DE3435094A1

DE3435094A1 - Verfahren und anlage zur indirekten schlammtrocknung insbesondere von abwaesserschlaemmen

Info

Publication number: DE3435094A1
Application number: DE19843435094
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Bäßler; Winfried Dipl.-Ing. 5860 Iserlohn Liebig; Peter Dipl.-Ing. Dr. 5804 Herdecke Meurer; Heinrich Dipl.-Ing. 4600 Dortmund Steuber
Original assignee: Uhde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1984-09-25
Filing date: 1984-09-25
Publication date: 1986-04-03
Also published as: JPS6186999A

Description

Verfahren und Anlage zur indirekten Schlammtrocknung
insbesondere von Abwässerschlämmen Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Anlage zur indirekten Schlammtrocknung, insbesondere zur Trocknung von Abwässerschlämmen, wobei der Schlamm ggf.
mechanisch entwässert und/oder vorgewärmt wird.
Es sind eine Reihe von grundsätzlich einstufigen Trocknungsverfahren von Abwässerschlämmen bekannt, die sich in zwei Kategorien einteilen lassen, nämlich in solche Verfahren mit einer direkten Trocknung und solcher mit einer indirekten Trocknung.
Nachteilig bei der direkten Trocknung ist, daß die beim Trocknen entstehenden Brüden mit großen Mengen von zur Trocknung herangezogenen Rauchgasen vermischt werden, was eine aufwendige Abgasbehandlung und eine evtl. Nachverbrennung erforderlich macht. Daraus ergibt sich bei einer Nachverbrennung beispielsweise, daß ein engergetischer Vorteil, der durch die Trocknung an sich erreicht werden soll, wieder zunichte gemacht wird. Ist eine Wäsche der Abgase aus der Trocknung vorgesehen, so kann damit der Nachteil verbunden sein, daß trotzdem umweltbelästigende Geruchsstoffe frei werden.
Bei bekannten Verfahren mit indirekter Trocknung erfolgt die Beheizung mittels Dampf oder anderer Wärmeübertragungsmedien z. B. einem Wärmeträgeröl, wobei die Brüden dann bei Umgebungsdruck abgezogen und anschließend kondensiert werden, was bei hohem Energieniveau erfolgen muß mit den damit verbundenen energetischen Nachteilen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der einmal Energie von niedrigem Niveau zum Trocknen herangezogen werden kann, und zum anderen eine Belästigung der Umwelt vermieden wird.
Bei Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß die Trocknung schlammseitig bei Unterdruck erfolgt, wobei der Unterdruck durch Absaugen der Brüden mittels eines Einspritzkondensators erzeugt wird.
Diese Verfahrensweise hat erhebliche Vorteile. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß durch die Trocknung bei Unterdruck eine Beheizung des Trockners, z. ~3. kann es sich dabei um einen Dünnschichtverdampfer handeln, durch Abdampf möglich wird. Die Erzeugung des Unterdruckes durch einen Einspritzkondensator mittels Absaugen der Brüden aus dem Trockner hat den erheblichen Vorteil, daß die Brüden dort sofort kondensiert werden, so daß Belästigungen der Umwelt nicht stattfinden können, vielmehr werden die geruchsbildenden Stoffe solange im Kreislauf geführt, bis sie abgeschieden sind.
In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß der Unterdruck im Bereich kleiner 0,3 bar absolut eingestellt wird.
Wenn beispielsweise die Brüden im Einspritzkondensator bei 0 einer mittleren Temperatur von 40 C kondensieren, so stellt sich im Trockner schlammseitig ein Druck ein, der nur um die Druckverluste der Zuführungsleitung zwischen diesen beiden Aggregaten höher ist. Damit wird erreicht, daß sich schlammseitig im Trockner eine Siedetemperatur von beispielsweise 45-50°C einstellt und nur geringfügig höher ist als diejenige im Einspritzkondensator.
Die Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung vor, daß der Schlammraum des Trockners gasdicht gekapselt wird, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß die Brüden von einem barometrisch aufgestellten Einspritzkondensator, der von Rohschlamm, Abwasser oder Kühlwasser beaufschlagt ist, abgesaugt und dort kondensiert werden. Der Mischkondensator kann beispielsweise 10 Meter über dem Boden aufgestellt sein, um ohne weitere Hilfsmittel durch Beaufschlagung mit dem Rohschlamm oder mit Abwasser den notwendigen Unterdruck zu erzeugen.
Eine Vergleichsüberlegung zeigt, daß bei herkömmlicher Beheizung des Trockners mit Dampf von beispielsweise 7 bar und 1640 C und bei schlammseitig herrschendem Umgebungsdruck, eine Temperaturdifferenz von 64 0C zur Verfügung steht, während bei einer Siedetemperatur im Kondensator von 45 0C und einer Beheizung des Trockners mittels Dampf von 1,5 bar und 1100 C eine wirksame Temperaturdifferenz von 65 0C zur Verfügung steht. Damit können Wärmetauscherflächen praktisch gleich groß sein, wobei der Vorteil der Erfindung darin liegt, daß hier billiger Abdampf eingesetzt werden kann, während beim Stand der Technik höherwertige Energie eingesetzt werden muß.
In weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die Trocknung zweistufig erfolgt, wobei die erste Stufe, wie im Hauptanspruch bereits beansprucht, schlammseitig mit Unterdruck und die zweite Stufe schlammseitig mit Normal-oder Überdruck betrieben wird. Für diese Variante wird selbständiger Schutz beansprucht, da die bisher bekannt gewordenen Schlammtrocknungen grundsätzlich einstufig sind.
Es hat sich gezeigt, daß die Zweistufigkeit in der beanspruchten Verfahrensweise weitere erhebliche Vorteile mit sich bringt.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die erste Stufe mittels eines Wärmeträgers, beispielsweise eines Wärmeträgeröles oder Dampf, beheizt wird, wobei dieser Wärmeträger von den Brüden der zweiten Stufe in einem Wärmetauscher aufgeheizt wird.
