DE2143067C3 - Plant for the thermal conditioning of sludge - Google Patents
Plant for the thermal conditioning of sludgeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur thermischen Konditionierung von Schlamm mit mehreren, mindestens annähernd vertikal angeordneten, hintereinandergeschalteten Autoklaven.The invention relates to a system for the thermal conditioning of sludge with several, at least approximately vertically arranged, series-connected autoclaves.
Zur Erzielung eines optimalen Konditioniereffektes in solchen Anlagen ist es wichtig, die Konditionierdaten, d. h. Zeit und Temperatur, möglichst genau einzuhalten. Während die Konditioniertemperatur aufgrund bekannter Maßnahmen für alle Schlammteile gleich gehalten werden kann, bereitet es mitunter Schwierigkeiten, die Konditionierzeit einzuhalten.To achieve an optimal conditioning effect in such systems, it is important to have the conditioning data, d. H. Time and temperature to be adhered to as precisely as possible. While the conditioning temperature due to known Measures can be kept the same for all parts of the sludge, it sometimes causes difficulties Adhere to the conditioning time.
Bei einer bereits bekannten Konditionieranlage mit hintereinandergeschalteten Autoklaven werden oxidierbare Abwasserschlämme durch einen sich selbst aufrechterhaltenden Oxidationsvorgang mit Sauerstoff enthaltenden Gasen, insbesondere Luft, bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck in den geschlossenen Reaktoren oxidiert. Dieser Anlage lag die Aufgabe zugrunde, den Gehalt des Abwassers an oxidierbaren organischen Stoffen auf eine solche Konzentration einzustellen, daß der Heizwert des Abwasserschlamms einen bestimmten Mindestwert nicht unterschreitet, wodurch der sich selbst aufrechterhaltende Oxidations Vorgang ohne Verfestigung der oxidierbaren organischen Substanzen gewährleistet werden soll (DE'AS 597).In an already known conditioning system with autoclaves connected in series, oxidizable Sewage sludge through a self-sustaining oxidation process with oxygen containing gases, especially air, at elevated temperature and pressure in the closed Reactors oxidized. This system was based on the task of determining the oxidizable content of the wastewater Adjust organic substances to such a concentration that the calorific value of the sewage sludge Does not fall below a certain minimum value, whereby the self-sustaining oxidation Process without solidification of the oxidizable organic substances should be guaranteed (DE'AS 597).
Eine andere bekannte Anlage zur Konditionierung von organischem Abwasserschlamm besteht im wesentlichen aus einer der Vorerhitzung des Schlammes dienenden Doppelrohrschlange, deren Innenrohr vom bereits konditionieren heißen Schlamm und deren Außenrohr vom zu behandelnden kalten Rohschlamm durchströmt wird, ferner einer in einem geschlossenen Gehäuse eingesetzten, von außen her gas- oder Ί dampfbeheizten einfachen Rohrschlange zur weiteren Schlammerhitzimg und einer der eigentlichen Konditio niening dienenden, für die erforderliche Durchlaufzeit bzw. Konditionierdauer ausreichend langen einfachen Rohrschlange, die entweder der freien AtmosphäreAnother known system for the conditioning of organic sewage sludge consists essentially of a double pipe coil used to preheat the sludge, the inner pipe of which is traversed by the hot sludge that has already been conditioned and the outer pipe of the cold raw sludge to be treated, and one inserted in a closed housing from the outside Gas- or steam-heated simple pipe coil for further Schlammerhitzimg and one of the actual Konditio niening serving, for the required throughput time or conditioning time sufficiently long simple pipe coil, either of the free atmosphere
ίο ausgesetzt oder wiederum in einem fremdbeheizien geschlossenen Gefäß angeordnet sein soll. Dort wird also der zu konditionierende Schlamm in allen drei Einzelaggregaten der Anlage ausschließlich nur mittelbar durch Wärmeübertragung durch eine Rohrwand hindurch erhitzt, wobei zur Konditionierung, ebenfalls im G ^gensatz zur erfindungsgemäßen Anlage, em sehr langes ununterbrochenes Rohr von gleichbleibendem Querschnitt benötigt wird (GB-PS 6 53 984).ίο exposed or again in an external heating should be arranged closed vessel. So there is the sludge to be conditioned in all three Individual units of the system only indirectly through heat transfer through a pipe wall heated through, whereby for conditioning, also in contrast to the system according to the invention, em very long uninterrupted tube of constant cross-section is required (GB-PS 6 53 984).
