DE3513159A1

DE3513159A1 - Verfahren und anlage zum trocknen von schlamm

Info

Publication number: DE3513159A1
Application number: DE19853513159
Authority: DE
Inventors: Paul 5000 Köln Krämer
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1985-04-12
Filing date: 1985-04-12
Publication date: 1986-10-16

Description

Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zum Trocknen von Schlamm, insbesondere von Klärschlamm, wobei der Schlamm nach vorheriger Entwässerung in einem Entwässerungsaggregat, insbesondere in einer Zentrifuge, einem Trockner aufgegeben und darin mit heißen Gasen eines Heißgaserzeugers in Berührung gebracht wird, und wobei die heißen Gase nach der Trocknung des Schlammes in einem Zyklon oder Filter entstaubt einem Wärmetauscher zugeführt und von dort gegebenenfalls zwecks Nachverbrennung und Desodorierung wenigstens zum Teil wiederum dem Heißgaserzeuger aufgegeben werden.
Nach den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen erfolgt das Trocknen von Schlamm mit Hilfe der heißen Abgase aus Verbrennungsanlagen, die mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen betrieben werden.
Nach der Trocknung des Schlammes werden die heißen Gase in einem Zyklon oder Filter entstaubt, in einem Wärmetauscher vorgewärmt und gegebenenfalls zur thermischen Nachverbrennung und Desodorierung wiederum der Verbrennungsanlage zugeführt. Nachteilig hierbei ist jedoch die verhältnismäßig geringe Nutzung der in den heißen Abgasen der Verbrennungsanlagen vorhandenen Wärmeenergie, die dem Trockner zum Trocknen von Schlamm zugeführt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zu schaffen, das in einfacher Weise eine optimale Nutzung der Wärmeenergie der heißen Gase eines Heißgaserzeugers sowohl zum Trocknen von Schlamm als auch zum Betrieb der Anlage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst. daß die Erzeugung der heißen Gase in einer Gasturblne mit Brennkammer und Generator erfolgt. Auf diese Weise können sehr vorteilhaflt mit Hilfe der heißen Gase, bevor sie zum Trocknen des Schlammes dem Trockner zugeführt werden, die Gasturbine und der Generator angetrieben und dadurch Antriebsaggregate mit elektrischem Strom versorgt werden. Da von der Gasturbine die Förderung der Gase wirksam unterstützt wird, können die zur Förderung der Gase erforderlichen Gebläse erheblich entlastet werden. Auch hat die Gasturbine den Vorteil, daß darin auch verunreinigte Biogase rückstandsfreier als mit herkömmlichen Verbrennungsanlagen verbrannt werden können. Die Energie der in der Brennkammer der Gasturbine erzeugten heißen Gase wird somit erheblich besser genutzt als bei den bisher bekannten Schlammtrocknungsverfahren. Wie die Praxis gezeigt hat, kann nach dem Schlammtrocknungsverfahren gemäß der Erfindung in besonders einfacher Weise ein energetischer Nutzungsgrad bis zu etwa 97% erreicht werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Trocknung des Schlammes in einem Trommeltrockner, durch den die heißen Gase aus der Gasturbine mit dem Schlamm im Gleichstrom hindurchgeführt werden.
