen der Festteilchen und mit Hilfe eines Wasserstrahls oder durch ein Auswaschen in entgegengesetzter Richtung mit Hilfe von Luft oder Dampf. Der Rost kann aus einem gewebten Sieb aus korrosionsfestem Stahl mit einer lichten Maschenweite bis hinab zu 0,25 mm, gelochten Platten mit Löchern bis hinab zu 0,112 cm oder aus einer Vorrichtung mit Keilschlitz bestehen, die aus parallelen dünnen Stangen hergestellt ist, die in Schlitze in einer Reihe von U-Stangen eingesetzt sind. Übliche Schlitzöffnungen liegen im Bereich von 0,025 cm bis 0,63 cm. Gegebenenfalls kann ein herkömmlicher trommeiförmiger Rost an Stelle des scheibenförmigen Rostes verwandt werden, um die anfängliche Filterung durchzuführen.The rotating disc-shaped grate 72 is mounted on an axis that is 10 ° to 25 ° against the Vertical is inclined so that only the lower part of the grate is immersed in the water. If the When the rust rotates, the trapped solid particles are lifted out of the water. The solid particles that are accumulated on the grate 72 are continuously removed. This is done by scraping off the solid particles and with the help of a water jet or by washing in the opposite direction Help from air or steam. The grate can consist of a woven stainless steel sieve with a clear mesh size down to 0.25 mm, perforated plates with holes down to 0.112 cm or from consist of a wedge-slot device made of parallel thin rods inserted in Slots are used in a number of U-bars. Usual slot openings are in the range of 0.025 cm to 0.63 cm. If necessary, a conventional drum-shaped grate can be used in place of the disc-shaped grate can be used to perform the initial filtering.
Das durch den Rost gelaufene Abwasser fließt über die Leitung 73 zu einem eine erste bzw. eine zweite Stufe bildenden Tank 74 bzw. 75, in denen pulverisierte Aktivkohle mit Hilfe von Rührern 76 mit dem Abwasser vermischt wird, um die lösbaren organischen Stoffe zu entfernen. Der pulverisierte Koks, der zu Anfang aus dem Vorratstank 60 in den Tank 75 eingeführt worden ist. wird aus dem Ablaufwasser aus dem Mischtank 75 in der zweiten Stufe durch eine Trägheitstrenneinrichtung 77 entfernt und über die Leitung 78 zurück in den Tank'74 der ersten Stufe in Umlauf gebracht. Dem Abwasser werden, wenn dieses in den Mischtank 74 der ersten Stufe einfließt, annähernd 400 mg pro Liter pulverisierte Aktivkohle von der Trägheitstrenneinrichtung 77 aus zugesetzt. In diesem Tank 74 der ersten Stufe wird die nur leicht verbrauchte Aktivkohle sorgfältig mit dem ankommenden Abwasser gemicht, damit sie in maximalen Kontakt mit dem Abwasser kommt; in dem dargestellten Beispiel beträgt die Verweilzeit in dem Tank der ersten Stufe annähernd 15 Minuten.The wastewater that has run through the grate flows via line 73 to a first and a second one, respectively Level forming tank 74 and 75, in which powdered activated carbon with the help of stirrers 76 with the Sewage is mixed to remove the soluble organics. The powdered coke that is initially introduced from the storage tank 60 into the tank 75. is made from the drain water the mixing tank 75 in the second stage is removed by an inertial separator 77 and via the Line 78 circulated back into the first stage tank '74. The sewage will be if this flows into the first stage mixing tank 74, approximately 400 mg per liter of powdered activated carbon from the inertia separator 77 added. In this first stage tank 74, it is only light used activated carbon carefully mixed with the incoming wastewater so that they are in maximum Comes into contact with sewage; in the example shown, the residence time in the tank is the first stage approximately 15 minutes.
Das Ablaufwasser von der ersten Stufe wird durch eine hochwirksame Trägheitstrenneinrichtung 79 geleitet, in der ein großer Teil der Aktivkohle, die 35% ihres Gewichtes an löslichen organischen Stoffen adsorbiert hat, aus dem Strom entfernt wird. Die pulverisierte Aktivkohle, die in die erste Stufe eingeführt und entfernt wird, besitzt annähernd einen Durchmesser von 30 μτη oder größer. Die Trennvorrichtung 79, die strömungsunterhalb des Tanks 74 der ersten Stufe angeordnet ist und in der der Hauptteil des Kokses entfernt wird, entfernt auch einen großen Teil der absetzbaren Feststoffe, die nicht von dem Hauptrost 71 abgefangen wurden. Der verschmutzte Koks und die entfernten, absetzbaren Festteilchen werden durch die Leitung 80 in die Zentrifuge 81 geleitet, in der sie als entwässerter Schlamm abgetrennt und zu der Trocknungsvorrichtung 23 für den festen Müll transportiert werden.The effluent water from the first stage is passed through a highly effective inertial separator 79 which removes a large portion of the activated carbon, which has adsorbed 35% of its weight in soluble organic matter, from the stream. The pulverized activated carbon that is introduced and removed in the first stage has a diameter of approximately 30 μm or larger. The separator 79, located upstream of the first stage tank 74 and in which the majority of the coke is removed, also removes a large portion of the settable solids that were not captured by the main grate 71. The contaminated coke and the removed, settable solid particles are passed through the line 80 into the centrifuge 81, in which they are separated as dewatered sludge and transported to the drying device 23 for the solid waste.
Das Ablaufwasser aus der Trägheitseinrichtung 79 wird in den Tank 75 der zweiten Stufe für eine Vermischung des Abwassers mit Koks eingeführt, in den annähernd 400 mg pro Liter oder mehr frische Aktivkohle, die aus Abfall hergestellt worden ist, aus dem Vorratstank 60 eingeführt und mit dem teilweise gereinigten Abwasser vermischt wird. Während der Hauptteil der Aktivkohle einen Feinheitsgrad von 30 μπι oder größer aufweist, so ist einiges Material auch wesentlich feiner. Die Verweilzeit in diesem Tank der zweiten Stufe beträgt ebenfalls annähernd 15 Minuten; an dieser Stelle sind nahezu alle löslichen organischen Stoffe von der Aktivkohle adsorbiert worden.The drain water from the inertia device 79 is sent to the second stage tank 75 for mixing of the wastewater introduced with coke, in which approximately 400 mg per liter or more of fresh activated carbon, which has been made from waste, introduced from the storage tank 60 and with the partially cleaned Wastewater is mixed. While the main part of the activated carbon has a degree of fineness of 30 μπι or larger, some material is also much finer. The dwell time in this Second stage tank is also approximately 15 minutes; at this point almost all are soluble organic matter has been adsorbed by the activated carbon.
