DE3513541C3 - Verfahren und Anlage zur thermischen Behandlung von organischen Schlämmen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von organischen Schlämmen, insbe­ sondere Klärschlamm, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Durchführung eines derartigen Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 7.

Organische Schlämme, insbesondere Klärschlamm, lassen sich durch thermische Zersetzung (Pyrolyse) ähnlich einer Trockendestillation in gasförmige und feste Bestand­ teile, die sogenannten Pyrolysegase und den sogenannten Pyrolysekoks, überführen. Die Pyrolysegase stellen dabei einen hervorragenden Energieträger dar, der einen relativ hohen Heizwert besitzt.

Ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der EP 38 420 bekannt. Bei diesem Verfahren wird sowohl vorgetrocknet als auch pyrolytisch behandelt, und die bei der Pyrolyse entstan­ denen Rauchgase werden zur pyrolytischen Behandlung des vorgetrockneten Schlammes und zum Vortrocknen des zu behandelnden Schlammes verwendet. Die Rauchgase werden dabei in den zwischen einer Schnecke und einem Innenrohr befindlichen Raum eingeführt, wobei sie gleichzeitig ein Vortrocknen und eine pyrolytische Behandlung bewirken. Die Vortrockung erfolgt bei dem bekannten Verfahren innerhalb eines Ringraumes, der durch ein äußeres Gehäuse und eine innere Schnecke begrenzt ist. Die pyrolytische Behandlung erfolgt in einem Drehrohrreaktor, der aus einem einzigen Rohr besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren bzw. die Vorrichtung der angegebenen Art so weiterzubilden, daß eine besonders gute Ausnutzung des Wärmeinhaltes der Rauchgase ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und bei einer Vorrichtung der ange­ gebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruchs 5 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird der zu behandelnde Schlamm in eine Vielzahl von Einzelströmen sowohl zur Vortrocknung als auch zur pyrolytischen Behandlung aufge­ teilt. Um dies konstruktiv zu verwirklichen, ist sowohl im Trockner als auch im Pyrolysereaktor ein Vielrohrreaktor vorgesehen. In Kombination mit einer entsprechenden Rauch­ gasführung zum Zwecke der pyrolytischen Behandlung und danach zum Zwecke der Vortrocknung wird durch eine solche Maßnahme ein besonders hoher Wirkungsgrad bzw. ein beson­ ders niedriger Energiebedarf der Anlage sichergestellt, da hierdurch eine besonders große Fläche für den Kontakt des Klärschlammes mit dem die thermische Energie abgebenden Medium zur Verfügung gestellt wird und dieses Medium (Rauchgas) in ganz spezieller Weise relativ zu den Mate­ rialströmen geführt wird, wobei eine Trocknung mit Hilfe des Rauchgases erst nach der pyrolytischen Behandlung erfolgt, um auf diese Weise den vollen Wärmeinhalt des Rauchgases für die pyrolytische Behandlung einzusetzen, während der nach erfolgter pyrolytischer Behandlung noch vorhandene Wärmeanteil zur Durchführung des Vortrocknungs­ schrittes ausreicht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der organische Schlamm, bei dem es sich auch um Gemische aus organischen und anorganischen Schlämmen handeln kann, in einer ersten Stufe vorgetrocknet. Im nachfolgenden Text wird stellvertretend für einen derartigen organischen Schlamm immer von Klärschlamm gesprochen, zu dessen Behandlung sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders eignet. Ein üblicher Klärschlamm besitzt etwa einen Trocken­ substanzanteil von <30%. Durch das Vortrocknen des Schlammes werden H₂O-Dämpfe abgezogen, die die nach­ folgende pyrolytische Behandlung behindern können. Um möglichst nur Wasserdampf als Brüden zu bekommen, wird bei Produkttemperaturen unter 100°C vorgetrocknet. Als besonders geeignet hat es sich erwiesen, den Klärschlamm auf eine Restfeuchte bis zu 20% zu trocknen.

In einer zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine pyrolytische Behandlung des vorgetrockne­ ten Klärschlammes. Die pyrolytische Behandlung erfolgt vorzugsweise unter völligem Sauerstoffabschluß bei einer definierten Temperatur und Verweilzeit, wobei vorzugsweise Temperaturen von 300-800°C und Verweil­ zeiten bis ca. 1 Stunde zur Anwendung gelangen. Die durch die thermische Zersetzung gewonnenen gasförmigen Bestandteile (Pyrolysegase) stellen wichtige Energie­ träger dar, deren Energie in der nachfolgend beschrie­ benen Weise genutzt wird. Die bei der Pyrolyse an­ fallenden Festsubstanzen, der sog. Pyrolysekoks, werden ebenfalls abgezogen und einer geeigneten Ver­ wendung zugeführt.

