DE3048351A1

DE3048351A1 - Verfahren und vorrichtung zur thermischen behandlung von waessrigen schlaemmen

Info

Publication number: DE3048351A1
Application number: DE19803048351
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing.(grad.) 6602 Saarbrücken Moskau
Original assignee: SAARBERG FERNWAERME GmbH
Current assignee: SAARBERG FERNWAERME GmbH
Priority date: 1980-12-20
Filing date: 1980-12-20
Publication date: 1982-07-01
Also published as: DE3048351C2; CH658449A5; ATA542081A; AT381922B

Description

Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung von wäßrigen
Schlämmen Die Er findung bezieht sich auf ein Verfahren zur thermischen Behandlung von wäßrigen Schlämmerl, welche brennbare Stoffe enthalten, insbesondere von Klärschlämmen, bei dem die Schlämme bei erhöhtem Druck und bei erhöhter Temperatur einer Oxidation in einem Ofen unterworfen werden, wobei man mittels dem bei der Oxidation aus dem Schlamm erzeuyten Gas-Dampfgemisch durch indirekten Wärme tausch den zur Dxidation komlllerlden Schlamrn eindickt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Unter einer Uxidation ist dabei j'ußer der Verbrennung auch eirie Werschwelung oder Vergasung zu verstellen.
Bei einem aus der DE-PS 27 53 537 bekannten Verfahren zur thermischen Behandlung von wäßrigen Schlämmen wird ein Dünnschichtverdampfer mit einem Gas-Dampfgemisch aus einem druckfesten Ofen beheizt, wodurch insbesondere Klärschlamm soweit eingedickt wird, daB er in der ü fei e inqespeist und ohne zusätzlichen Brennstoff verbrannt werderl karl. Nachteilig ist, daß der Wärmeübergang vorn as-Dampfgemisch zur @eizwand des Verdampferraumes des D@nnschichtverdampfers nicht hoch genug ist, so daß der Verdampfer zur Verbesserung des Wirkungsgrades größer dimensioniert verden muß.
Nachteilig ist ferner, daß das in den Dünnschichtverdampfer einströmende Gas-Dampfgemisch nicht gereinigt ist, sondern noch Schmutz- und Schadstoffe enthält.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, tliese Nacitw te zu vortriden und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die gesamte Wärme des Gas-Dampfgemisches besser in den Verdampferraum des Dünnschichtverdampfers eingeleitet werden kann, so daß die Abmessungen verringert werden können, wobei zugleich Scmutz-und Schadstoffe aus dem Gas-Dampfgemisch entfernt werden sollen.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das Gas-Dampfgemisch in unmittelbaren Kontakt mit einem Wärmeträgermedium gebracht wird, wobei die nutzbare Wärme des Gas-Dampfgemisches in das Wärmeträgermedium übergeht, und daß die Eindickung des Schlaitirtes mit Hilfe des erwärmten Wärmeträgermediums vollzogen wird.
Vorteilhafterweise dient als Wärmeträgermedium das bei der Kondensation des Dampfes aus dem Gas-Dampfgemisch entstehende Kondenswasser, durch welches das Gas-Dampfgemisch geleitet wird und welches dabei Nutzwarme aufnimmt, die es an den Verdampferraum eines Dünnschichtverdampfers abgibt. Auf diese Weise werden zugleich Schmutz- und Schadstoffe aus dem Gas-Dampfgemisch entfernt; ferner findet ein besserer Wärmedurchgang vom Heizraum zum Verdampferraum des Dünnschichtverdampfers statt. Die Schmutz-und Schadstoffe werden kontinuierlich entfernt.
Im Einflußbereich des Dünnschichtverdampfers oder des Mischkondensators kann ein Wärmetauscher angeordnet sein, der überschüssige Wärme, die nicht für die Verdampfung des Schlammes benötigt wird, in ein Fernwärme netz oder an andere Wärmeverbraucher speist.
Eine nebengeordnete Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gas-Dampfgemisch über einen Wårmetauscher in mittelbaren Kontakt mit einem Wärmeträgermedium gebracht wird, wobei die nutzbare Wärme des Gas-Dsmpfgemisches in das Wärmeträgermedium übergeht, und daB die Eindickung des Schlammes mit Hilfe des erwärmten Wärmeträgermediums vollzogen wird. Dieses Wärmeträgermedium kann einen höheren Siedepunkt als Wasser haben.
Die Beheizung des einzudickenden Schlammes mittels eines Wasser- bzw. Wärmeträgerbades bewirkt in vorteilhafter Weise eine schonende Eindickung, d.h.