Beim Verlassen des Tanks 75 der zweiten Stufe entfernt die Trägheitstrenneinrichtung 77 die Koksteilchen, die eine Größe von 30 μπι oder größer haben, und führt sie zurück zu dem Tank 74 der ersten Stufe. Die sehr feinen Koksteilchen bleiben in dem Wasser. Das teilweise gereinigte Abwasser, das seine ursprünglichen Verunreinigungen an suprakolloidalen und kolloidalen Feststoffteilchen ebenso wie die in diesem Größenbereich liegenden Aktivkohleteilchen enthält, wird über die Leitung 82 in die Kalkkläranlage 13 gepumpt.Upon exiting the second stage tank 75, the inertial separator 77 removes the coke particles, which have a size of 30 μm or larger, and leads them back to the tank 74 of the first Step. The very fine coke particles remain in the water. The partially purified wastewater, his original impurities on supracloidal and colloidal solid particles as well as the contains activated carbon particles lying in this size range, is fed via line 82 into the lime treatment plant 13 pumped.
Eine typische Ausführungsform einer Trägheitstrenneinrichtung, wie sie verwandt wird, um die Koksteilchen mit einer Größe von 30 μπι oder größer strömungsunterhalb der Mischtanks zu entfernen, weist viele kleine Trägheitstrennröhren mit einem Durchmesser von 2,5 cm auf Das Wasser und die Koksteilchen werden durch Einlaßführungsflügel verwirbelt; der Koks, der das zweifache spezifische Gewicht des Wassers besitzt, wird gegen die Außenwand gepreßt, abgebremst und an dem unteren Ende mit vielleicht 1 % oder weniger der Gesamtflußmenge entfernt. Das reine Wasser tritt aus der Mitte des Rohrs aus.A typical embodiment of an inertial separator as used to remove the coke particles with a size of 30 μπι or larger flow below To remove the mixing tank, has many small inertial separation tubes with a diameter from 2.5 cm to. The water and coke particles are swirled by inlet guide vanes; the coke, which has twice the specific weight of water, is pressed against the outer wall, braked and removed at the lower end at perhaps 1% or less of the total flow. The pure water exits from the center of the pipe.
Mit der Kalkkläreinrichtung 13 können die suprakolloidalen und kolloidalen suspendierten Feststoffe, die kolloidalen Aktivkohleteilchen und die Phosphate entfernt werden. Der Kalkkläreinrichtung 13 wird Kalk, der der Asche des Abfalls entnommen worden ist, über eine Leitung 83 als eine konzentrierte Lösung mit Hilfe der Trägheitstrenneinrichtung 84 zugeführt, die durch die Wasseraufschlämmung aus den Abschrecktanks 47 gespeist wird. In der Kalkkläreinrichtung wird eine Auflockerung erzeugt, durch die die feinen Teilchen eingefangen und in Form einer Aufschlämmung festgehalten werden, die sich absetzt und über die Leitung 85 zur Entwässerung in die Zentrifuge 81 abgeführt wird. Das Wasser in der Kalkkläreinrichtung weist einen pH-Wert von wenigstens 9,5 auf; bei diesem pH-Wert verbinden sich die Orthophosphate in dem teilweise gereinigten Abwasser mit dem Calzium, so daß sie als unlösliche Hydroxyapatitkristalle ausfallen. Diese Kristalle werden in den Flokken eingefangen und zusammen mit dem Schlamm aus der Klärvorrichtung entfernt.With the lime clarifier 13, the supracloidal and colloidal suspended solids, the activated carbon particles and phosphates are removed. The lime clarifier 13 is Lime taken from the ashes of the waste via line 83 as a concentrated solution by means of the inertial separator 84, fed by the water slurry from the quench tanks 47 is fed. In the lime clarifier, a loosening is created through which the fine particles are captured and held in the form of a slurry that settles and is discharged via line 85 for dewatering in the centrifuge 81. The water in the lime clarifier has a pH of at least 9.5; At this pH value, the orthophosphates combine in the partially purified wastewater with the calcium, so that they are as insoluble hydroxyapatite crystals stand out. These crystals are trapped in the flakes and taken out along with the sludge removed from the clarifier.
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Calziumbicarbonat, das eines der Mineralien darstellt, durch die die Härte des Wassers bewirkt wird, wird in der Kalkkläreinrichtung in Calziumcarbonat umgewandelt. Calziumcarbonat ist unlöslich und fällt aus, so daß es gleichfalls mit den Flocken entfernt wird. Folglich wirkt die Kalkkläreinrichtung als ein Wasserenthärter.Calcium bicarbonate, which is one of the minerals which causes the hardness of the water, is converted into calcium carbonate in the lime clarifier converted. Calcium carbonate is insoluble and precipitates, so it is also removed with the flakes will. Consequently, the lime clarifier acts as a water softener.