Die Pyrolysegase werden vorzugsweise in leichte und schwere Fraktionen getrennt. Die hierbei anfallenden Pyrolyseöle (schwere Fraktionen) werden abgeführt und können als Energieträger mit einem vergleichbaren Heizwert wie Heizöl einer nachfolgenden Verwendung zugeführt werden. Die leichteren Fraktionen (Gase) werden ggf. nach einer Gasreinigung einer Ver­ brennung zugeführt. Die durch diese Verbrennung ent­ stehenden Rauchgase werden zur pyrolytischen Behandlung des vorgetrockneten Klärschlammes eingesetzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich daher da­ durch aus, daß zur Durchführung der pyrolytischen Be­ handlung deutlich weniger Energie dem System zugeführt werden muß als bei heute üblichen Verwertungsverfahren und daß durch Verbrennung eines Teils der bei dem Ver­ fahren entstehenden Produkte die hierfür erforderliche Energie bzw. Atmosphäre zur Verfügung gestellt werden kann. Damit läßt sich mit einem relativ geringen Energie­ bedarf der in großen Mengen anfallende Klärschlamm nicht nur in umweltfreundliche Endprodukte verarbeiten, sondern es lassen sich hieraus auch Substanzen gewinnen, die hochwertige Energieträger darstellen.

Die zur pyrolytischen Behandlung einge­ setzten Rauchgase werden nach dieser Behandlung zum Vor­ trocknen des Klärschlammes verwendet. Hierbei entfällt somit eine äußere Energiequelle für den Schritt des Vortrocknens, da die beim Pyrolyseschritt abgezweigten Rauchgase eine ausreichend hohe Temperatur besitzen, um die ge­ wünschte Vortrocknung des Klärschlammes zu erreichen.

Die zum Vortrocknen eingesetzten Rauchgase können dann in die Atmosphäre abgegeben werden. Diese Gase sind so beschaffen, daß sie den heutigen und zukünftigen An­ sprüchen der Umweltverträglichkeit Genüge leisten.

Auch die während des Vortrocknungsschrittes anfallenden Brüden werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzt. Sie werden ggf. einer Kondensation unterzogen und dann zusammen mit den Pyrolysegasen (bzw. deren leichteren Fraktionen) der Verbrennung zu­ geführt und stellen somit einen Teil der für die pyrolytische Behandlung erforder­ lichen Energie bzw. Atmosphäre zur Verfügung. Dadurch, daß die Brüden mitverbrannt werden, entsteht keine Ge­ ruchsemission.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß sowohl beim Vortrocknungsschritt als auch beim Schritt der pyrolytischen Behandlung der Klär­ schlamm nicht in direkten Kontakt mit dem zur Aufbringung der thermischen Energie eingesetzten Medium tritt. Die thermische Energie wird vielmehr über ein Zwischenmedium auf den Klärschlamm abgegeben, so daß in der Vor­ trocknungsphase das zum Vortrocknen verwendete gas­ förmige Medium (Rauchgase der Pyrolysestufe) keine flüchtigen Teile des Klärschlammes aufnimmt und somit einerseits diesem keine Energie entzieht und andererseits zu keiner Umweltbelastung führt. Entsprechendes gilt für die Pyrolysestufe.

Um eine kontinuierliche Arbeitsweise des erfindungsge­ mäßen Verfahrens zu sichern, findet während der Trocknungsphase und während der Phase der pyrolytischen Behandlung eine Stetigförderung des Klärschlammes statt. Hierdurch wird eine gleichmäßige Einwirkung der aufge­ brachten thermischen Energie auf den Klärschlamm sicher­ gestellt.

Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Durch­ führung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Die An­ lage umfaßt zwei Hauptbestandteile, nämlich einen Trockner und einen Pyrolysereaktor. Der dem Pyrolyse­ reaktor vorgeschaltete Trockner arbeitet mit einem Trocknungsgas und weist an einem Ende eine Be­ schickungsvorrichtung für den zu behandelnden Klär­ schlamm sowie eine Beschickungsvorrichtung für das Trocknungsgas auf. Am anderen Ende des Trockners be­ sitzt dieser eine Abführeinrichtung für den getrockneten Klärschlamm (Ausfallkammer), eine Abgasabführeinrichtung für die Trocknungsgase und eine Brüdenabzugsvorrichtung.