Bei einer weiteren, bereits bekannten Anlage zur Schlamnikonditionierung ist eine aus drei Reaktionsge fällen bestehende dampfbeheizte Konditionierstation sehlammwegsemg zwischen zwei in Sene geschalteten, als Schlammvorerhitzer bzw. Schlammkühler dienenden Doppelrohrschlangen-Wärmetauschern angeordnet.In another, already known system for sludge conditioning, one of three reaction quantities is required felling existing steam-heated conditioning station sehlammwegsemg between two switched in Sene, arranged as sludge preheater or sludge cooler serving double tube coil heat exchangers.
deren jeweiliges Innenrohr vom vorzuerhitzenden kalten bzw. vom bereits behandelten, heißen Schlamm und deren Außenrohr von kaltem Wasser als Kühlmittel bzw. dem dadurch erwä. mten Wasser als Heizmittel durchströmt wird. Abgesehen von der wiederum nur mittelbaren Schlammerhitzung über Rohrwände befinden sich dort die einzelnen Reaktionsbehälter, ebenfalls im Gegensatz zur erfindungsgemäüen Anlage, bei der die einzelnen Autoklaven hintereinandergeschaltet sind und gleichzeitig betrieben werden, in Parallelschaltung.their respective inner tube from the cold sludge to be preheated or from the hot sludge that has already been treated and the outer tube of cold water as a coolant or the thereby mentioned. needed water as a heating medium is flowed through. Apart from the again only indirect heating of the sludge via pipe walls there are the individual reaction vessels, too in contrast to the system according to the invention, in which the individual autoclaves are connected in series and operated at the same time, in parallel.
J5 wobei mittels eines besonderen Mehrfachvenülsystems immer nur jeweils einer der drei Behälter gefüllt wird, während ein anderer entleert und lediglich in einem einzigen, d. h. also dem dirtten Behälter, der Schlamm konditioniert wird (GB-PS 6 69 589).J5 using a special multiple valve system only one of the three containers is filled at a time, while another is emptied and only in one single, d. H. so the third container, the mud conditioned (GB-PS 6 69 589).
Hintereinandergeschaltete Autoklaven zur thermischen Konditionierung von Schlamm gewährleisten zwar die zur Einhaltung der Konditionierdauer erforderliche sogenannte »Kolbenströmung«, bei der sich alle Schlammteile gleichsam wie ein Kolben mit gleicher Geschwindigkeit durch das Autoklavrohr bewegen, doch besteht das Problem, daß das Schlammniveau in den einzelnen Autoklaven starken Schwankungen unterworfen ist und dadurch eine vorbestimmte gleichmäßige Schlammkonditionierung unmöglich wird.Series-connected autoclaves for thermal Conditioning of sludge ensures the necessary to adhere to the conditioning time so-called "piston flow", in which all parts of the sludge are as it were like a piston with the same Speed through the autoclave tube, but there is the problem that the sludge level in the individual autoclave is subject to strong fluctuations and thus a predetermined one uniform sludge conditioning becomes impossible.
und daß sich im Laufe der Zeit in diesem oder jenem der in Serie geschalteten Autoklaven in Bodennähe schwerere Schlammteilchen ansammeln, die den Betrieb der Konditionieranlage durch Verengung des Durch· flußquerschnitts. Erhöhung der Geschwindigkeit und Verkürzung der Konditionierzeit zusätzlich erheblich stören und zudem schwierig /u lokalisieren und beseitigen sind.and that in the course of time this or that of the Autoclaves connected in series collect heavier sludge particles near the floor, which make the operation of the conditioning system by narrowing the flow cross-section. Increase in speed and Shortening the conditioning time also disrupts considerably and is also difficult / u to localize and are eliminated.
Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, dieses Problem /π losen, d. h eine Arlane der eingangs genannten Art zu schaffen, mn der die störenden Niveauschuankungen in den ein/einen Autoklaven vermieden werden sollen und etwaige Schlammablagerungen im Bereich der Autoklavböden möglichst rasch und bequem beseitigt werden können. Diese AufgabeThe invention has the object of this Problem / solve π, d. h an Arlane of the entrance called type to create, mn the the disturbing Level fluctuations in the one / one autoclave should be avoided and any sludge deposits in the area of the autoclave floors as quickly as possible and can be easily eliminated. This task
h·; wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Autoklaven mit ihrem unteren Ende über je ein Absperrorgan an eine mit einem Auslragsschicber versehene gemeinsame Schlammaustragleitung und mit ihrem oberenH·; is achieved according to the invention in that the autoclave with its lower end via a shut-off device to a joint provided with a Auslragsschicber Sludge discharge line and with its upper one
Ende, durch über eine Ausgleichleitung miteinander kommunizierende .Steigleitungen zusammengcfaLSi. an eine gemeinsame Ablaßvomchtung fur das Autoklavenabgas angeschlossen sind, daß eine Konditinmerdampfleitung an den als Damplzumischgefaß ausgebildeten ersten Autoklav angeschlossen ist und Uaß der leizie Autoklav mit einer Steuervorrichtung versehen ist. durch die der Austragsschieber für den Schlammaus ι rag des letzten Autoklavs in Abhängigkeit von dessen Schlammniveau bei *.iigt wird.End, through to each other via a compensation line communicating risers together. at a common discharge device for the autoclave exhaust gas are connected that a Konditinmerdampfleitung is connected to the first autoclave designed as a steam mixing vessel and Uaß der leizie Autoclave is provided with a control device. through which the discharge slide for the sludge discharge of the last autoclave depending on the latter Sludge level at * .iigt.
Dadurch wird erreicht, daß dank der abgasseitig durch die über die gemeinsame Druckausgleichleitung miteinander kommunizierenden Steigleitungen zusammengefaßten und an eine gemeinsame Gasablaßvorrichtung angeschlossenen Autoklaven die Drücke und damit auch die Schlamniniveaus in den einzelnen Autoklaven automatisch stabilisiert werden, wodurch zusammen mit der durch die Steuervorrichtung des letzten Autoklavs in Abhängigkeit von dessen Schlammniveau bewirkten Betätigung des Hauptschiebers für den Schlammaustnig des letzten Autoklavs eine vorbeiUrünHc gleichmäßige Schiainnikoiidiiiunieruüg ermöglicht wird. Hierbei können etwaige, in den Autoklavböden allmählich aufgebaute Schlammab'Kgerungen bei geschlossenem Absperrorgan des letzten Autoklavs und offenem bzw. kurzzeitig geöffnetem Hauptschieber für den Schlammaustrag durch kurzzeitiges, vorzugsweise der Reihe nach erfolgendes Öffnen je eines der übrigen Absperrorgane bei Jon anderen Autoklaven aiii der Autoklavbatterie rasch und bequem ausgetrieben werden.This achieves that thanks to the exhaust side combined by the risers communicating with one another via the common pressure equalization line and autoclaves connected to a common gas discharge device, the pressures and so that the sludge levels in the individual autoclaves are automatically stabilized, whereby together with that by the control device of the last autoclave depending on it Sludge level caused actuation of the main slide for the sludge dung of the last autoclave overUrünHc even Schiainnikoiidiiiunieruüg is made possible. Any, in the Sludge deposits gradually built up in the autoclave bottoms with the shut-off element of the last autoclave closed and open or briefly opened Main slide for the sludge discharge through brief, preferably one after the other opening one of the other shut-off devices at Jon others Autoclaves aiii the autoclave battery quickly and conveniently be driven out.
Die einzelnen Autoklaven der Anlage lassen sich nach der Erfindung in vorteilhafter Weise zu einer Kreisbatterie vereinigen oder in einer bzw. mehreren Reihen anordnen, wobei die oberhalb des Schlamniniveaus der Autoklaven liegenden Apparateteile wegen der hier größeren Korrosionsgefahr zweckmäßig aus nichtrostendem Stahl bestehen.The individual autoclaves in the system can be lowered of the invention in an advantageous manner to a circuit battery unite or arrange in one or more rows, the above the sludge level of the Apparatus parts lying in the autoclave are expediently made of stainless steel because of the greater risk of corrosion here Made of steel.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigtSome exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing. It shows
F i g. 1 eine Ko.iditionieranlage in einer Seitenansicht.F i g. 1 shows a conditioning system in a side view.