Die Zwischenschaltung eines Wärmeträgers hat den Vorteil, daß auch schwer zugängliche Heizflächen in den Wärmetauschern eingesetzt werden können, da die Heizflächen nicht durch die Kondensation der Brüden aus der zweiten Stufe heizmantelseitig verschmutzt werden, was zwangsläufig zu einer Verschlechterung des Wärmeaustausches führen würde.
Die Erfindung sieht auch eine Anlage zur Durchführung des bzw. der Verfahren nach der Erfindung vor, Eine derartige Anlage zeichnet sich insbesondere bei einer einstufigen Verfahrensweise durch einen barometrisch aufgestellten Einspritzkondensator, dem z. B. in Schwerkraftsrichtung ein mechanischer Schlammvortrockner nachgeordnet ist, und durch wenigstens einen indirekten Schlammtrockner mit einem gasdicht gekapselten Schlammraum aus, wobei der Gasdom des Schlammraumes, über eine Leitung zum Absaugen der Brüden, mit einem Einspritzkondensator verbunden ist.
Wird eine zweistufige Verfahrensweise bevorzugt, so zeichnet sich eine derartige Anlage nach der Erfindung zusätzlich dadurch aus, daß dem ersten indirekten Schlammtrockner ein zweiter indirekter Schlammtrockner nachgeordnet ist, wobei zur Beheizung des Wärmeträgers des ersten Schlammtrockners ein mit den Brüden des zweiten Schlammtrockners beheizter Wärmetauscher vorgesehen ist.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur ein mögliches Anlageschaltbild zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrensweise.
Die als Beispiel wiedergegebene Anlage eignet sich sowohl zur Durchführung eines einstufigen Verfahrens (was mit der Klammer I bezeichnet ist) als auch zur Durchführung eines zweistufigen Verfahrens (dies ist mit der Klammer II angedeutet).
Ein Einspritzkondensator 1 ist barometrisch aufgestellt, d. h. zum Beispiel 10 Meter über dem mit 2 bezeichneten Erdboden. Ihm wird überschußschlamm zugeführt, was mit der entsprechend bezeichneten Leitung angedeutet ist. Das Ablaufrohr 3 aus dem Einspritzkondensator 1 mündet in einem auf dem Boden 2 stehenden Tauchbehälter 4. Die aus dem Tauchbehälter 4 kommenden Abwässerschlämme werden einer Zentrifuge 5 zugeführt, dort vorentwässert und anschließend über entsprechende Anlageteile einem ersten indirekt beheizten Schlammtrockner 6 zugeleitet.
Der Schlammtrockner 6 ist, was seinen Schlammraum und Gasdom angeht, gasdicht gekapselt. über eine Leitung 7 werden die Brüden aus diesem Gasdom abgesogen, und zwar durch ihre Kondensation im Einspritzkondensator 1.
Bei einer zweistufigen Verfahrensweise werden die im Schlammtrockner 6 vorgetrockneten Schlämme einem weiteren Schlammtrockner 8 zugeführt, dort endgetrocknet und als getrocknete Schlämme abgezogen. Die Brüden verlassen den Gasdom des zweiten Schlammtrockners 8 über eine Leitung 9, beaufschlagen einen Wärmetauscher 10 und verlassen dann über die Leitung 11 die Anlage als Kondensat.
Der Wärmetauscher 10 heizt einen im Kreislauf geführten Wärmeträger. Dieser Kreislauf ist in der Figur als Pfeil 12 angedeutet. Dieser Wärmeträger beheizt dann in diesem Falle den Schlammtrockner 6 indirekt, während der Schlammtrockner 8 z. B. von Dampf indirekt beheizt ist.
Zur Veranschaulichung sei ein Verfahrensbeispiel beschrieben: Abwässerschlämme mit einem Feststoffgehalt von üblicherweise 1-10 % TS (Trockensubstanz) werden über einen Einspritzkondensator geführt und auf Zentrifugen, Siebbandpressen etc. bis zu einem Feststoffgehalt von 10-35 % TS entwässert.
Mit dem vorentwässerten Schlamm wird ein dampf- oder brüdenbeheizter Trockner z. B. Dünnschichtverdampfer oder Scheibentrockner beschickt.
Die in diesem Trockner anfallenden Brüden werden in einem Einspritzkondensator bei Temperaturen von 10 bis max. 80 0C vorzugsweise 10 bis 40 0C kondensiert. Damit stellt sich schlammseitig im Trockner ein Druck ein, der nur um die Druckverluste des Systems höher ist, als der Dampfdruck von Wasser bei der höchsten Temperatur im Einspritzkondensator.
Dem schlammseitigen Druck im Trockner entspricht eine Siedetemperatur von etwa 25-450C. Dieser Trockner wird mit Dampf von annähernd Umgebungsdruck (0,8-2 bar) oder Wärmeträgeröl beheizt. Somit stellt sich ein 4 t von mindestens 40 0C ein, was für eine hinreichende Verdampfungsleistung ausreicht.
Der Dampf zur Beheizung der ersten Stufe wird in einem Dampfkessel erzeugt, der durch Kondensation der Brüden aus der 2. Stufe in einem speziellen Wärmetauscher beheizt wird.
Wird für den Trockner statt Dampf Wärmeträgeröl verwendet, so wird dieses mit den Brüden aus der 2. Stufe auf eine Temperatur von ca. 90-1200C aufgeheizt.
Die Brüden von der 2. Stufe können mit einem Brüdenverdichter soweit verdichtet werden, daß in der ersten Stufe eine annähernd gleiche Temperaturdifferenz zur Verfügung steht wie in der 2. Stufe (falls beide Stufen mit Dampf beheizt werden) Der vorgetrocknete Schlamm aus der 1. Stufe wird in der 2.
Stufe mit Dampf von ca. 4-15 bar vorzugsweise 6-12 bar oder mit Wärmeträgeröl von ca. 120-3200C vorzugsweise 180-300 0C getrocknet.
Durch dieses Verfahren kann der Fremdenergiebedarf für die Schlammtrocknung etwa auf 60 % reduziert werden.
Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So ist die Erfindung insbesondere nicht auf die dargestellten und beschriebenen Anlageteile beschränkt, hier können auch gleiche oder gleichwirkende Anlageteile eingesetzt werden, die angegebenen Drücke und Temperaturen stellen lediglich Beispiele dar und dgl. mehr.

