DE2304649A1

DE2304649A1 - Verfahren und vorrichtung zur gleichzeitigen veraschung von brennbaren abfaellen und schlamm

Info

Publication number: DE2304649A1
Application number: DE2304649A
Authority: DE
Inventors: Dominique Marie Larger
Original assignee: SOCEA
Current assignee: SOCEA
Priority date: 1972-01-31
Filing date: 1973-01-31
Publication date: 1973-08-09
Also published as: FR2169734A1; US3815522A; DE2304649C3; FR2169734B1; IT977581B; DE2304649B2

Description

Herne, 8«» München 40,

Freiligrathstraße 19 w% · ~* t i w* *m t* U B. *» Ϊ* m Eisenacher Straße 17

Postfach 140 OipL-lng. R. H. B-?nr _Pa,._{Anw BelzIer} Pat.-Anw. Herrmann-Trantepohl Dial - PhVS EdliafCl BCtZlef Fernsprecher: 36 3011 Fernsprecher; 51013 uijii. riije. 363012

⁵¹⁰¹⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl ^Κ3013

Telegrammanschrift: ^r ** Telegrammanschrift:

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat München

Telex 08 229 853 Telex 5215360

ρ ~1 Bankkonten:

Bayrische Vereinsbank München 952287 Dresdner Bank AG Herne 7-520 Postscheckkonto Dortmund 55868

^Ref-^: MO 3982 Dr.La/hr

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München

EAU ET ASSAINISSEMENT SOCEA, 280, Avenue Napoleon Bonaparte, 92 Rueil-Malmaison (Frankreich)

Verfahren und Vorrichtung zur gleichzeitigen Veraschung von brennbaren Abfällen und Schlamm

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Veraschung von brennbaren Abfällen und Schlamm sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung betrifft insbesondere die thermische Aufbereitung von Schlamm, der bei der Reinigung von Wasser entsteht und verascht werden soll.

Es ist bekannt, daß verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden sind, bei denen die bei der Verbrennung der brennbaren Abfälle frei werdende Energie in einem Veraschungsofen verwendet wird, um den Schlamm zu entwässern, so daß man den Schlamm in den gleichen Ofen einführen und verbrennen kann.

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Auf diese Weise ist es bekannt den Schlamm zu entwässern, indem man diesen in einen Wärmeaustauscher führt, der durch Verbrennungsgase von Küchenabfall en erhitzt wird, und ihn dann direkt wieder in die Verbrennungskammer für die Küchenabfälle zurückführt.

Diese Verfahrensweise hat den Nachteil, daß der Schlamm nur durch die Verdampfung und das Kochen entwässert wird, so daß keine vollständige Entwässerung möglich ist. Um außerdem eine gute Entwässerung zu erreichen, ist es notwendig, daß der Schlamm lange genug in dem Wärmeaustauscher gehalten wird, wodurch Abscheidungen, Verschleißerscheinungen und Korrosionen auf den Austauscheroberflächen hervorgerufen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,■die oben angegebenen Nachteile zu überwinden.

Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur gleichzeitigen Veraschung von brennbaren Abfällen und Schlamm gelöst, bei dem man vorher den Schlamm durch direkten Wärmeaustausch mit den Verbrennungsgasen erhitzt, die von der Veraschung der brennbaren Abfälle herstammen und man anschließend den Schlamm verbrennt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Schlamm zwischen der Erhitzung und der Veraschung kochen läßt und ihn vom Wasser abtrennt, wobei lediglich der Rückstand' von dieser Abtrennung anschließend verbrannt wird, während man das abgetrennte Wasser abführt.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Veraschung von brennbaren Abfällen und

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Schlamm mit einem Wärmeaustauscher, der einen Kreislauf für den Schlamm und einen Kreislauf für die Brenngase umfasst, der durch einen Teil des Kreislaufs zur Abführung der Brenngase aus einem Ofen zur Veraschung von brennbaren Abfällen gebildet wird, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Einheit bzw. Anordnung zum Kochen des Schlammes und zur Abtrennung des Wassers enthält, die zwischen dem Ausgang des Kreislaufes für den Schlamm aus dem Wärmeaustauscher angeordnet ist, und eine Veraschungskammer für den Schlamm.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung besitzen den wesentlichen Vorteil, daß man die Wärme der Verbrennungsgase bzw. der Veraschungsgase der brennbaren Abfälle verwendet, um ein Verkochen bzw. Sieden und die Abtrennung des Wassers außerhalb des Wärmeaustauschers zu bewirken, wodurch ein schneller Übergang des Schlamms in den Wärmeaustauscher ermöglicht wird. Durch diesen schnellen Übergang wird eine Ansammlung von Schlamm und die Korrosion der Oberflächen des Wärmeaustauschers wesentlich verringert.