Der angewandte chemische Klärvorgang umfaßt einen Koagulationsschritt, einen Ausflockungsschritt, einen Sedimentationsschritt und einen Filtrierungsschritt. Die Koagulation oder DeStabilisierung der kolloidalen Suspensionen wird durch den Zusatz von Chemikalien erreicht, die schnell mit dem Wasser vermischt werden. Dadurch tritt die Bildung von kleinen flockenförmigen Teilchen auf. Durch ein weiteres langsames Rühren können sich die flockenförmigen Teilchen während des Ausflockungsschrittes durch Agglomeration vergrößern. Die Flocken bestehen wenigstens teilweise aus einem wasserhaltigen Oxyd, das eine leicht positive Ladung aufweist. Als Metalle, deren Oxyde hiervon betroffen sind, kommen Aluminium, Eisen oder, im Falle einer Kalkbehandlung, Magnesium in Frage. Die flockenförmigen Teilchen besitzen die Fähigkeit, kolloidale Teilchen anzulagern und zu adsorbieren oder sie einzufangen bzw. einzuschließen. Es tritt eine Erniedrigung des gewöhnlich negativen Zeta-Potentials der kolloidalen Teilchen auf, was die Neigung schaffen würde, die kolloidale Dispersion zu destabilisieren. Es tritt auch eine Anziehung zwischen den leicht negativ geladenen Kolloidteilchen und den leicht positiv geladenen Flockenteilchen auf. Hierdurch wird, wenn geeignete chemische Dosen verwandt werden, eine äußerst wirksame Aneinanderkettung der suspendierten Feststoffe zu Flockenteilchen erreicht, von denen die meisten groß genug sind, so daß sie sich gut absetzen.The applied chemical clarification process includes a coagulation step, a flocculation step, a sedimentation step and a filtration step. The coagulation or destabilization of the Colloidal suspension is achieved by adding chemicals that mix quickly with the water will. This causes the formation of small flaky particles. By another Slow agitation allows the flaky particles to spread through during the flocculation step Enlarge agglomeration. The flakes consist at least partially of a hydrous oxide, that has a slightly positive charge. The metals whose oxides are affected are aluminum, Iron or, in the case of lime treatment, magnesium. The flaky particles have the ability to attach and adsorb colloidal particles or to trap or enclose them. There is a lowering of the usually negative zeta potential of the colloidal particles on what would tend to destabilize the colloidal dispersion. There is also an attraction between the slightly negatively charged colloid particles and the slightly positively charged flake particles on. This, when appropriate chemical doses are used, makes it an extremely effective one Chaining of the suspended solids to form flake particles, most of which are achieved are big enough that they stand out well.
Durch den Kalkklärvorgang in der Kalkkläreinrichtung 13 der in Fig. 3 gezeigten Anlage werden anorganische und organische suspendierte Feststoffe im kolloidalen Bereich, feine Aktivkohleteilchen sowie Orthophosphate entfernt, und das Ablaufwasser besitzt einen genügend hohen pH-Wert, so daß eine Luftabstreifungdes Ammoniaks durchgeführt werden kann.The lime clarification process in the lime clarifier 13 of the system shown in FIG inorganic and organic suspended solids in the colloidal range, fine activated carbon particles as well Orthophosphates removed, and the drainage water has a high enough pH so that a Air stripping of the ammonia can be performed.
Die Kläreinrichtung 13 weist eine einstufige innere Umlaufkläreinrichtung auf, obgleich gegebenenfalls zwei oder mehr Stufen verwandt werden können. Der Tank 86 der Kläreinrichtung ist mit Hilfe von Leitflächen in mf hrere Zonen einschließlich einer Umlaufzone 87 unterteilt, in der ein Wässerpropeller 88 derart angeordnet ist, daß das aus der Leitung 82 ankommende Wasser in Berührung mit dem Schlamm gebracht wird, der sich in der Sedimentationszone 89 gebildet hat, so daß das Wachstum der ausfallenden Teilchen durch die gegenseitige Feststoffberührung beschleunigt wird. Das die Umlaufzone 87 verlassende Wasser wird nach aufwärts durch eine »Schlammdecke« in der äußeren Zone 90 gedrückt, in der die Teilchengröße weiter wächst und die nach aufwärts gerichtete Wassergeschwindigkeit verringert wird. Die an der Oberfläche vorhandene Wassergeschwindigkeit liegt bei einem Durchmesser der Kläreinrichtung von annähernd 39 m normalerweise in der Größenordnung von 41 1/rrr/min.The clarifying device 13 has a single-stage internal circulating clarifying device, although possibly two or more stages can be used. The clarifier tank 86 is by means of baffles divided into several zones including a circulation zone 87 in which a water propeller 88 is arranged that the incoming water from line 82 is in contact with the sludge is brought, which has formed in the sedimentation zone 89, so that the growth of the precipitating Particle is accelerated by the mutual solid contact. The one leaving the circulation zone 87 Water is pushed upwards through a "mud cover" in the outer zone 90, in which the particle size continues to grow and the upward water velocity is reduced will. The water velocity at the surface is the same as the diameter of the clarifier from approximately 39 m normally on the order of 41 1 / rrr / min.
Die meisten Feststoffe setzen sich in der Umiaufzone 87 ab und fallen in die Sedimentationszone 89, andere Feststoffe werden mit dem Wasser in die äußere Kammer 90 geführt, wo sie die genannte Schlammdecke bilden.Most of the solids settle in the circulation zone 87 and fall into the sedimentation zone 89, other solids are carried with the water into the outer chamber 90, where they contain the aforesaid Form a mud layer.
Diese Schlammdecke trägt dazu bei, kleine Teil chen festzuhalten, so daß sie sich zu einer absetzbare! Größe agglomerieren können. Der Schlamm wird au:This mud cover helps to hold small particles in place so that they become removable! Can agglomerate size. The mud will be:
der Kläreinrichtung als eine 1 - bis 2 %ige Aufschläm mung über die Leitung 85 zu der Zentrifuge 81 abge zogen. Die Kalkmenge, die in die Kalkkläreinrichtunj gegeben wird, bestimmt sich durch die Forderung, dai ein pH-Wert von 9,5 oder größer für eine einstufigtthe clarifier as a 1 to 2% sludge tion via the line 85 to the centrifuge 81 withdrawn. The amount of lime that is in the Kalkklärinrichtunj given is determined by the requirement that a pH value of 9.5 or greater for a single stage
ίο Kläreinrichtung erreicht werden soll. Bei einer zwei stufigen Kläreinrichtung muß zusätzlicher Kalk züge setzt werden, um einen pH-Wert von 11 oder größei zu erreichen. In beiden Fällen wird die erforderliche Kalkmenge durch den pH-Wert des einfließender Wassers und seiner Härte bestimmt. Zum Beispiel wird der Phosphatgehalt eines typischen sekundärer Ablaufwassers durch einen Zusatz von 227 mg/1 Kalk von 29 mg/1 auf 0,5 mg/1 erniedrigt.ίο clarifying facility is to be reached. With one two stage clarifier, additional lime trains must be added to a pH of 11 or greater to reach. In both cases, the required amount of lime is determined by the pH of the inflowing Water and its hardness. For example, the phosphate content of a typical secondary Drainage water is reduced from 29 mg / 1 to 0.5 mg / 1 by adding 227 mg / 1 lime.