Durch diese Maßnahmen wird mit den heißen Gasen der Trocknungsprozeß des Schlammes im Trommeltrockner besonders begünstigt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Wie die Zeichnung zeigt, besteht die Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung aus einem Trockner 1, der vorzugsweise als Trommeltrockner ausgebildet ist. Dem Trockner list aufgabeseitig ein Schlammpufferbehälter 2 vorgeschaltet, dem der in einer Zentrifuge 3 vorentwässerte Schlamm von oben zugeführt wird. Anstatt der Zentrifuge 3 kann gegebenenfalls auch ein beliebig anderes Entwässerungsaggregat eingesetzt werden. Auf der Seite der Schlammaufgabe ist der Trockner 1 ferner über eine Heißgasleitung 4 mit einer Gasturbine 5 mit Brennkammer 6 und Generator 7 verbunden. An der Gutaustragsseite steht der Trockner 1 über eine Abgasleitung 8 mit einem als Zyklon ausgebildeten Staubabscheider 9 in Verbindung. Vom Staubabscheider 9 führt eine Leitung 10, in der ein Gebläse 11 angeordnet ist, über einen Wärmetauscher 12 in die Brennkammer 6 der Gasturbine 5. Durch den Wärmetauscher 12 ist ferner eine Frischluftleitung 13 hindurchgeführt, die in eine in die Brennkammer 6 der Gasturbine 5 führende Brennstoffzuführungsleitung 14 mündet. Ferner ist an die Heißgasleitung 4 eine Zweigleitung 15 angeschlossen, die in den Wärmetauscher 12 führt. An den Wärmetauscher 12 ist ferner an der gegenüberliegenden Seite der Zweigleitung 15 eine Abgasleitung 16 mit Ventilator 17 angeschlossen.
Im Betrieb der Anlage gemäß der Erfindung wird der in der Zentrifuge 3 auf etwa 70 bis 75 % vorentwässerte Schlamm, insbesondere Klärschlamm, über den Schlammpufferbehälter 2 dem Trockner 1, der vorzugsweise als Trommeltrockner ausgebildet ist, kontinuierlich aufgegeben. Gleichzeitig werden in den Trockner 1 die heißen Gase aus der Gasturbine 5 über die Heißgasleitung 4 bei Temperaturen über 5000C eingeleitet und darin vorteilhaft im Gleichstrom mit dem Schlamm durch den Trockner 1 hindurchgeführt. Hierbei wird der Schlamm im Trockner bis auf einen Wassergehalt von etwa 10% getrocknet. Der auf diese Weise getrocknete Schlamm wird über eine Leitung 18 aus dem Trockner 1 nach unten hin abgezogen, während die mit Wasserdampf und Staub beladenen Gase bei Temeraturen von etwa 150 bis 1800C über die Abgasleitung 8 dem als Zyklonabscheider ausgebildeten Staubabscheider 9 zugeführt und darin einer Entstaubung unterzogen werden. Der im Staubabscheider 9 aus den Gasen abgeschiedene Staub wird aus dem Staubabscheider über eine Leitung 19 nach unten hin abgeführt und zusammen mit dem getrockneten Klärschlamm über eine Sammelleitung 20 als Endprodukt in einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Trockengutbunker gefördert.
Die im Staubabscheider 9 von den Stäuben befreiten Abgase werden mit Hilfe des Gebläses 11 aus dem Staubabscheider nach oben hin abgezogen und über die Abgasleitung 10 - nach Vorwärmung im Wärmetauscher 12 - zur thermischen Nachverbrennung der Brennkammer 6 der Gasturbine 5 zugeführt. Für den Fall, daß die durch den Trockner 1 geführten Brüden bei Temperaturen über 8000C einer Desodorierung unterzogen werden müssen, ist die Gasturbine 6 mit einer Nachverbrennungsvorrichtung auszurüsten. Die Vorwärmung dieser Abgase erfolgt sehr vorteilhaft im Wärmetauscher 12 mit Hilfe von heißen Gasen aus der Gasturbine 5, die über die Zweigleitung 15 durch den Wärmetauscher 12 hindurchgeführt und aus diesem mit Hilfe des Ventilators 17 über die Leitung 16 abgezogen werden. Da die aus dem Wärmetauscher 12 abgeführten Gase noch eine Temperatur von etwa 250 bis 3000C aufweisen, können sie sehr vorteilhaft zur Erhitzung von Wasser oder dergleichen in einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kondensationseinrichtung genutzt werden. Gegebenenfalls kann auch sehr vorteilhaft eine Teilmenge der aus dem Staubabscheider 9 über die Abgasleitung 10 abgeführten Gase über die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Leitung 21 abgezogen und zum Trocknen von Schlamm im Trockner 1 in die Heißgasleitung4 eingeführt werden.