Der dem Trockner nachgeordnete Pyrolysereaktor weist an einem Ende eine Beschickungsvorrichtung für den vorgetrockneten Klärschlamm auf, die von der ent­ sprechenden Abführvorrichtung des Trockners gespeist wird. Am anderen Ende des Pyrolysereaktors befinden sich Abführvorrichtungen für die durch die thermische Zersetzung entstandenen festen und gasförmigen Bestand­ teile. Die erfindungsgemäße Anlage umfaßt ferner zweck­ mäßigerweise eine Kondensationsvorrichtung zum Gewinnen von leichten und schweren Fraktionen der gasförmigen Bestandteile, wobei die schwereren Fraktionen (Pyrolyse­ öle) abgezogen und die leichten Fraktionen einer Verbrennungseinrichtung zugeführt werden. Die Ver­ brennungseinrichtung stellt die Einrichtung zur Be­ heizung des Pyrolysereaktors dar, wobei die bei der Verbrennung erzeugten Rauchgase ihre thermische Energie auf den vorgetrockneten Klärschlamm übertragen. Schließ­ lich ist der Pyrolysereaktor mit einer Abzugseinrichtung für die Rauchgase ausgestattet. Die Rauchgasabzugs­ vorrichtung des Pyrolysereaktors ist an die Trocknungsgas­ beschickungsvorrichtung des Trockners angeschlossen. Somit kann das Rauchgas des Pyrolysereaktors als Trocknungs­ gasquelle für den Trockner eingesetzt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Brüden­ abzugsvorrichtung des Trockners an die Verbrennungs­ einrichtung für die Pyrolysegase angeschlossen, ggf. unter Zwischenschaltung einer Kondensationsvorrichtung, so daß eine Verbrennung der Brüden zusammen mit den Pyrolysegasen möglich ist.

Der Trockner besitzt ein Gehäuse und ein in diesem dreh­ bar angeordnetes Rohrbündel. Das Gehäuse ist zweckmäßiger­ weise zylindrisch ausgebildet. Für die erfindungsgemäßen Zwecke sollte das Rohrbündel mindestens drei Rohre ent­ halten. Die Rohre dienen zur Aufnahme und Förderung des Klärschlammes und weisen hierzu in ihrem Inneren einen Stetigförderer auf, bei dem es sich um eine in die Rohre eingebaute Wendel handeln kann. Naturgemäß können auch andere Stetigförderer Verwendung finden, beispielsweise Schnecken u. ä. Der Einsatz eines Rohrbündels anstelle eines einzigen Rohres hat den Vorteil, daß eine größere Fläche für den Kontakt des Klärschlammes mit dem die thermische Energie abgebenden Medium zur Verfügung steht.

Das Rohrbündel ist drehbar im Gehäuse des Trockners ge­ lagert, d. h. das Bündel dreht sich als Ganzes um eine zentrale Achse. Es besteht ferner die Möglichkeit, daß zusätzlich zu dieser Drehbewegung jedes Rohr um seine eigene Achse drehbar gelagert ist. Jedenfalls wird durch die Drehbewegung des Rohrbündels der über die Beschickungsvorrichtung in die Rohre eingeführte Klär­ schlamm aufgrund der in den Rohren angeordneten Wendeln stetig zum Abgabeende des Trockners gefördert.

Um das zum Vortrocknen des Klärschlammes verwendete Gas mit dem Klärschlamm in indirekten Kontakt bringen zu können, weisen die erwähnten Rohre zur Aufnahme und Förderung des Klärschlammes einen Doppelmantel auf. Das Gas wird hierbei durch den zwischen beiden Mänteln vorhandenen Raum bis zum Abgabeende des Trockners ge­ führt, so daß es den Innenmantel des Rohres umströmt. Dadurch, daß das Rohrbündel im Betrieb des Trockners gedreht wird, erfolgt eine Umwälzung des Klärschlammes entlang der Innenseite des Innenmantels, so daß eine gleichmäßige Kontaktierung des Gases über die innere Mantelfläche mit dem Klärschlamm sichergestellt wird. Der Innenmantel wird somit durch das Gas im wesentlichen gleichmäßig aufgeheizt und kann seine Energie an den zu trocknenden Klärschlamm abgeben. Durch die Doppel­ mantelausführung der einzelnen Rohre wird ferner eine Gasführung mit hoher Geschwindigkeit erreicht. Die Rohre selbst können als Glattrohre oder als Rippenrohre u. dgl. ausgebildet sein. Durch die Längsführung der Gase entlang der Rohre wird infolge der hohen Gasge­ schwindigkeit ein hoher Wärmeübergang über die Rohr­ wandung auf das Gut erzielt.

Mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des Trockners läßt sich in einfacher Weise eine definierte Verweilzeit des Klärschlammes im Trockner einstellen. Hierzu braucht lediglich die Drehzahl des Rohrbündels geregelt zu werden, über die gleichzeitig eine Fest­ legung der Geschwindigkeit des Guttransportes möglich ist. Für die Zwecke der Erfindung als besonders geeig­ net haben sich Rohrbündel erwiesen, die 30-40 Rohre aufweisen, welche einen Durchmesser von 200-600 mm und eine Länge von 10-12 m besitzen.

Über die Vorteile der im Trockner durchgeführten indirekten Beheizung wurde bereits eingangs hingewiesen.

Der Pyrolysereaktor ist im wesentlichen ähnlich aufge­ baut wie der Trockner und umfaßt ebenfalls ein etwa zylindrisches Gehäuse, in dem ein Rohrbündel drehbar ge­ lagert ist. Die einzelnen Rohre weisen in ihrem Inneren eine Stetigfördereinrichtung, beispielsweise eine Schneckenwendel, auf und dienen zur Aufnahme und Förderung des vorgetrockneten Klärschlammes. Im Gegen­ satz zum Trockner besitzen hierbei die Rohre jedoch keinen Doppelmantel, da die die thermische Zersetzung bewirkenden Gase nicht in Förderrichtung des Klär­ schlammes, sondern quer zu dieser geführt werden. Diese Querführung wird dadurch erreicht, daß das gesamte, dreh­ bar gelagerte Rohrbündel von einem stationären Mantel umgeben ist, der in seinem unteren Bereich eine Gas­ eintrittsöffnung und in seinem oberen Bereich eine Gasaustrittsöffnung aufweist. Am oberen Ende des Gehäuses des Pyrolysereaktors ist ein Ventilator ange­ ordnet.

Im Betrieb saugt der Ventilator die am unteren Ende in den Pyrolysereaktor eingeführten Gase, bei denen es sich um die Rauchgase der Verbrennung handelt, durch die untere Eintrittsöffnung des das Rohrbündel umgebenden Mantels in den mittleren Bereich des Reaktors, wo die Gase mit den einzelnen Rohren des sich drehenden Rohr­ bündels in Kontakt treten und ihre thermische Energie auf die Rohre abgeben, die diese auf den im Inneren der Rohre stetig geförderten Klärschlamm übertragen. Die Gase verlassen den Mantel über die obere Austrittsöffnung und werden von dort in dem zwischen dem Mantel des Rohrbündels und der Reaktorwand befindlichen Raum wieder abwärts zur Eintrittsöffnung des Mantels geführt bzw. über eine Ab­ zugseinrichtung vom Pyrolysereaktor abgezogen und dem Trockner zugeführt.

Die Verbrennungsvorrichtung, die in der Form von einer oder mehreren Brennkammern ausgebildet ist, ist dem Pyrolyse­ reaktor zweckmäßigerweise direkt zugeordnet (Unterfeuerung), so daß Leitungen für die Zuführung der Rauchgase ent­ fallen können. Vorzugsweise ist die Brennkammer quer zur Längsachse des Pyrolysereaktors angeordnet, so daß die entstehenden Rauchgase ohne große Wärmeverluste sofort in den Reaktor eingeführt werden können.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Pyrolysereaktor in Förder­ richtung des Klärschlamms in mehrere Zonen aufgeteilt ist. Die einzelnen Zonen sind in bezug auf die Gas­ führung voneinander abgeteilt, wobei jeder Zone eine Brennkammer und ein Ventilator zur Gasumwälzung zuge­ ordnet ist. Bei dieser Ausführungsform läßt sich über die nunmehr zonenweise erfolgende Queranströmung der Rohre die Wärmestromdichte in Förderrichtung des Klär­ schlammes zonenweise einstellen, so daß sich der Pyrolyse­ prozeß weitgehend steuern läßt. Beispielsweise kann bei dieser Ausführungsform in der ersten Zone mit einer niedrigeren Temperatur gefahren werden als in der zweiten Zone etc.