Die dem Abwasser zugesetzte Kalkkonzentratior kann gegebenenfalls beträchtlich über 300 mg/1 liegen, da das Calziumcarbonat, das in der Kalkkläreinrichtung ausgefallen ist, durch die Zentrifuge 81 geleitet, erneut kalziniert und wieder zurück in die Kläreinrichtung 13 geleitet wird. Bei jedem Umlaul wird neuer Kalk zugesetzt, um den Kalk zu ersetzen, der mit den Phosphaten eine chemische Verbindung zu Calziumhydroxyapatit eingegangen ist, und um irgendwelche Verluste auszugleichen. Der Kalkrezirkulationszyklus hängt davon ab, ob hartes Wasser vorliegt, d.h., ob in dem einlaufenden Wasser eine Menge an HCO3-Ionen vorhanden ist, was, von Ausnahmen abgesehen, normalerweise der Fall ist. Die durchschnittliche Mineralkonzentration des in die Behandlungsanlagen einfließenden Wassers enthält 296 mg/1 Bicarbonat, und diese Menge würde sich bei jedem Wiederverwendungszyklus um 100 mg/1 erhöhen. The lime concentrate added to the wastewater can possibly be considerably more than 300 mg / 1, since the calcium carbonate which has precipitated in the lime clarifying device is passed through the centrifuge 81, calcined again and returned to the clarifying device 13. New lime is added to each umlaul to replace the lime, which has chemically bonded with the phosphates to form calcium hydroxyapatite, and to compensate for any losses. The calcareous recirculation cycle depends on whether there is hard water, that is, whether there is an amount of HCO 3 ions in the incoming water, which, with a few exceptions, is usually the case. The average mineral concentration of the water flowing into the treatment facilities is 296 mg / l bicarbonate and this amount would increase by 100 mg / l with each reuse cycle.
Der Zusatz- oder Ausgleichskalk ist in der Asche des Abfalls enthalten, der in der Verbrennungskammer 37 der Verflüchtigungseinrichtung 10 verbrannt worden ist. Eine typische Zusammensetzung enthält 10,03% Calziumoxyd und 2,47% Magnesiumoxyd; zusammen 12,5%.The additional or leveling lime is contained in the ashes of the waste that is in the combustion chamber 37 of the volatilization device 10 has been burned. A typical composition includes 10.03% calcium oxide and 2.47% magnesium oxide; together 12.5%.
Viele der Aschebestandteile sind unlösliche, (oder nahezu unlösliche) inerte Stoffe, und sie können leicht durch physikalische Abtrennung entfernt werden; diese Stoffe bestehen aus SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, ZnO und BaO. Das Na2O und das K2O hydrolisiert zu NaOH und KOH, wodurch Hydroxyd-Ionen ge-Many of the ash components are insoluble, (or nearly insoluble) inert materials and they can easily be removed by physical separation; these substances consist of SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , TiO 2 , ZnO and BaO. The Na 2 O and the K 2 O hydrolyze to NaOH and KOH, whereby hydroxide ions
schaffen werden, der pH-Wert erhöht und die Ausfällung von Calziumcarbonat vergrößert wird. Das durch das Na2O erzeugte, zusätzliche OH hat die Wirkung, daß die Kalkkonzentration um 1,64% von 12,5% auf 14,1 % erhöht wird.create, the pH value is increased and the precipitation of calcium carbonate is increased. The additional OH produced by the Na 2 O has the effect of increasing the lime concentration by 1.64% from 12.5% to 14.1%.
Das P2O5 ist in der Asche unerwünscht, da es, wenn es sich in Wasser löst, zu H3PO4, Phosphorsäure, zersetzt, die ionisiert, um das unerwünschte Phosphation zu erzeugen. Dieses Phosphation kann direkt mit dem Calziumoxyd in der Asche vor der Einführung der Mi-The P 2 O 5 is undesirable in the ash because when it dissolves in water it decomposes to H 3 PO 4 , phosphoric acid, which ionizes to produce the undesirable phosphate ion. This phosphate ion can be mixed directly with the calcium oxide in the ashes before the introduction of the
schung in die Kalkkläreinrichtung reagieren. Das hierdurch erhaltene Produkt, das unlösliche Calziumhydroxyapatit, wird einfach mit durch den Prozeß geführt. Durch Reaktion mit P2O5 werden 2,7% des Kalks aus der Asche verbraucht, wodurch die wirkJiehe Konzentration von 14,1% auf 11,4%, im Vergleich zu ursprünglich 12,5%, verringert wird.reaction in the lime clarifier. The product obtained in this way, the insoluble calcium hydroxyapatite, is simply carried through the process. The reaction with P 2 O 5 consumes 2.7% of the lime from the ash, reducing the effective concentration from 14.1% to 11.4%, compared to the original 12.5%.
Insgesamt ergibt sich daraus, daß für jeden Zyklus 71 mg/1 Zusatz- oder Auffüllkalk zur Verfügung ste-Overall, this means that 71 mg / 1 additional or top-up lime is available for each cycle.
hen. Diese Menge an Auffüllkalk ist größer als die Kalkmenge von 25 mg/1, die zur Reaktion mit dem Phosphor benötigt wird, weshalb die Kalkkonzentration auf nahezu jeden erforderlichen Wert erhöht werden kann. Überschüssiger Kalk ist jedoch nicht erwünscht, da hierdurch überschüssige Säuremengen zur Neutralisation des hohen pH-Werts gebildet werden, bevor das Ablaufwasser aus der Anlage abgelassen werden kann.hen. This amount of filler lime is greater than the amount of lime of 25 mg / 1 required to react with the Phosphorus is needed, which is why the lime concentration is increased to almost any required value can be. Excess lime, however, is undesirable because it creates excess amounts of acid to neutralize the high pH value, before the drainage water is drained from the system can be.
Der 1 oder 2% Feststoffe enthaltende Schlamm, der von der Kläreinrichtung 13 herkommt, wird durch die Zentrifuge 81 oder durch ein Vakuumfilter auf einen geschätzten Wert von 50% Feststoffen konzentriert. Durch das Fehlen der normalerweise in aktiviertem Schlamm enthaltenen biologischen Flocken und durch die Gegenwart von großen Mengen poröser Kohieteilchen kann dieser F.ntwässerungsvorgang wesentlich schneller und sorgfältiger als in den bisher bekannten Schlammentwässerungsprozessen durchgeführt werden.The 1 or 2% solids sludge coming from the clarifier 13 is concentrated to an estimated 50% solids by centrifuge 81 or a vacuum filter. Due to the lack of the biological flakes normally contained in activated sludge and the presence of large quantities of porous carbon particles, this drainage process can be carried out much faster and more carefully than in the previously known sludge dewatering processes.