Claims

Ansprüche: 1. Verfahren zur indirekten Schlammtrocknung, insbesondere zur Trocknung von Abwässerschlämmen, wobei der Schlamm ggf. mechanisch vorentwässert und/oder vorgewärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung schlammseitig bei Unterdruck erfolgt, wobei der Unterdruck durch Absaugen der Brüden mittels eines Einspritzkondensators erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck im Bereich kleiner 0,3 bar absolut eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammraum des Trockners gasdicht gekapselt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brüden von einem barometrisch aufgestellten Einspritzkondensator, der vom Rohschlamm oder Abwasser beaufschlagt ist, abgesaugt und dort kondensiert werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung zweistufig erfolgt, wobei die erste Stufe schlammseitig mit Unterdruck und die zweite Stufe schlammseitig mit Normal- oder Uberdruck betrieben wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe mittels eines Wärmeträgers, beispielsweise eines Wärmeträgeröles beheizt wird, wobei dieser Wärmeträger von den Brüden der zweiten Stufe in einem Wärmetauscher aufgeheizt wird.
7. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen barometrisch aufgestellten Einspritzkondensator, dem in Schwerkraftsrichtung ein mechanischer Schlammvortrockner nachgeordnet ist, und durch wenigstens einen indirekten Schlammtrockner mit einem gasdicht gekapselten Schlammraum, wobei der Gasdom des Schlammraumes über eine Leitung zum Absaugen der Brüden mit dem Einspritzkondensator verbunden ist.
8. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten indirekten Schlammtrockner ein zweiter indirekter Schlammtrockner nachgeordnet ist, wobei zur Beheizung des Wärmeträgers des ersten Schlammtrockners ein mit den Brüden des zweiten Schlammtrockners beheizter Wärmetauscher vorgesehen ist.