Bei dem Aufbau des Pyrolysereaktors wird somit ebenfalls wie beim Trockner von dem eine hohe Wärmeübertragungs­ fläche sichernden Vielrohrprinzip Gebrauch gemacht. Durch die zweckmäßigerweise eingesetzten Wandelrohre findet ein schonender definierter Transport des Klär­ schlammes unter Minimierung des Staubproblemes statt. Die Beschickung der Rohre erfolgt über eine Verteiler­ kammer, die von dem vom Gas durchströmten Raum abge­ trennt ist. Am Ende des Reaktors münden die Rohre in eine vom Gas durchströmten Raum abgetrennte Ausfall­ kammer, aus der die gasförmigen Bestandteile einerseits und die festen Bestandteile (Pyrolysekoks) andererseits abgeführt werden. Die Beschickung und der Abzug vom Trockner erfolgen zweckmäßigerweise in entsprechender Weise.

Der Pyrolysereaktor besitzt vorteilhafterweise eine se­ parate Beschickungsvorrichtung für Zuschlagstoffe.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch den in Fig. 1 dargestellten Trockner; und

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch den in Fig. 1 dargestellten Pyrolysereaktor.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage besteht aus einem Trockner 2, einem diesem nachgeschalteten Pyrolyse­ reaktor 3, einer Kondensationsvorrichtung 24 für die Pyrolysegase, einer Gasreinigungsvorrichtung 25 und einer Verbrennungsvorrichtung 26 sowie einer Konden­ sationsvorrichtung 15 für die beim Trocknen entstehenden Brüden. Der Trockner 2 und der Pyrolysereaktor 3 sind mit entsprechenden Beschickungs- und Abführ- bzw. Abzugsvorrichtungen versehen. Die einzelnen Teile der Anlage sind über ein Leitungssystem miteinander ver­ bunden.

Der einen Trockensubstanzanteil < 30% aufweisende Klärschlamm, der aus einer beliebigen Quelle 32 stammen kann, wird über eine geeignete Beschickungsvorrichtung 4 zur Vortrocknung in den Trockner 2 eingegeben. Über die Beschickungsvorrichtung 4 gelangt der Klärschlamm an das untere Ende einer Verteilerkammer 5 und wird dort von Wendeln 7 der Rohre 6 des rotierenden Rohr­ bündels erfaßt und in stetiger Weise durch die Rohre gefördert. Zum Vortrocknen des Klärschlammes auf eine Restfeuchte von ca. 20% werden die vom nach­ folgend beschriebenen Pyrolysereaktor 3 abgeführten Rauchgase über einen Rohrstutzen 9 in das Innere des Trockners 2 geführt, und zwar derart, daß sie den Raum 8 zwischen dem Außenmantel und dem Innenmantel der doppelwandig ausgebildeten Rohre passieren können. Um eine Beaufschlagung des Innenraumes der Rohre mit dem Gas zu verhindern, sind die Außenmäntel kürzer ausgebildet als die Innenmäntel. Nachdem die Gase ihre thermische Energie an den Innenmantel der Rohre 6 und somit auf den darin befindlichen zu trocknenden Klärschlamm abgegeben haben, verlassen sie die Rohre des Rohrbündels und werden über einen zentralen Rohr­ stutzen 12 aus dem Trockner 2 herausgeführt. An diesen Stutzen 12 ist eine zu einem Kamin 13 führende Abgas­ leitung angeschlossen.

Die Rohre 6 des Trockners münden stromab in eine Aus­ fallkammer 10, an die am unteren Ende eine Beschickungs­ vorrichtung 16 für den nachgeschalteten Pyrolysereaktor 3 und am oberen Ende eine Abzugsvorrichtung 11 für die gebildeten Brüden (im wesentlichen H₂O-Dämpfe) ange­ schlossen ist. Der vorgetrocknete, eine Restfeuchte von ca. 20% aufweisende Klärschlamm gelangt über die Beschickungsvorrichtung 16 in eine Verteilerkammer 17 des Pyrolysereaktors 3 und wird von dort durch Wendeln 21 eines im Reaktor rotierenden Bündels von Rohren 20 erfaßt und stetig durch die Rohre 20 gefördert. Während der Förderung des vorgetrockneten Klärschlammes durch den Pyrolysereaktor erfolgt eine thermische Beauf­ schlagung der Rohre 20 und somit des darin enthaltenen Klärschlammes, die zu einer thermischen Zersetzung des Schlammes führt. Die thermische Beaufschlagung der Rohre 20 wird dadurch erreicht, daß Rauchgase bei 27 in den Pyrolysereaktor 3 eingeführt und quer zur Förderrichtung des Klärschlammes durch den Reaktor geführt werden. Diese Zwangsführung wird mit Hilfe von Ventilatoren 19 erreicht. Der Pyrolysereaktor ist in Längsrichtung in einzelne Zonen 18 aufgeteilt, in denen jeweils eine unter­ schiedliche thermische Beaufschlagung von einzelnen Rohrabschnitten erfolgen kann.