Die Qualität des von der Kalkkläreinrichtung 13 herkommenden Wassers wird weiter dadurch verbessert, daß das Wasser in Betten aus einem porösen Medium, wie etwa Sand oder Kohle gefiltert wird, die in einem oder mehreren Filtertanks 91 angeordnet sind. Durch eine Kombination von Filtrierung, Sedimentation und weiterer Ausflockung in dem Filter 91 werden die meisten Flocken entfernt, die nach dem Sedimentationsschritt verblieben sind. In dem Sandfilter wird ein großer Teil durch Filtrierung an der Sandoberfläche entfernt. Wenn sich die Flockenschicht ausbildet, steigt der Druckabfall an dem Filter 91. Wenn der Druckabfall einen vorbestimmten Wert erreicht, wird der Speisewasserzufluß unterbrochen, und es wird klares Wasser mit einer genügend großen Strömungsmenge rückwärts durch das Filter geleitet, um den Sand zu verwirbeln und die angesammelten Flocken zu entfernen. Wenn ein grobkörnigerer Sand verwandt wird, dringen die Flocken eine gewisse Strecke in das Filter ein, wodurch die Ausbildung des Druckabfalls verlangsamt und die Laufzeitdauer verlängert wird. Die Filter können aus zwei oder mehr Schichten hergestellt werden, wobei jede Schicht eine kleinere Korngröße als die darüberliegende Schicht besitzt und die oberste Schicht eine ausreichend große Korngröße aufweist, so daß nur eine geringe Filterung stattfindet. Derartige Filter werden als Mehrmedienfilter bezeichnet.The quality of the water coming from the lime clarifier 13 is further improved by that the water in beds is filtered from a porous medium such as sand or coal, the are arranged in one or more filter tanks 91. Through a combination of filtration and sedimentation and further flocculation in the filter 91, most of the flocs that are removed after Sedimentation step have remained. In the sand filter, a large part is filtered through to the Sand surface removed. As the flake layer forms, the pressure drop across the filter increases 91. When the pressure drop reaches a predetermined value, the feed water flow is interrupted, and clear water is passed backwards through the filter with a sufficiently large flow rate, to swirl the sand and remove the accumulated flakes. If a coarse-grained sand is used, the flakes penetrate a certain distance into the filter, thereby forming the Pressure drop is slowed down and the run time is extended. The filters can be made up of two or more Layers are made, with each layer having a smaller grain size than the overlying layer possesses and the top layer has a sufficiently large grain size, so that only little filtering takes place. Such filters are referred to as multi-media filters.
Der Ammoniak wird aus dem Abwasser entfernt, da Ammoniak den größten Teil des Stickstoffs enthält, der als Algennährstoff dienen könnte, wenn er nicht entfernt wird. Durch den hohen pH-Wert des mit Kalk behandelten Abwassers wird sichergestellt, daß die meisten normalerweise vorhandenen Ammonium (NH4 +)-Ionen in Ammoniakgas umgewandelt worden sind. Da Ammoniak leichtflüchtig ist, kann der Ammoniak dadurch entfernt werden, daß das Wasser mit Luft in Berührung gebracht wird.The ammonia is removed from the wastewater because ammonia contains most of the nitrogen that could serve as algae nutrient if not removed. The high pH of the lime-treated wastewater ensures that most of the ammonium (NH 4 + ) ions normally present have been converted to ammonia gas. Since ammonia is highly volatile, the ammonia can be removed by bringing the water into contact with air.
Die Luftabstreifung von Ammoniak wird in einem Kühlturm 92 durchgeführt, in dem ein Gebläse 93 vorgesehen ist, um Luft über das Wasser zu blasen. Für eine Herabsetzung auf 1 mg/1 oder eine Entfernung von im Durchschnitt etwas über 95% sind ein pH-Wert von 11 oder höher bei einem Luft-Flüssigkeitsverhältnis von 2610:1 und eine Turmhöhe von über 6 m erforderlich. Die Kühlturmluft wird zu dem Gasturbineneinlaß geleitet, um zu verhindern, daß Ammoniakgas in die Atmosphäre entweicht, und um eine Kühlung der Gasturbineneinlaßluft zu erreichen. Da das Luft-Flüssigkeitsverhältnis von 2610:1 eine Luf!strömungsmenge erfordert, die beträchtlich höher als die für die Gasturbine erforderliche Strömungsmenge ist, werden nicht alle abgestreiften Gase in die Turbine eingeleitet.The air stripping of ammonia is carried out in a cooling tower 92 in which a fan 93 is provided to blow air over the water. For a reduction to 1 mg / 1 or removal averaging just over 95% is a pH of 11 or higher with an air-to-liquid ratio of 2610: 1 and a tower height of over 6 m are required. The cooling tower air becomes that Gas turbine inlet passed to prevent ammonia gas from escaping into the atmosphere, and around to achieve cooling of the gas turbine inlet air. Since the air-to-liquid ratio of 2610: 1 is a The amount of air flow required is considerably higher than the amount of flow required for the gas turbine, not all of the stripped gases will be in the Turbine initiated.
In das untere Ende des Luftabstreifturms 92 wird Säure, z. B. Schwefelsäure, eingespritzt, um den hohen pH-Wert des Wassers zu neutralisieren, bevor dasAcid, e.g. B. sulfuric acid, injected to the high Neutralize the pH of the water before that
ίο Wasser in den Fluß abgelassen wird.ίο water is drained into the river.
Ein anderes Verfahren, um gleichzeitig den Ammoniak abzustreifen und den pH-Wert zu erniedrigen, besteht in der Verwendung des Gasturbinenabgases als Abstreifmittel. Das Ablaßgas enthält mehr als genug CO2, um den hohen pH-Wert zu neutralisieren, sofern eine geeignete Mischung vorgesehen wird.Another method of simultaneously stripping off the ammonia and lowering the pH is to use the gas turbine exhaust as a stripping agent. The vent gas contains more than enough CO 2 to neutralize the high pH, if a suitable mixture is provided.
