DE3103869A1 - "verrottungsreaktor" - Google Patents

Description

"Verrottungsreaktor"

Die Erfindung betrifft einen Verrottungsreaktor, insbesondere für einen Klärschlamm, mit Zellen zur getrennten Aufbewahrung von Material verschiedenen Alters, Einrichtungen zum Umwälzen des Materials in den Zellen und Umfülleinrichtungen für einen Weitertransport des Materials von Zelle zu Zelle.

Die bekannten Reaktoren dieser Art sind Silos kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitts mit Zwischenböden, auf denen das Material von Rührarmen o. dgl. umgewälzt und durch die es/den Weitertransport auf den nächsten Zwischenboden durch Öffnung von Klappen o. dgl. hindurchfallen gelassen wird. Die Reaktoren rechteckigen Querschnitts sind auch mit Zwischenböden bekannt, die das Material nur bei seinem Fall auf den nächsten Zwischenboden durchmischen. Kommt es bei diesen Reaktoren zu Störungen, etwa infolge Verklemmens eines sperrigen Gegenstands in Rührern, Bodenplatten oder anderen bewegten Teilen, so ist es außerordentlich umständlich und langwierig, sie für Behebung der Störung zu entleeren. In der Regel bleibt nicht viel anderes übrig als Ausräumen von Hand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verrottungsreaktor von geringerer Störanfälligkeit zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck bei einem Verrottungsreaktor

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der eingangs bezeichneten Art dadurch erfüllt, daß der Reaktor eine liegende Drehtrommel ist, die durch mitdrehende oder stehende Querwände in die Zellen unterteilt ist, und die Umfülleinrichtungen vor Durchlässen in oder außen an den Querwänden an der Trommelwandung oder den mitdrehenden Querwänden angeordnete Schaufeln aufweisen oder einen über den stehenden Querwänden verlaufenden, mit einer von Zelle zu Zelle verschiebbaren Brücke zusammenwirkenden Kratzkettenförderer aufweisen.

Der vorgeschlagene Reaktor ist bereits insofern betriebssicherer, als die Drehtrommel als Ganzes für jede Zelle die Umwälzeinrichtung darstellt und ihre Lagerung und ihr Antrieb robust und von außen zugänglich sind, während bei den bekannten Verrottungsreaktoren die Umwälzeinrichtungen, gleich welcher Art, immer innen angeordnet und weitgehend vom Material eingeschlossen sind. Darüber hinaus kommt der neue Reaktor mit einer kleineren Zahl beweglicher Teile aus; selbst der in der komplizierteren Variante vorgesehene Kratzkettenförderer mit der verschiebbaren Brücke kann eine als Ganzes aus der Drehtrommel herausnehmbare und in die Drehtrommel einsetzbare Baueinheit sein. Ganz erheblich lassen sich bei dem neuen Reaktor aber die Störungen noch in ihrem Effekt damit vermindern, daß man die einzelnen Zellen durch, vorzugsweise gegeneinander versetzte, verschließbare Öffnungen hindurch zugänglich und entleerbar macht, so daß das Material hier im Bedarfsfalle mit wenigen Trommeldrehungen einfach ausgeschüttet und die Störung als bald behoben werden kann.

Die geringere Zahl beweglicher Teile und ihre größere Einfachheit bedeuten zugleich eine Verminderung der Herstellungskosten. Ferner erlauben sie es, zumal die beweglichen Teile aus dem Reaktorgehäuse entfernt bzw. in die Form des robusten Kratzkettenförderers gebracht sind und im übrigen auch die Funktionsstellung des Reaktors waagerecht ist, den Reaktor in waagerechter Lage zu transportieren und damit unter Verminderung der teuren Montagearbeit praktisch vollständig in Werkstattarbeit fertigzustellen; dies erlaubt auch einen bloßen Versuchseinsatz des Reaktors oder einen sonstigen Betrieb als mobile Anlage.

Der Reaktor könnte auch in einem eigenen Behälter transportiert werden, der die sonst übliche Halle, in der man Reaktoren aufstellt, ersetzt.