Fig. 2 eine Anlage in Form einer Kreisbatterie im Grundriß,Fig. 2 shows a system in the form of a circular battery in Layout,
Fig. 3 eine Anlage in zweireihiger Anordnung im Grundriß undFig. 3 shows a system in a two-row arrangement in plan and
Fig.4 eine Anlage in zweireihiger Anordnung im Grundriß wie in F i g. 3, jedoch mit anderer Serienschaltung. 4 shows a system in a two-row arrangement in Floor plan as in Fig. 3, but with a different series connection.
In F i g. 1 sind vier vertikal angeordnete Autoklaven J bis 4 in einer Reihe angeordnet, schlammseitig hintereinandergeschaitet und mit ihrem unteren Ende über je ein Absperrorgan 15 bis 4s, die hier als Handschieber ausgebildet sind, an eine mit einem hinter dem letzten Handschieber 4s angeordneten Austragsschieber As versehene gemeinsame Schlammaustragleitung Sa angeschlossen. Alle vier Autoklaven 1 bis 4 sind mit ihrem oberen Ende durch über eine Ausgleichleitung miteinander kommunizierende Steigleitungen abgasseitig zusammengefaßt und an eine ihnen gemeinsame, vorzugsweise druckgesteuerte (vgl. P in Fig. 1) Ablaßvorrichtung Ag für das Autoklavenabgas angeschlossen. Der letzte Autoklav 4 ist mit einer Steuervorrichtung 5/ ausgerüstet, welche eine obere und eine untere Sonde aufweist und den Austragsschieber A s fur den Schlammaustrag des let/ten Autoiilavs 4 in ADhangigkci vuii dessen Schlanimniveau 4λπ öffnet bzw schließt. Der erste Autoklav 1 isi als DarnpfzumischgefaU ausgebildei und an eine Dampfleitung Ic/ angeschlossen Die obtrhalb des Schlammniveaus Sn der Autoklaven 1 bis 4 liegenden Apparateteile bestehen wegen der hier größeren Korrosionsgefahr aus nichtrostendem StahlIn Fig. 1, four vertically arranged autoclaves J to 4 are arranged in a row, the sludge side one behind the other and with their lower end each via a shut-off device 15 to 4s, which are designed here as manual valves, to a common discharge valve As provided behind the last manual valve 4s Sludge discharge line Sa connected. All four autoclaves 1 to 4 are combined with their upper end by risers communicating with each other via a compensating line on the exhaust gas side and connected to a common, preferably pressure-controlled (cf. P in FIG. 1) discharge device Ag for the autoclave exhaust gas. The last autoclave 4 is equipped with a control device 5 / which has an upper and a lower probe and opens or closes the discharge slide A s for the sludge discharge of the last autoclave 4 depending on the sludge level 4λπ. The first autoclave 1 is designed as a steam mixing vessel and is connected to a steam line Ic / The apparatus parts located above the sludge level Sn of the autoclaves 1 to 4 are made of stainless steel because of the greater risk of corrosion here
Normalerweise sind alle Handschieber mit AusnahmeUsually all hand sliders except
ίο desjenigen des letzten Autoklavs 4 geschlossen, d. h. also die drei Aospenorgane Is bis 3s.ίο that of the last autoclave 4 closed, d. H. that is, the three organs of the ears Is to 3s.
Eine in der Zeichnung nicht dargestellte Hochdruck pumpe fordert den zu behandelnden Schlamm z. El über einen Wärmeaustauscher in den Autoklav 1. Dabei kann der zur Erreichung der notwendigen Konditionieren! peratur benötigte Dampf bereits in die Schlammleitung oder über eine Dampfleitung \din den ersten Autoklav 1 eingeführt werden. Da der Druck in allen Autoklaven 1 bis 4 dank der Ausgleichleitung gleich ist and die Autoklaven übtrd.e Steigleitungen zu einem kommun1 zierenden Gefäß verbunden sind, bewirk as Ansieigen des Sthiammn:veaus ls/j im Autoklav 1 sugl.ich einen Ausgleichstrom über die Steigleitung in den Autoklav 2. und das Spiel setzt sich über alle nachfolgenden Autoklaven fort.A high pressure pump not shown in the drawing calls for the sludge to be treated, for. El via a heat exchanger into the autoclave 1. This can be used to achieve the necessary conditioning! temperature required steam are introduced already in the mud line or via a steam line \ d in the first autoclave. 1 Since the pressure in all the autoclave 1 to 4, thanks to the compensation line is equal and the autoclave übtrd.e risers are connected to a kommun 1 ornamental vessel bewirk as Ansi tilt the Sthiammn: veaus ls / j sugl.ich in the autoclave 1 a compensation current through the Riser into the autoclave 2. and the game continues through all subsequent autoclaves.