An StJIe der Verflüchtigungseinrichtung gemäß Fig. 4 kann eine einfache, mit Hilfe der Schwerkraft beschickte Verflüchtigungseinrichtung verwandt werden, wie sie schematisch in Fig. 5 dargestellt ist. Bei dieser Konstruktion wird fester Müll an dem oberen Ende einer Verflüchtigungskammer 62 eingeführt und auf Grund der Schwerkraft weitertransportiert, während der Mül! verflüchtigt und teilweise zu Asche verbrannt wird, die kontinuierlich am unteren Ende entfernt wird. Nachdem Luft in den Aschebereich eingeführt worden ist, wird sie aufwärts durch die Verflüchtigungseinrichtung geleitet, und die Luftgeschwindigkeiten sind niedrig, um eine Verwirbelung der Verflüchtigungs-Produkte auszuschließen. Nachdem die Luft durch die Asche geströmt ist, erreicht sie die Verbrennungszone 63, in der sich der Koks mit einer begrenzten Zuführmenge an Sauerstoff unter Bildung von Kohlenmonoxyd verbindet. Weiterhin wird Wasser eingeführt, und der sich entwickelnde Dampf und der heiße Koks lassen eine Generatorgas-Reaktion ablaufen, in der Wasserstoff und Kohlenmonoxyd erzeugt werden und Wärme absorbiert wird. Die Strömungsmengen an Wasser und Luft werden so gesteuert, daß der gesamte Koks verbraucht wird, während sichergestellt wird, daß keine Sintertemperaturen erreicht werden. Die aus der Verbrennungszone aufsteigenden heißen Gase bringen die Wärme mit, um den ankommenden festen Müll zu verflüchtigen, wobei das Brennstoffgas erzeugt wird, das den Gasturbinenbrennern zugeleitet wird, wo es schließlich mit dem Hauptluftstrom verbrannt wird, der von dem Turbinenkompressor herkommt. Fester Koks, der teilweise oxydiert ist, wird an dem unteren Ende der Verbrennungszone abgezogen.Instead of the volatilization device according to FIG. 4, a simple, with the help of gravity charged volatilization device can be used, as shown schematically in FIG. at In this construction, solid waste is introduced at the top of a volatilization chamber 62 and transported further due to gravity, while the garbage! volatilized and partially burned to ashes which is continuously removed at the lower end. Having air in the ash area has been introduced, it is passed up through the volatilizer, and the air velocities are low in order to avoid turbulence in the volatilization products. After the air has passed through the ash, it reaches the combustion zone 63, in which the coke is located connects with a limited supply of oxygen to form carbon monoxide. Farther water is introduced and the developing steam and hot coke cause a generator gas reaction process in which hydrogen and carbon monoxide are generated and heat is absorbed will. The flow rates of water and air are controlled so that all of the coke is consumed while ensuring that no sintering temperatures are reached. The ones from the combustion zone rising hot gases bring the heat with them to the incoming solid waste volatilize, producing the fuel gas which is directed to the gas turbine burners where it is is finally burned with the main stream of air coming from the turbine compressor. More solid Coke that is partially oxidized is withdrawn from the lower end of the combustion zone.
Eine Verflüchtigungseinrichtung mit zweifachem Wirbelschichtbett ist in Fig. 6 dargestellt. In dem zweifachen Wirbelschichtbett wird der Sauerstoff, der notwendig ist, um den Kohlenstoff zu verbrennen, von dem anfänglichen Verflüchtigungsprozeß abgetrennt. Fester Müll wird in das obere Wirbelschichtbett 64 eingeführt. Das entstehende Brennstoffgas strömt über Partikelkollektoren 66 zu dem Gasturbinenbrenner. Die gesammelten Teilchen enthalten sowohl Asche als auch Koks. Der Koks wird, nachdem er in dem Abwasseraufbereitungsprozeß verwandt worden ist, durch Einführung der Teilchen in das zweite oder Koksverbrennungs-Wirbelschichtbett 65 verbrannt. Die feine Asche wird aus dem heißen Gas, das das zweite Wirbelschichtbett verläßt, durch eine zweite Gruppe von Partikelkollektoren 67 abgetrennt. Aschesinterungstemperaturen werden in dem Koksbert dadurch verhindert, daß der verfügbare Sauer-A volatilizer with double The fluidized bed is shown in FIG. In the double fluidized bed, the oxygen, the necessary to burn off the carbon is separated from the initial volatilization process. Solid waste is introduced into the upper fluidized bed 64. The resulting fuel gas flows via particle collectors 66 to the gas turbine burner. The collected particles contain both Ash as well as coke. The coke is after it has been used in the wastewater treatment process is burned by introducing the particles into the second or coke combustion fluidized bed 65. The fine ash is made from the hot gas leaving the second fluidized bed through a second Group of particle collectors 67 separated. Ash sintering temperatures are used in the coke bert prevents the available acid
stoff begrenzt wird und aaß Wasser oder Dampf eingeführt wird. Das zweite Wirbelschichtbett besitzt einen größeren Durchmesser als das obere Wirbelschichtbett, um niedrigere Oberflächengasgeschwindigkeiten zu erreichen, die zur Verbrennung des feinen kohlenstoffhaltigen Kokses erforderlich sind.substance is limited and ate water or steam introduced will. The second fluidized bed has a larger diameter than the upper fluidized bed, in order to achieve lower surface gas velocities that lead to the combustion of the fine carbonaceous coke are required.
In Fig. 7 ist ein Teil einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage dargestellt, die der oben beschriebenen mit der Ausnahme gleicht, daß das Abwasser vollständig regeneriert wird, so daß es wieder im Haushalt verwandt werden kann. Um dies zu erreichen, muß dem Wasser ein Teil der löslichen Mineralsalze entzogen werden (es muß eine Bildung in dem Wiederverwendungszyklus verhindert werden), und es müssen im wesentlichen alle Bakterien und Viren entfernt oder getötet werden. In Fig. 7 ist lediglich der abgeänderte oder zusätzliche Teil der Anlage dargestellt.In Fig. 7 a part of another embodiment of a system according to the invention is shown, which is similar to that described above with the exception that the waste water is completely regenerated so that it can be used again in the household. In order to achieve this, the water must have some of the soluble Mineral salts are removed (formation must be prevented in the reuse cycle and essentially all bacteria and viruses must be removed or killed. In Fig. 7 only the modified or additional part of the system is shown.