Schließlich ist die ständige lockere Umschüttung des Materials in der Drehtrommel für die Verrottungsreaktion besonders vorteilhaft. Rührwerkzeuge verdichten demgegenüber das Material, wobei übrigens auch größere Kräfte auftreten und dementsprechende Auslegungen der Vorrichtung verlangen.

Um den in der Regel angestrebten Wechsel zwischen dem Verweilen des Materials in einer Zelle und dem Weitertransport in die nächste Zelle herbeizuführen, wird bei der ersten Variante des Reaktors, d.h. mit mitdrehenden Querwänden und Schaufeln, einfach die Drehrichtung geändert. Die Schaufeln an den mitdrehenden Querwänden, die z.B. einfach aus den Querwänden selbst geschnitten und herausgebogen sind, fördern nur in der Drehrichtung; in der anderen sind sie wirkungslos. Schaufeln an der Trommelwandung, die zum Zweck der Weiterförderung in die nächste Zelle spiralförmig verlaufen müssen, können, um in der anderen Drehrichtung nicht rückwärts zu fördern, auf der anderen Seite achsparallele Abdeckungen haben oder wenigstens mit ihren rückwärtigen Enden auf die volle Querwand treffen und nicht an einem Durchlaß auskommen.

Bei der anderen Variante, d.h. mit einem Kratzkettenförderer, der mit einer von Zelle zu Zelle verschiebbaren Brücke zusammenwirkt, wird zum Weitertransport des Materials die Brücke, ausgehend von der letzten, von Zelle zu Zelle weitergeschoben. An der Brücke wird jeweils umgefüllt, auf seiner übrigen Länge bleibt der Kratzkettenförderer unwirksam: Das an der Trommelwand, in der Regel von. an der Trommelwand sitzenden Schaufeln, mitgenommene Material fällt außerhalb der Brücke durch den Kratzkettenförderer hindurch wieder zurück in die Zelle und wird nur da, wo es auf die Brücke fällt, vom Kratzkettenförderer erfaßt und zur nächsten Zelle weitertransportiert.

Um sicherzustellen, daß das Material auf die Brücke gelangt, wird weiter vorgeschlagen, daß neben dem Kratzkettenförderer, in Drehrichtung der Drehtrommel vor ihm, ein mit an der Trommelwandung angeordneten Mitnehmerschaufeln zusammenwirkendes, vorzugsweise der

Trommelkrümmung angepaßtes Förderblech angeordnet ist. Auch dieses Förderblech kann in die bereits erwähnte, aus der Drehtrommel herausnehmbare und in die Drehtrommel einsetzbare Baueinheit einbezogen werden.

Zweckmäßigerweise ist die Brücke, bevorzugt zwischen den beiden Trumen des Kratzkettenförderers, in einer Führung verschiebbar, die an einer Kettenführung des Kratzkettenförderers ausgebildet ist.

Die stehenden Querwände sind zweckmäßig erweise an einer gemeinsamen, außerhalb der Drehtrommel abgestützten Tragkonstruktion, etwa einem Tragbalken, angeordnet.

Die mitdrehenden Querwände sind vorzugsweise unter Freilassung eines ringförmigen Durchlasses zwischen ihrem Außenumfang und der Trommelwandung über Haltestege an der Trommelwandung befestigt. Der ringförmige Durchlaß ermöglicht zumindest in einem gewissen Ausmaß, daß sich durch einfaches Nachrutschen des Materials unterschiedliche Füllungshöhen ausgleichen können, die infolge der Konsistenzveränderung des Materials bei fortschreitender Verrottung und damit verbundener geänderter Griffigkeit für die Schaufeln gegebenenfalls auftreten. Außerdem bietet der oben aus dem Material herausragende Abschnitt des ringförmigen Durchlasses Platz für einen Be- und/oder Entlüftungsstrom.

Bei der anderen Variante ist hingegen beim Umfüllen unterschiedliche Füllung nebeneinanderliegender Zellen vorgesehen bis hin zu vollständiger Entleerung einer Zelle und vollständiger Füllung der benachbarten Zellen, und Platz für einen Be- und/oder Entlüftungsstrom ist ohnehin vorhanden, da die Querwände schon wegen des über ihnen angeordneten Kratzkettenförderers einen oberen Abschnitt des Drehtrommelquerschnitts frei lassen müssen.