Weitere charakteristische Eigenschaften und Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen in der folgenden Beschreibung im einzelnen erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zum gleichzeitigen Kochen und Abtrennen mittels Dekantierung.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer zweiten

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bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zum aufeinanderfolgenden Kochen und Abtrennen mittels Dekantierung.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer dritten bevorzugten Ausfuhrungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zum aufeinanderfolgenden Kochen und Abtrennen mittels Filtrierung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung nach der Erfindung dient der gleichzeitigen Veraschung von Schlamm und brennbaren Abfällen in einem Veraschungsofen 1. Der Rauchabzug bzw. Schornstein 2, der auch zum Kreislauf der aus dem Veraschungsofen 1 abzuführenden Brenngasen dient, besteht vom Ofen an, in dem die brennbaren Abfälle verbrannt werden, aus einer senkrechten Leitung 3 zum Abzug der Gase, einer waagerechten Kammer 4 zum Veraschen des Schlammes und aus einer senkrechten Leitung 5 zum Abführen der Gase. In der Leitung 5 befindet sich ein Wärmeaustauscher 6 mit einem Röhrenbündel, das auf der einen Seite durch eine Leitung 7 mit einer Förderpumpe 8 für den Schlamm verbunden ist und auf der anderen Seite durch eine Leitung 10 mit einem Zwischenniveau 11 zwischen dem Unterteil und dem Oberteil eines Koch- und Dekantierungsbehälters 12, der wärmeisoliert ist und unter Druck gehalten wird. Die Förderpumpe 7 für den Schlamm ist selbst mit einer Reinigungsvorrichtung 9 für den Schlamm verbunden. Die Basis 13 des Behälters 12 ist mittels einer Leitung 14 und mittels eines Entspannungsventils 15 (vanne de detente) mit dem Oberteil 16 der Kammer 4 für die Verbrennung bzw. Veraschung des Schlammes verbunden. Der Oberteil 17 des Behälters 12 ist

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mittels einer Leitung 19 mit einem Dampfkondensator 18 verbunden, wobei sich in der Leitung 19 ein Entspannungsventil 20 befindet. Der kondensierte Dampf wird zur Vorrichtung 9 zur Reinigung des Schlammes geführt. Das im Behälter 12 oberhalb des Schlammes dekantierte Wasser wird in gleicher Weise durch eine Leitung 21 in die Reinigungsvorrichtung für den Schlamm geführt. Die Leitung 21 endet in dem Behälter 12 oberhalb des Niveaus 11 und enthält ein Entspannungsventil 22.

Die Vorrichtung nach der Erfindung funktioniert folgendermaßen:

Der von der Reinigungsvorrichtung kommende Schlamm wird unter Druck mittels der Förderpumpe 8 in den Wärmeaustauscher 6 geleitet, der durch Rauch bzw. Verbrennungsgase erhitzt wird, die aus dem Veraschungsofen 1 für die brennbaren Abfälle herstammt nach Durchgang durch die Kammer 4 für die Veraschung des Schlammes. In dem Wärmeaustauscher 6 wird der Schlamm bis zu seiner Siedetemperatur erhitzt. Der Schlamm wird anschließend unter Druck in den Koch- und Dekantierbehälter 12 geführt, in dem er mittels der Wärmeisolierung auf Temperatur gehalten wird und gekocht und dann dekantiert wird. Der in dieser Weise dekantierte Schlamm wird im Ventil 15 entspannt und dann in der Kammer 4 gebrannt bzw. verbrannt. Der im Behälter 12 frei gewordene Dampf wird im Ventil 20 entspannt, dann im Kondensator 18 kondensiert und das im Behälter dekantierte Wasser wird gleichermaßen zu der Reinigungsvorrichtung durch die Leitung 21 geführt.

Auf diese Weise benutzt man die durch die Verbrennung der

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brennbaren Abfälle frei werdende Wärme zum Erhitzen des Schlammes auf seine Siedetemperatur, wobei man vermeidet, daß der Schlamm zur Zeit des Kochens in dem Wärmeaustauscher verweilt. Dadurch wird die Verschmutzung, Verrußung und die Korrosion des Wärmeaustauschers vermindert. Außerdem benutzt man das Kochen des Schlammes zum Verbessern seiner Dekantierung. Das Kochen des Schlammes zieht eine Modifizierung seiner Struktur nach sich und erzeugt eipen Koagulierungseffekt, der die Dekantierung verbessert.