Die in Fig. 7 gezeigte Anlage ist so ausgelegt, daß das ganze behandelte Wasser sterilisiert, daß jedoch nur die Hälfte des Wassers destilliert wird, da lediglich 300 mg pro Liter an Mineralien (die Hälfte der Gesamtmenge von 700 mg pro Liter) entfernt zu werden brauchen, um eine Ansammlung von Mineralien auszuschließen. Auf Grund der normalen Mineralausscheidungsleistungsfähigkeit der an Hand der Fig. 3 beschriebenen Anlage ist es sogar möglich, daß weniger als die Hälfte des Wassers destilliert zu werden braucht.The system shown in Fig. 7 is designed so that all the treated water is sterilized, but that only half of the water is distilled, as only 300 mg per liter of minerals (half of the total of 700 mg per liter) need to be removed in order to exclude an accumulation of minerals. Due to the normal mineral excretion capacity of the Fig. 3 It is even possible for less than half of the water to be distilled needs.
Aus dem Wasser, das das Filter stromabwärts von der Kalkkläreinrichtung verläßt, ist der Hauptteil der suspendierten Feststoffe, gelösten organischen Stoffe und Bakterien entfernt. Es enthält noch gelöste Mineralien, gelösten Ammoniak und Viren. Das Bicarbonat ist aus dem Wasser durch den Kalkklärvorgang entfernt worden.Most of the water exiting the filter downstream of the lime clarifier is the Removed suspended solids, dissolved organics and bacteria. It still contains dissolved minerals, dissolved ammonia and viruses. The bicarbonate is out of the water through the lime clarification process been removed.
Von dem Filter 91 wird das Wasser in einen Gegenstromwärmetauscher 94 gepumpt, in dem es auf 96° C aufgeheizt wird. Es findet ein Wärmetauisch mit dem Wasser statt, das den Prozeß verläßt. Über dem Wärmetauscher tritt eine Temperaturdifferenz von annähernd 14° C auf. Das Wasser wird hauptsächlich deshalb erhitzt, um eine wirtschaftliche Destillation durchzuführen; bei der Aufheizung wird jedoch ein Teil des in dem Wasser gelösten Ammoniaks entfernt, da sich seine Löslichkeit in Wasser mit steigender Temperatur verringert. Durch diese Verringerung wird der Luftabstreifprozeß im späteren Verfahrensablauf erleichtert. Zusätzlich wird durch die Erhitzung die Sterilisation erreicht. Ein Abblättern von Kesselstein wird in dem Wärmetauscher verhindert, da die Carbonate in dena vorhergehenden Kalkprozeß ausgefällt worden sind.From the filter 91 the water is passed into a countercurrent heat exchanger 94 is pumped by heating it to 96 ° C. There is a heat exchange table with the Instead of water leaving the process. There is a temperature difference of approximately over the heat exchanger 14 ° C. The water is mainly because of this heated to perform economical distillation; however, when it is heated, a Part of the ammonia dissolved in the water is removed, since its solubility in water increases with increasing Temperature decreased. This reduction makes the air stripping process easier in the later course of the process. In addition, by heating reached sterilization. Flaking of scale is prevented in the heat exchanger because the Carbonates precipitated in the previous lime process have been.
Der Wärmetauscher besteht aus einem einfachen Wärmetauscher mit Mantel und Röhre, bei dem ein Wärmetausch im Gegenstrom stattfindet und eine verhältnismäßig niedrige Temperaturdifferenz angewandt wird. Die Röhren sind aus weichem Stahl oder Aluminium hergestellt. Da Energie billig ist, weil sie in der Anlage erzeugt wird und eine große Überschußmenge zur Verfugung steht, werden in den Röhren hohe Geschwindigkeiten angewandt, um die Wärmeübertragungskoeffizienten zu erniedrigen. Bei einem typischen Beispie! für einen solchen Wärmetauscher ist eine Fläche voin 18 100 m2 vorgesehen, und eine Pumpe mit 578 kW pumpt das ankommende Wasser durch den Wärmetauscher, und eine ähnliche Pumpe ist für die Rückführung des Wassers vorgesehen. The heat exchanger consists of a simple heat exchanger with jacket and tube, in which heat exchange takes place in countercurrent and a relatively low temperature difference is used. The tubes are made of mild steel or aluminum. Since energy is cheap because it is generated in the plant and there is a large excess available, high velocities are used in the tubes in order to lower the heat transfer coefficients. For a typical example! an area of 18,100 m 2 is provided for such a heat exchanger and a 578 kW pump pumps the incoming water through the heat exchanger, and a similar pump is provided for the return of the water.
Die Wasserströmung wird nach Verlassen des Wärmetauschers 94 unterteilt, wobei annähernd die Hälfte direkt zu dem Gegenstromwärmetauscher über die Umgehungsleitung 95 zurückgeführt wird, während der restliche Teil zu dem Destillationsprozeß weitergeleitet wird. Das Wasser, das direkt zu dem Wärmetauscher 94 zurückgeleitet wird, ist durch die HitzeThe water flow is divided after leaving the heat exchanger 94, with approximately half is returned directly to the countercurrent heat exchanger via bypass line 95 while the remaining part is passed on to the distillation process. The water that goes straight to the heat exchanger 94 is returned is through the heat
ίο sterilisiert worden. Das Wasser, das zu dem Destillationsprozeß weitergeleitet wird, wird durch Entfernung gelöster Mineralien weiter gereinigt. Durch die Mischung dieser beiden Ströme erhält man eine teilweise Entfernung der Mineralien, jedoch eine Gesamtsterilisation. ίο been sterilized. The water going to the distillation process is further purified by removing dissolved minerals. Through the Mixing these two streams results in partial removal of the minerals but total sterilization.