Für die Belüftung ist allerdings bevorzugt eine Lochung der Drehtrommel vorgesehen, vorzugsweise in ringförmigen Reihen zwischen wärmeisolierenden Manschetten. Damit wird Frischluft von allen Seiten her in die Materialschüttung hinein und durch sie hindurch geleitet und oben ein bloßer Abluftstrom eingerichtet. Zugleich kann das Material durch die Löcher hindurch entwässern, wofür man unter der Drehtrommel eine

• - 7 -Auf fang- und Ablauf rille anordnen wird.

Insbesondere geeignet und vorgesehen ist der neue Reaktor für Schlämme, vornehmlich Klärschlamme, aber auch beispielsweise Papierschlämme oder andere Schlämme mit abzubauender organischer Substanz.

Grundsätzlich ist der Reaktor jedoch für jegliche Verrottung einsetzbar, so z.B., jedenfalls bei kleineren Aufkommen, auch für Müll.

Die Zeichnungen geben Ausführungsbeispiele der Erfindung wieder.

Fig. 1 zeigt einen Verrottungsreaktor in Seitenansicht.

Fig. 2 zeigt seine Drehtrommel in einem senkrechten Längsschnitt.

Fig. 3 zeigt einen senkrechten Querschnitt nach Linie IH-111 in

Fig. 2.
Fig. L, zeigt eine Einzelheit in einem Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 3.

Fig. 5 zeigt einen anderen Verrottungsreaktor in Seitenansicht. Fig. 6 zeigt dessen Drehtrommel in einem senkrechten Längsschnitt. Fig. 7 zeigt einen senkrechten Querschnitt nach Linie VII-VII in Fig. 6.

Übereinstimmend bestehen die beiden Reaktoren aus einer an sich bekannten, in Rollensätzen 1 gehaltenen und von diesen angetriebenen Drehtrommel 2 von z.B. 8 - 10 m Länge und 2 - 2,5 m Durchmesser. Die Antriebswellen der Rollensätze 1 sind bei 3 strichpunktiert angedeutet, Lagerung und Antrieb sind nicht gezeichnet.

Die Wandung 4 der Drehtrommel 2 weist ringförmige Lochreihen 5 auf. Dazwischen trägt sie wärmedämmende Manschetten 6, z.B. aus von Blechmänteln 7 eingefasster Steinwolle 8.

Unter der Drehtrommel 2 ist eine Auf fang- und Ablauf rinne 9 für austropfendes Wasser angeordnet, die über einen Geruchverschluß 10 in einen Abwasserkanal 11 führt.

Schließlich ist jede der beiden Drehtrommeln 2 in acht Zellen 12 unterteilt, für die jeweils eine verschließbare Öffnung 50 in der Wandung der Drehtromml vorgesehen ist.

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In dem Reaktor nach Fig. 1 bis 4 sind die Zellen 12 durch mit der Drehtrommel drehende Querwände 13 geschaffen. Die Querwände 13 sind an der Wandung 4 der Drehtrommel befestigt mittels Laschen 14, die einen ringförmigen Zwischenraum 15 zwischen dem Außenrand der Querwände 13 und der Wandung 4 überbrücken. Durch Einschnitte und Ausbiegung aus der Querwandebene sind die Querwände 13 jeweils mit drei Durchlässen 16 und vor diesen angeordnete Schaufeln 17 versehen worden.

Die beiden Enden der Drehtrommel sind durch zwei feststehende Hauben 18 und 19 abgeschlossen. Die Haube 18 weist eine Materialzuführung 20 auf, die Haube 19 hinter einer Stauwand 21 einen auf ein Förderband 22 ausmündenden Materialaustrag 23. Im übrigen führt aus der Haube 19 eine mit einem Ventialtor 24 versehene Abluftleitung 25 zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Luftfilter.