Im Behar virigszustand wird sich ein leicht fallendes Schlammniveau vom Autoklav 1 bis /um Autoklav 4 einstellen, v, ie dies in F ι g. 1 mit der Linie Sn angedeutet ist B-I dem normalerweise diskontinuierlichenSteady virigszustand a slightly falling sludge level from the autoclave 1/4 to the autoclave is set, v, ie the g in F ι. 1 indicated by the line Sn BI is the normally discontinuous
JO Schlammaustrag wird sich bei geschlossenem Ausirags schieber As für den Schlammaustrag des letzten Autoklavs 4 das .Schlammniveau Sn parallel nach oben verschieben, bis im letzten Autoklav — hier ist es der Autoklav 4 — die Ebene der oberen Sonde der Steuervorrichtung St erreicht ist. Dies gibt das Signal zum Öffnen des Austragsschiebers As. Wegen des hohen Druckes fließt der Schlamm über diesen Schieber rasch aus. das Schlammniveau 4sn im letzten Autoklav 4 sinkt, wodurch sich ein verstärktes Nachfließcn vowJO sludge discharge will move the sludge level Sn parallel upwards when the discharge slide As is closed for the sludge discharge of the last autoclave 4 until the level of the upper probe of the control device St is reached in the last autoclave - here it is the autoclave 4. This gives the signal to open the discharge slide As. Because of the high pressure, the sludge flows out quickly through this slide. the sludge level 4sn in the last autoclave 4 sinks, as a result of which there is an increased afterflow
Ίϋ Schlamm aus dem Autoklav 3 in den Autoklav 4 ergibt, was wiederum ein Sinken des Schlammniveaus im Autokla/ 3 bewirkt und damit ein verstärktes Nachfließen aus dem Autoklav 2 in den Autoklav 3 und schließlich entsprechend auch vom Autoklav 1 zum Autoklav 2. wobei im Endergebnis das Niveau \sn im Autoklav 1 absinkt.Ίϋ Sludge results from the autoclave 3 into the autoclave 4, which in turn causes the sludge level in the autoclave / 3 to drop and thus an increased flow from the autoclave 2 into the autoclave 3 and finally also from the autoclave 1 to the autoclave 2, with the end result the level \ sn in autoclave 1 drops.
Sollten sich nun im Laufe der Zeit schwerere Schiammteilchen am Boden der Autoklaven 1 bis 3 ansammeln, so können sie bei geschlossenem Handschieber 45 des letzten Autoklavs 4 durch kurzzeitiges, vorzugsweise der Reihe nach erfolgendes öffnen je eines der drei übrigen Handschieber Is bis 3s und gleichzeitiges öffnen des Austragsschiebers As ausgetragen we* Ji!n. Auf diese Weise können Schiammab-Should heavier sludge particles collect on the bottom of the autoclaves 1 to 3 over the course of time, they can open one of the other three manual slides Is up to 3s and simultaneously with the manual slide 45 of the last autoclave 4 closed by briefly opening, preferably one after the other of the discharge slide As discharged we * Ji! n. This way, sepsis can
« Iagerungen, die den Betrieb der Konditionieranlage stören, wirksam verhindert werden.«Storage, the operation of the conditioning system disturb, be effectively prevented.
F ι g. 2 zeigt eine als Kreisbatterie ausgeführte Anlage mit sechs Autoklaver. Γ — 6. während in Fig. 3 eine Anlage mn zwei hinte 'einandergeschalteten Reihen R !Fig. 2 shows a system designed as a circular battery with six autoclaves. Γ - 6. while in Fig. 3 a system with two rows R !
hi» und R 2 von insgesamt sechs Autoklaven 1" bis 6" und in F ι g: 4 eine Anlage mit ebenfalls zwei Reihen R1 und R 2 von insgesamt sechs Autoklaven V" bis 6'", jedooh in zickzackförmiger Serienschaltung, dargestellt ist.hi »and R 2 of a total of six autoclaves 1" to 6 "and in Fig : 4 a system with also two rows R 1 and R 2 of a total of six autoclaves V" to 6 '", but in a zigzag series connection .
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
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