es treten keine örtlichen Uberhitzungen auf, die zu einem "Anbrennen" eines empfindlichen, eiweißreichen SchIammes führen könnten.
Die Erfindung wird anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Dünnschichtverdampfer, des Heizraum mit Kondenswasser gefüllt ist, Fig. 2 einen Dünnschichtverdampfer mit auaeniegendem Mischkondensator.
Mit 2 ist ein Dünnschichtverdampfer bezeichnet, dessen Heizraum 11 einen umlaufenden Düsenboden 16 aufweist. Dieser Heizraum 11 ist mit Kondenswasser bis zu einer gewissen Höhe gefüllt, durch welches aus einem druckfesten Ofen 3 über einen Filter 4 heißes Gas-Dampfgemisch geleitet wird. Über der Wasseroberfläche des Heizraumes 11 sind Tropfenabscheider 17 angeordnet.
Die Anordnung arbeitet wie folgt: Aus dem druckfesten Ofen 3 wird über Filter 10 ein Gas-Dampfgemisch einqeleitet, welches über einen Düsenboden 16 in das im Heizraum 11 befindliche , als Wärmeträgermedium fungierende Kondenswasser (Wasserbad) strömt. Dabei kondensiert der Dampf des Gas-Dampfgemisches und gibt seine fühlbare Wärme und Kondenswärme ab; das Gas enthält nur fühlbare Wärme, welche an das Kondenswasser abgegeben wird.
Durch die Kondensation entsteht ständig neues Kondenswasser, daß aber über einen Wärmetauscher 18 und eine Entspannungsmaschine 15 ständig entfernt wird, damit der Heizraum ll nicht überfüllt wird.
Der im Verdampferraum 11 des Düinschichtverdampfers 2 bei der Eindickuny des Schlammes entstehende Dampf wird ebenfalls verwertet und der eingedickte Schlamm über ein Pumpe 9 in den Ofen 3 eingespeist.
Dem Schlamm, z.B. einem Industrieschlamm, können falls erforderlich, brennbare Stoffe in genügender Menge zusätzlich beigemischt werden, damit sich der Verbrennungsvorgang von selbst unterhält.
In Figur 2 ist ein Mischkondensator 1 vorgesehen, in dem das aus dem druckfesten Ofen 3 kommende Gas-Damp fge1nisch über Filter 10 und Düsenboden 16 eingeleitet wird. Dabei kondensiert der Dampf des Gas-Damprgemischesl 1whhrend das abgekühlte, gereinigte Gas über einen Filter 12 und eine Abgasturbine 13 abgezogen wird. Die fühlbare Wärme des Gases sowie die fühlbare Wärme und Kondensuärme des Dampfes erwärmen das als Wärmeträgermedium dienende Kondenswasser, welches aus dem Mischkondensator 1 über eine Pumpe 4 in den Heizraum 11 des DBnnschichtverdampfers 2 gepumpt wird. Dort gibt es seine Wärme an den Verdampferraum 11'bzw. den Schlamm im Verdampferraum des Dünnschichtverdampfers 2 ab. Durch die ständige Kondensierung von Dampf entsteht überschüssiges Kondenswasser, das über Wårmetauscher 14 und Entspannungsrnaschine 15 abgezogen wird.
Das abgekühlte Kondenswasser wird aus dem Heizraum 11 über eine RUckleitung 5 zurück in den Mischkondensator 1 geführt, wo es wieder aufgewärmt und über Pumpen 4 in den Heizraum 11 des Dünnschichtverdampfers zurückbefördert wird.
Vorteilhaft ist bei beiden Ausführungsformen, daß durch die Gaswäsche im Kondenswasser der Filter 12, vorwiegend ein Elektrofilter, kleiner ausgelegt werden oder gänzlich entfallen kann.
Durch Zugabe von Chemikalien zur Schmutzfäilung und/oder Schadstoffbindung kann die Materialauswahl des DUnnschichtverdampfers und/oder Mischkondensators gUnstig beeinflußt werden.
Anstelle eines DUnnscflichtverdampfers können aber auch andere Verdampferausbildungs forrten wie Rchrbündelverdampfer, Hohlschneckenverdampfer oder andere vorgesehen werden.
Durch die außenliegende Anordung des Mischkondensators ist aufgrund der größeren Apparateabmessungen eine bessere Gaswäsche möglich.