Die Drehtrommel wälzt das Material um, das sie etwa bis zu zwei Dritteln ihrer Höhe füllt. Dabei wird das Material mit Frischluft belüftet, die infolge des Sogs des Ventilators 24 durch die Materialzuführung 34 und die Lochreihen 5 in die Drehtrommel einströmt. Die Drehtrommel dreht, wenn nicht weitertransportiert werden soll, in Rückwärtsrichtung der Schaufeln 17· Zum Umfüllen des Materials jeweils in die nächste Zelle und Austragen aus einer letzten Zelle wird die Drehrichtung umgekehrt, so daß die Schaufeln 17 fassen und das Material durch die Durchlässe 16 hindurchdrücken.

Beispielsweise wird etwa zweimal pro Woche ein bis zwei Tage lang weitergefördert und gleichzeitig die Füllung der letzten Zelle ausgetragen und die der ersten Zelle durch neues Material ersetzt und in den Zeiten dazwischen bei z.B. 3 bis 5 Umdrehungen pro Stunde nur umgewälzt, womit sich eine Verweilzeit des Materials im Reaktor von etwa einem Monat ergibt.

Im Falle einer Störung werden die Öffnungen 50 geöffnet. Die Drehtrommel leert sich dann in kurzer Zeit, beispielsweise einer halben Stunde. Die versetzte Anordnung der Öffnungen 15 vergleichmäßigt

diesen Vorgang. Anschließend können die Zellen zur Ermittlung und Behebung der Störung betreten werden. Auch einzelne Zellen lassen sich entleeren.

In dem Reaktor gemäß Fig. 5 bis 7 sind zur Unterteilung in die Zellen 12 feststehende Querwände 26 angeordnet. Sie sitzen an einem Balken 27, dessen Enden außerhalb der Drehtrommel gelagert sind, am gemäß Fig. 5 und 6 rechten Ende auf einen nicht dargestellten Bock o. dgl. und am linken Ende in einer die Drehtrommel dort abschließenden Haube 28. Die Haube 28 weist, ebenso wie die Haube 19, einen auf ein Förderband 29 ausmündenden Materialaustrag 30 und eine mit einem Ventilator 31 versehene Abluftleitung 32 auf. Am anderen Ende ist die Drehtrommel durch die letzte Querwand 26 und eine oben an diese sich anschließende, mit einer Haube 33 versehene Materialzuführung 34 abgeschlossen,
über den Querwänden 26 erstreckt sich durch die gesamte Drehtrommel und in die Hauben 28 und 33 hinein ein Kratzkettenförderer 35 von

an üblicher Ausbildung; seine Kratzer 36 sitzen/an den Führungen 37 laufenden endlosen Ketten 38. Die Führungen 37 weisen ferner zwischen den beiden Kettentrumen Gleit schienen 39 auf, auf denen eine Materialbrücke 40 verschiebbar ist. In ihrer einen Endstellung befindet sich die Materialbrücke 40 vollständig in der Haube 28, in ihrer anderen Endstellung ragt sie einerseits bis unter die Materialzuführung 34 und andererseits über die letzte bzw. erste Querwand 26 hinweg in die erste Zelle 12 hinein. Neben dem Kratzkettenförderer 35 ist ein konzentrisch zur Wandung 4 der Drehtrommel gebogenes Blech 41 angeordnet, über das an der Wandung 4 sitzende, schräg angestellte Mitnehmerschaufeln 42 streichen. Das Blech 41 reicht nach unten bis an die Querwände 26, könnte aber auch noch tiefer heruntergezogen sein.

Die Kettenführung 35 bildet, gegebenenfalls zusammen mit dem Blech 41, eine leicht aus der Drehtrommel herausziehbare und in sie einsetzbare, auf den Querwänden 26 abgestützte Baueinheit.

Die Reaktionsführung einschließlich Be- und Entlüftung, Verweilzeiten usw. ist bei dem Reaktor nach Fig. 5 bis 7 im wesentlichen die gleiche wie bei dem Reaktor nach Fig. 1 bis 4-

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Die Drehrichtung der Drehtrommel bleibt jedoch immer gleich, und das Umfüllen des Materials wird nicht gleichzeitig, sondern von Zelle zu Zelle fortschreitend vorgenommen.