Die Erzeugung der heißen Gase für den Antrieb der Gasturbine 5 mit Generator 7 und für die Trocknung des Schlammes im Trockner 1 erfolgt in der Brennkammer 6 mit Hilfe von gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen, insbesondere auch mit verunreinigtem Biogas, die über die Brennstoffleitung 14 in die Brennkammer 6 eingedüst werden. Die für die Verbrennung der gasförmigen oder flüssigen Brennstoffe in der Brennkammer 6 erforderliche Verbrennungsluft wird nach vorheriger Erwärmung im Wärmetauscher 12 über die Leitung 13 dem Brennstoff zugemischt. Mit Hilfe der bei der Verbrennung der Brennstoffe in der Brennkammer 6 entstehenden heißen Gase werden die Gasturbine 5 und der damit gekoppelte Generator 7 angetrieben, bevor sie über die Heißgasleitung 4 dem Trockner 1 zugeführt werden. Durch die in den heißen Gasen vorhandene Wärmeenergie kann sehr vorteilhaft einerseits über die Gasturbine 5 und dem Generator 7 Strom erzeugt werden, um alle wesentlichen Antriebsaggregate mit ausreichenden Mengen an Strom zu versorgen und andererseits eine optimale Trocknung des Schlammes im Trockner zu bewerkstelligen. Gegebenenfalls kann die Gasturbine 5 auch sehr vorteilhaft mit dem Generator 6 und/oder mit dem Entwässerungsaggregat unmittelbar gekoppelt beziehungsweise verbunden werden. Von der in den Brenngasen vorhandenen Wärmeenergie werden je nach Größe der Anlage und Durchsatzleistung im allgemeinen etwa 20% für die Stromversorgung beziehungsweise Betrieb und etwa 80% zum Trocknen des Schlammes benötigt. Der besondere Vorteil der verfäh rensgemäßen und konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Wärmeenergie der in der Brennkammer 6 erzeugten Heißgase einerseits optimal und daher auch besonders wärmewirtschaftlich für die Trocknung und Desodorierung des Schlammes und andererseits für den Betrieb der Anlage genutzt werden kann.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Trocknen von Schlamm, insbesondere von Klärschlamm, wobei der Schlamm nach vorheriger Entwässerung in einem Entwässerungsaggregat, insbesondere in einer Zentrifuge, einem Trockner aufgegeben und darin mit heißen Gasen eines Heißgaserzeugers in Berührung gebracht wird, und wobei die heißen Gase nach der Trocknung des Schlammes in einem Zyklon oder Filter entstaubt einem Wärmetauscher zugeführt und von dort gegebenenfalls zwecks Nachverbrennung und Desodorierung wenigstens zum Teil wiederum dem Heißgaserzeuger aufgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der heißen Gase in einer Gasturbine (5) mit Brennkammer (6) und Generator (7) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung des Schlammes in einem Trommeltrockner (1) erfolgt, durch den die heißen Gase aus der Gasturbine (5) mit dem Schlamm im Gleichstrom hindurchgeführt werden.
3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Trockner (1), insbesondere einen Trommeltrockner, der auf der Seite der Schlammaufgabe mit einem Entwässerungsaggregat, insbesondere mit einer Zentrifuge (3) und/oder mit einem Schlammpufferbehälter (2) sowie mit einer Gasturbine (5) mit Brennkammer (6) und Generator (7) verbunden ist, und der an der Gutaustragsseite über Abgasleitungen (8, 10) mit einem Staubabscheider (9), einem Wärmetauscher (12) und vorzugsweise mit der Brennkammer (6) der Gasturbine (5) in Verbindung steht, die ihrerseits gasaustrittsseitig über eine Zweigleitung (15) mit dem Wärmetauscher (12) verbunden ist.