Sofern die überschüssige Kondensatmenge nicht in der Lage ist, die Schmutz- und Schadstoffe in ausreichendem Maße abzuführen, kann ein gesonderter Waschwas serreinigungskre is lauf vorgesehen werden. Das gilt sowohl für den Dnnschichtrerdampfer, als auch für den Mischkondensator und den Wärmetauscher.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung von waßrigen Schlämmen Patentansprüche 1. Verfahren zur thermischen Behandlung von wäßrigen Schlämmen, welche brennbare Stoffe enthalten, insbesondere von Klrschlämmen, bei dem die Schlämme bei erhöhtem Druck und bei erhöhter Temperatur einer Oxidation in einem Ofen unterworfen werden, wobei man mi teis dem bei der Oxidation aus dem Schlamm erzeugten Gas-Dampfgemisch durch indirekten Wärmetausch den zur Oxidation kommenden Schlamm eindickt, dadurch gekenn7eichnet, daß das Gas-Dampfgemisch in unmittelbaren Kontakt mit einem Wärmeträgermedium gebracht wird, wobei die nutzbare Wärme des Gas-Dampfgemisches in das Wärmeträgermedium übergeht, und daß die Eindickung des Schlammes mit Hilfe des erwärmten Wärmeträgermediurns vollzogcn wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträgermedium das auskondensierte Wasser des Gas-Dampfyemischers dient, mit welchem der Heizraum eines Dünnschichtverdampfes angefüllt ist, daß das Gas-Dampfgemisch durch das sich im Heizraum befindliche Kondenswasser geleitet wird, wobei der Dampf des Gas-Dampfgemisches kondensiert, daß das abgekühlte Gas abgezogen, und daß ständig mit Schmutz- und Schadstoffen beladenes Kondenswasser in einer Menge aus dem Heizraum abgezogen wird, welche der Menge des auskondensierten Dampfes entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Warmeträgermedium das auskondensierte Wasser des Gas-Dampfgemisches dient, durch welches in einem besonderen Mischkondensator das Gas-Dampfgemisch geleitet wird, wobei der Dampf kondensiert und das abgekuhlte, gereinigte Gas abgezogen wird, daß das erwärmte Kondenswasser in den Heizraum des Dünnschichtverdampfers geleitet wird und seine Wärme an den Schlamm im Verdampferraum abgibt, daß abgekühltes Kondenswasser zur erneuten Erwärmung in den Mischkondensator zurückgeleitet wird und zugleich eine Menge mit Schmutz- und Schadstoffen beladenes Kondenswasser abgezogen wird, die der Menge des aus dem Dampf entstehenden Kondenswassers entspricht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Einflußbereich des Mischkondensators und/oder des Dunnschichtverdampfers ein Wärmetauscher angeordnet ist, mittels dem überschüssige Warme aus dem Gas-Damefgemisch in ein angeschlossenes Fernwermenetz oder andere Warmeverbraucher übertragbar ist.
5. Verfahren zur thermischen Behandlung von waßrigen Schlämmen, welche brennbare Stoffe enthalten, insbesondere von Klärschlämmen, bei dem die Schlämme bei erhöhtem Druck und bei erhöhter Temperatur einer Oxidation in einem Ofen unterworfen werden, wobei man mittels dem bei der Oxidation aus dem Schlamm erzeugten Gas-Dampfgemisch durch indirekten Wärmetausch den zur Oxidation kommenden Schlamm eingedickt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas-Dampfgemisch über einen Wärmetauscher in mittelbaren Kontakt mit einem Warmeträgermedium gebracht wird, wobei die nutzbare Wärme des Gas-Dampfgemisches in das Warmeträgermedium übergeht, und daß die Eindickung des Schlammes mit Hilfe des erwärmten Wårmeträgermediums vollzogen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Wårmeträgermedium Wasser oder ein Stoff dient, dessen Siedepunkt ueber dem von Wasser liegt, beispielsweise ein Wärmeträgeröl, mit welchem der Heizraum des Ennnschichtverdampfers angefüllt ist, daß das Gas-Dampfgemisch durch einen Wärmetauscher geleitet wird, wobei der Dampf des Gas-Dampfgemisches kondensiert, daß das abgekühlte, gereinigte Gas abgezogen, und daß ständig Kondenswasser in einer Menge aus dem Warmetauscher abgezogen wird, welche der Menge des auskondensierten Dampfes entspricht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die \bwärne des überschüssigen, aus dem Heizraum des Dünnschichtverdampfers und/oder aus dem Wänrtauscher abfließenden Kondenswassers in weiteren Wärmetauschern nutzbar gemacht und ggf. einer weiteren Verwertung zugeführt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 4, gekennzeichnet durch einen Dunnschichtverdampfer, dessen Heizraum mit Kondenswasser angefüllt ist und einen Düsenboden aufweist, durch den das Gas-Dampfgemisch in das Kondenswasser einleitbar ist.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen Mischkondensator oder Warmetauscher,der mit Kondenswasser gefüllt ist und einen Dusenboden aufweist, durch den das Gas-Dampfgemisch in das Kondenswasser einleitbar ist.