Aufgrund des Verfahrens nach der Erfindung kann die Menge des zu verbrennenden Schlammes auf zwei Drittel reduziert werden. Beispielsweise kann man zur Behandlung von einem Kilogramm Schlamm zwei Drittel der Bestandteile (das sind 660 g) als Wasser abtrennen bei einem Verbrauch von etwa 190 Kcal, während man für die Verdampfung von 660 g Wasser aus dem Schlamm mehr als 400 Kcal benötigen würde. Das Verfahren nach der Erfindung ist daher aus Gründen der Energie sehr interessant und man kann von einem Schlamm mit 96 % Wasser ausgehen anstelle eines Schlammes mit 92 % und dadurch kann die Vorrichtung zur Reinigung des Schlammes vereinfacht werden. Außerdem kann man Rauchgase bzw. Brenngase erhalten, die von der Verbrennung bzw. Veraschung vom getrockneten Schlamm und von den brennbaren Abfällen herstammen und zwar bei einer Temperatur oberhalb von 700⁰C. Bei dieser Temperatur sind die geruchhaltigen Dämpfe durch die Oxidation vernichtet und dadurch werden keine unangenehm riechende Substanzen in die Atmosphäre abgeführt. Ein anderer Vorteil der Verbrennung des Schlammes in den Rauchgasen der verbrannten Abfälle steht darin, daß der Sauerstoff in den Rauchgasen zur Oxidation des Schlammes

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dient, wodurch die Verbrennung des Schlammes im Ofen verbessert wird und es sogar möglich wird den Schlamm in den Rauchgasen zu verbrennen, wobei dieser Sauerstoff als Zündstoff dient.

Ein Vorteil des Kochens und der Dekantierung des Schlammes in dem gleichen Behälter unter Druck beruht auf der Tatsache, daß man mit einer verhältnismässig niedrigen Siedetemperatur arbeiten kann, die bei etwa 160 bis 190°C liegt. Das dekantierte Wasser, das zu der Reinigungsvorrichtung zurückgeführt wird, ist weniger beladen, da je niedriger die Siedetemperatur ist, desto weniger Verunreinigungen werden im Wasser aufgelöst.

Die in der Fig. 2 dargestellte Vorrichtung nach der Erfindung ist identisch mit der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und die identischen Teile tragen die gleichen Bezugsziffern. Es besteht lediglich der Unterschied, daß der Behälter 12 durch einen Dekahtierungsbehälter 12b ersetzt ist, der geschlossen ist und bei einem Druck gehalten wird, der bei etwa atmosphärischem Druck liegt. Weiterhin besteht der Unterschied, daß sich in der Leitung 10, die hier aus den beiden Teilen 10a und 10b besteht ein Siedebehälter 12a befindet, der wärmeisoliert ist und sich unter Druck befindet. Der obere Teil dieses Siedebehälters 12a ist mittels einer Leitung 19a mit dem Kondensator 18 verbunden.

Auf diese Weise kann man in zwei getrennten Behältern das Kochen und die Dekantierung des Schlammes durchführen. Das Kochen wird im Behälter 12a durchgeführt,

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in dem der Schlamm auf Temperatur gehalten wird. Nach Entspannung in einem Entspannungsventil 15a, das sich in der Leitung 10b befindet, wird der gekochte Schlamm in dem Behälter 12b dekantiert.

Der Dampf und das dekantierte Wasser müssen nicht mehr entspannt werden bevor sie in den Kondensator 18 zurückgeführt werden und in die Reinigungsvorrichtung 9 und das Entspannungsventil" 20, das in der Fig. 1 dargestellt ist, ist hier nicht notwendig. Dagegen ist es notwendig, den beim Kochen im Behälter 12a frei gewordenen Dampf in ein Entspannungsventil 20a zu entspannen und zwar bevor dieser durch die Leitung 19a zum Kondensator 18 geführt wird. Da sich der Schlamm in dem Behälter 12b nicht mehr unter Druck befindet, ist das Entspannungsventil 15, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, hier nicht mehr notwendig.

Bei einer modifizierten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird der in dem Koch- und Dekantierbehälter 12 oder der in dem Kochbehälter 12a und in dem Dekantierbehälter 12b frei gemachte Dampf in den Veraschungsofen 1 zurückgeführt mittels der Leitungen 19c oder 19d und 19e, die in den Fig. 1 und 2 mit gestrichelten Linien dargestellt sind, und nicht in die Reinigungsvorrichtung 9 über den Kondensator 18.