Das vorgewärmte Wasser, das nicht zu dem Gegenstromwärmetauscher 94 zurückgeführt wird, wird zu dem oberen Ende des senkrechten Röhrenverdampfungsbündels 97 geleitet und als Film auf die Innenfläehe jeder Röhre aufgesprüht. Der Wasserfilm, der auf der Innensekj der Röhre abwärts fließt, wird durch Wärme zum Sieden gebracht, die durch Kondensation von Dampf auf der Außenfläche der Röhre zugeführt wird. Annähernd 95% des Wassers wird, während esThe preheated water that is not returned to the countercurrent heat exchanger 94 is directed to the top of the vertical tube evaporator bundle 97 and sprayed as a film on the inner surface of each tube. The film of water flowing down the inner surface of the tube is boiled by heat supplied by the condensation of steam on the outer surface of the tube. Approximately 95% of the water is used while there
as abwärts fließt, verdampft. Die verbleibenden 5% werden an dem unteren Ende 98 als ausfließende Salzlösung aufgefangen. Der Dampf wird über die Leitung 99 zu dem Dampfkompressor 100 geleitet, wo er auf einen 0,35 kg/cm höheren Druck gebracht wird, um die notwendige Temperaturdifferenz für den Kondensations-Verdampfungsprozeß in den senkrechten Röhren 97 zu erhalten. Die für den Dampfkompressor notwendige Energie wird von der Gasturbine 11 gestellt.as flows down, evaporates. The remaining 5% is collected at the lower end 98 as saline drainage. The steam is conducted via the line 99 to the steam compressor 100 , where it is brought to a pressure 0.35 kg / cm higher in order to obtain the necessary temperature difference for the condensation-evaporation process in the vertical tubes 97. The energy required for the steam compressor is provided by the gas turbine 11 .
Um den Dampfkompressor 100 mit zusätzlicher Energie zu versorgen und um eine gewisse elektrische Energie zu erzeugen, wird ein Teil des Destillats über die Leitung 101 über eine Heizkesselzuführpumpe 102 in einen Heizkessel 103 zur Rückgewinnung von Abgaswärme zurückgeführt und in diesem Heizkessel in Dampf überführt. Der Dampf wird durch eine Rückdruckturbine 104 expandiert, die eine zusätzliche Leistung an die Welle zum Antrieb des Kompressors 100 abgibt; der am Auslaß der Turbine 104 aus-In order to supply the steam compressor 100 with additional energy and to generate a certain amount of electrical energy, part of the distillate is returned via line 101 via a boiler feed pump 102 to a boiler 103 for the recovery of exhaust gas heat and converted into steam in this boiler. The steam is expanded through a back pressure turbine 104 which provides additional power to the shaft to drive the compressor 100 ; at the outlet of the turbine 104
tretende Dampf wird mit Dampf strömungsunterhalb des Dampfkompressors 100 gemischt und auf der Außenseite der Röhren 97 des senkrechten Röhrenverdampfers kondensiert. Ein elektrischer Generator nimmt die an der Welle auftretende Leistung auf, die nicht von dem Kompressor benötigt wird und erzeugt elektrische Energie für die Anlage und nach Möglichkeit eine gewisse Menge zum Verkauf.Exiting steam is mixed with steam downstream of the steam compressor 100 and condensed on the outside of the tubes 97 of the vertical tube evaporator. An electrical generator takes up the power generated on the shaft that is not required by the compressor and generates electrical energy for the system and, if possible, a certain amount for sale.
Der Austrittsdampf aus der Turbine 104 trägt zur Erwärmung der Hauptdampfströmung bei, was insofern wünschenswert ist, da hierdurch die Temperaturdifferenz an den Röhren 97 erhöht wird, wodurch sich die Wärmeübergangsgeschwindigkeit erhöht. Weiterhin wird hierdurch eine Temperaturerhöhung des Destillats, das durch die Leitung 101 fließt, um annähemd 8,5° C bewirkt. Das durch die Leitung 101 fließende heiße Destillat wird mit der heißen Übergehungsströmung durch die Umgehungsleitung 95 gemischt und durch den Gegenstromwärmetauscher 94 geführt, um das zufließende Wasser von dem Filtei 91 aufzuheizen. Die abfließende Salzlösung wird ir ähnlicher Weise zur Erniedrigung ihrer Temperatui (in getrennten Leitungen) durch den Wärmetauschei geleitet. Der größte Teil des abfließenden Wasser:The exit steam from the turbine 104 contributes to the heating of the main steam flow, which is desirable in that it increases the temperature difference at the tubes 97, which increases the heat transfer rate. Furthermore, this causes the temperature of the distillate flowing through line 101 to increase by approximately 8.5 ° C. The hot distillate flowing through line 101 is mixed with the hot bypass flow through bypass line 95 and passed through countercurrent heat exchanger 94 in order to heat the inflowing water from filter 91. The draining salt solution is passed through the heat exchanger in a similar way to lower its temperature (in separate lines). Most of the draining water:
1515th
'ärmetauscher über di" Leitung 106 bei
atur von annähernd 28,9° C.
leßende Verfanrensvorgang, der durchn muß, bevor das Wasser in das Haupt-
λ zurückgeführt werden kann, besteht nmoniak durch Luftabstreifung in dem
)2 zu entferner.. Da das Wasser in dem jrozeß auf über 96° C aufgeheizt worn
großer Teil des Ammoniaks aus der /IO 'Heat exchanger via line 106 at an air temperature of approximately 28.9 ° C.
The process of evacuation, which must go through before the water can be returned to the main λ , consists of monia being removed by air stripping in the) 2. Since the water in the process is heated to over 96 ° C, a large part of the ammonia is removed from the / IO
Lösung verflüchtigt worden, so daß verhältnismi wenig zur Beseitigung in dem Luftabstreifungspro verblieben ist. Durch den Luf tabstreif ungsprozeß ν auch die Temperatur des Wassers durch Konvektic wärmeübertragung an die Luft erniedrigt. Mit V, eines granulatförmigen Aktivkohlefilters werden Spuren irgendeines verbliebenen Geschmacks c Geruchs beseitigt, bevor das Wasser in die Trinkv serleitungen zurückgeleitet wird.Solution has been volatilized so that there is relatively little left in the air scraper for disposal. The air tabstreif ν also lowers the temperature of the water through convectic heat transfer to the air. With V, a granular activated carbon filter, traces of any remaining taste or odor are removed before the water is returned to the drinking water pipes.
Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US84799469A | 1969-08-06 | 1969-08-06 | |
| US84799469 | 1969-08-06 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2038545A1 DE2038545A1 (en) | 1972-01-13 |
| DE2038545B2 DE2038545B2 (en) | 1976-04-15 |
| DE2038545C3 true DE2038545C3 (en) | 1976-12-09 |
Family
ID=
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