Wird nicht umgefüllt, sondern nur umgewälzt, so befindet sich die Materialbrücke 40 in der Haube 28. Soll umgewälzt werden, so wird die Materialbrücke 40 zunächst über die an die Haube 28 angrenzende, letzte Zelle 12 geschoben. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, schieben dann über der letzten Zelle 12 die Mitnehmerschaufeln 42 das von ihnen mitgenommene Material über das Blech 4 hinweg auf die Materialbrücke 40, wo es die Kratzer 36 des oberen Trums des Kratzkettenförderers 35 erfassen und von der Materialbrücke 40 in die Haube 28 hinein abstreifen. Dort fällt es herunter und wird durch den Materialaustrag auf das Förderband 22 ausgetragen. Ist die Zelle leer, wird die Materialbrücke 40 über die nächste Zelle 12 geschoben und deren Inhalt in gleicher Weisein die letzte Zelle umgefüllt und sojfort. In der bereits erwähnten Endstellung am anderen Ende der Drehtrommel füllt die Materialbrücke 40 schließlich die erste Zelle 12 mit dem von der Materialzuführung 34 herangebrachten Material.

Je nach den Umständen kann hier auch ständig umgefüllt werden.

In dem Reaktor nach Fig. 5 bis 7 bleiben die verschiedenen Zellenfüllungen bei ihrem Durchlauf von der ersten bis zur letzten Zelle strikt getrennt. In dem Rekator nach Fig. 1 bis 4 kann es, je nach den Verhältnissen, in einem beschränkten Ausmaß zu Vermischungen kommen.

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Claims (9)

P atentansprüche;

1. Verrottungsreaktor, insbesondere für einen Klärschlamm, mit Zellen (12) zur getrennten Aufbewahrung von Material verschiedenen Alters, Einrichtungen (2) zum Umwälzen des Materials in den Zellen und Umfülleinrichtungen (17; 35) für einen Weitertransport des Materials von Zelle zu Zelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor eine liegende Drehtrommel (2) ist, die durch mitdrehende oder stehende Querwände (13;26) in die Zellen (12) unterteilt ist, und die Umfüllrichtungen vor Durchlässen (16) in oder außen an den Querwänden (13) an der Trommelwandung oder den mitdrehenden Querwänden angeordnete Schaufeln (17) aufweisen oder einen über den stehenden Querwänden (26) verlaufenden, mit einer von Zelle (12) zu Zelle (12) verschiebbaren Brücke (40) zusammenwirkenden Kratzkettenförderer (35) aufweisen.

2. Verrottungsreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den mitdrehenden Querwänden (13) angeordneten Schaufeln (17) aus den Querwänden (13) selbst geschnitten und herausgebogen sind.

3. Verrottungsreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den mitdrehenden Querwänden (13) und der Trommelwandung (4) ein ringförmiger Durchlaß (15) freigelassen und durch Haltestege (14) für die Querwände (13) überbrückt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stehenden Querwände (26) an einer gemeinsamen, außerhalb der Drehtrommel (2) abgestützten Tragkonstruktion (27) angeordnet sind.

5. Verrottungsreaktor nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem genannten Kratzkettenförderer (35)t in Drehrichtung der Drehtrommel vor ihm, ein mit an der Trommelwandung (A) angeordneten Mitnehmerschaufeln (42) zusammenwirkendes, vorzugsweise

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der Trommelkrümmung angepaßtes Förderblech (41) angeordnet ist.

6. Verrottungsreaktor nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Brücke (40), vorzugsweise zwischen den beiden Trumen des Kratzkettenförderers (35), in einer Führung (39) verschiebbar ist, die an einer Kettenführung (37) des Kratzkettenförderers (35) angeordnet ist.

7. Verrottungsreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kratzkettenförderer (35) mit der Brücke (40), vorzugsweise ferner mit dem genannten Förderblech (41), eine Baueinheit bildet, die als Ganzes aus der Drehtrommel (2) herausnehmbar und in die Drehtrommel einsetzbar ist.

8. Verrottungsreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtrommel (2) gelocht ist, vorzugsweise in ringförmigen Reihen (5) zwischen wärmeisolierenden Manschetten (6).

9. Verrottungsreaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zellen (12) durch, vorzugsweise gegeneinander versetzte, verschließbare Öffnungen (50) hindurch zugänglich und entleerbar sind.

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