Die in der Fig. 3 dargestellte Vorrichtung nach der Erfindung entspricht in den meisten Teilen der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung und die identischen Teile tragen die gleichen Bezugsziffern. Es bestehen jedoch folgende Unterschiedes Der Dekantierbehälter 12b ist durch einen Flotierbehälter 12f ersetzt, der sich unter

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Druck befindet. Die Leitung 14 ist durch eine Leitung I4f ersetzt, die mit dem oberen Teil des Flotierbehälters 12f verbunden ist, um daraus den Schlamm zu extrahieren. In der Leitung I4f ist ein Entspannungsventil 15f angeordnet. Die Leitung 21 ist durch die Leitung 21f ersetzt die mit dem unteren Teil eines Behälters 13 verbunden ist, um daraus das Flotierwasser zu extrahieren. Die Leitung 21f enthält das Entspannungsventil 23. Die Flotierung wird durchgeführt, indem Luft in den unteren Teil des Behälters 12f mittels einer Leitung 23 eingeleitet wird und zwar in Form von Luftblasen, um die Flotierung zu verbessern. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Flotierung realisiert werden, indem der obere Teil des Flotierungsbehälters leicht unter Druck gebracht wird mittels des Entspannungsventils 2Of, das in der Leitung 19 angeordnet ist. Das Entspannungsventil 15a, der Vorrichtung nach Fig. 2 ist hier nicht vorhanden. Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise bei bestimmten Schlammarten verwendet werden, die einmal gekocht, nicht mehr mit guter Ausbeute dekantiert werden können.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

Λ^) Verfahren zur gleichzeitigen Veraschung von brennbaren Abfällen und Schlamm, bei dem man vorher den Schlamm durch direkten Wärmeaustausch mit den Verbrennungsgasen erhitzt, die von der Veraschung der brennbaren Abfälle herstammen und man anschließend den Schlamm verbrennt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Schlamm zwischen der Erhitzung der Veraschung kochen läßt und ihn vom Wasser abtrennt, wobei lediglich der Rückstand von dieser Abtrennung anschließend verbrannt wird, während man das abgetrennte Wasser abführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man das Wasser durch Dekantierung vom Schlamm abtrennt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man das Wasser durch Flotierung vom Schlamm abtrennt.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet ,daß man das Kochen/ies Schlammes und das Abtrennen des Wassers gleichzeitig durchführt.

5. Verfahren nach Ansprüchen T bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kochenti.es Schlammes und das Abtrennen des Wassers in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen durchführt.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Schlammrückstand im

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Kontakt mit den Verbrennungsgasen verbrannt wird, die von der Veraschung der brennbaren Abfälle herstammen.

7. Vorrichtung zur gleichzeitigen Veraschung von brennbaren Abfällen und Schlamm mit einem Wärmeaustauscher, der einen Kreislauf für den Schlamm und einen Kreislauf für die Brenngase umfasst, der durch einen Teil des Kreislaufes zur Abführung der Brenngase aus einem Ofen zur Veraschung von brennbaren Abfällen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Einheit bzw. Anordnung (12, 12a-12b, 12a - 12f) zum Kochen des Schlammes und zur Abtrennung des Wassers besitzt, die zwischen dem Ausgang (10, 10a) des Kreislaufes für den Schlamm (6) aus dem Wärmeaustauscher (5-6) angeordnet ist, und eine Veraschungskammer (4) für den Schlamm.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Anordnung (12, 12a - 12b) zum Kochen des Schlammes und zur Abtrennung des Wassers eine Einheit zum Kochen und zum Dekantieren ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Anordnung (12a - 12f) zum Kochen des Schlammes und zur Abtrennung des Wassers eine Einheit zum Kochen und zum Flotieren ist.

10. Vorrichtung nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Anordnung (12) zum Kochen und zum Abtrennen aus einem einzigen Behälter besteht, der sich unter Druck befindet und wärmeisoliert ist.

11. Vorrichtung nach Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Anordnung (12a-12b, 12a-12f)

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zum Kochen und zum Abtrennen aus einem wärmeisolierten Kochbehälter (12a) und einem unter Druck befindlichen Abtrennungsbehälter (12b, 12f) besteht, die in Serie angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Ansprüchen 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Veraschungskammer (4) für den Schlamm aus einem Teil des Kreislaufes (2) für die Abführung der Verbrennungs_wgase aus dem Ofen (1) zur Veraschung der brennbaren Abfälle besteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Kammer (4) oberhalb von Wärmeaustauscher (5-6) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Dampfkondensator (18) besitzt, der mit der Koch- und Abtrennungsanordnung (12, 12a-12b, 12a-12f) verbunden ist.

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