Die Rohre 20 münden in eine Ausfallkammer 22, aus der die festen Bestandteile, der sog. Pyrolysekoks, über eine geeignete Vorrichtung abgeführt werden. Die gas­ förmigen Bestandteile werden über eine Abzugsvorrichtung 23 aus der Ausfallkammer 22 entfernt und einer Konden­ sationsvorrichtung 24 (nur schematisch gezeigt) zugeführt; in der eine Trennung in leichte und schwere Fraktionen stattfindet. Die schweren Fraktionen, d. h. die sog. Pyrolyseöle, werden aus dem System abgeführt und stellen einen ausgezeichneten Energieträger bzw. ein chemisches Vorprodukt dar. Die leichteren, d. h. gasförmigen Fraktionen werden bei 25 der Reinigung unterzogen und danach der Verbrennungsvorrichtung 26 zugeführt. In diese Verbrennungsvorrichtung werden ebenfalls die vom Trockner kommenden Brüden über eine Leitung 14 und eine Kondensationsvorrichtung 15, aus der das gewonnene Abwasser abgeführt wird, geführt. Die Verbrennungsvorrichtung 26 ist unmittelbar dem Pyrolysereaktor 3 zugeordnet und gibt die gebildeten Rauchgase an den Pyrolysereaktor ab.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Trockner 2. Der Trockner hat ein zylindrisches Gehäuse, in dem das Rohrbündel rotiert. Das Rohrbündel besteht aus einer Vielzahl von Rohren 6, die in Umfangsrichtung des Trockners in gleichen Abständen angeordnet sind. Die Rohre weisen einen Doppelmantel 8 auf, wobei der zwischen dem Innenmantel und dem Außenmantel gebildete Raum von dem die thermische Beaufschlagung bewirkenden Gas durchströmt wird. Die Rohre sind jeweils im Inneren mit der Schneckenwendel 7 versehen, die für eine stetige Förderung des Klärschlammes sorgt. Bei dieser Ausführungsform sind mehrere kreisförmig angeordnete Rohrreihen vorgesehen, die jeweils unterschiedliche Abstände zur Gehäuseachse aufweisen.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Pyrolysereaktor 3. Der Pyrolysereaktor 3 bildet ebenfalls ein etwa zylindrisches Gehäuse, in dem ein Bündel von Rohren 20 drehbar angeordnet ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind 18 Rohre 20 vorgesehen, deren Mittelpunkt auf zwei Kreisen mit unterschiedlichen Radien liegen. Das auf diese Weise gebildete Rohrbündel wird auf seiner Außenseite von einem Mantel 29 umschlossen, der eine untere Gaseintrittsöffnung 31 und eine obere Gasaustrittsöffnung 30 aufweist. Im Betrieb des Reaktors rotiert das Rohrbündel innerhalb des Mantels 29. Am oberen Ende des Reaktors befindet sich der Ventilator 19, der aus der quer zur Reaktorachse angeordneten Verbrennungsvorrichtung 26 (Unterfeuerungsanlage) die Rauchgase über eine Öffnung 27 in den Pyrolysereaktor saugt, und zwar derart, daß das Rohrbündel quer angeströmt wird. Die Rauchgase treten somit durch die Eintrittsöffnung 31 in den Mantel 29 ein und verlassen diesen über die Austrittsöffnung 30. Sie werden dann wieder durch den zwischen dem Mantel 29 und der Reaktorwand gebildeten Raum zum erneuten Umlauf nach unten gedrückt oder über einen Abzug 28 vom Reaktor abgezogen und dem Trockner zugeführt.

Claims (13)

1. Verfahren zur thermischen Behandlung von organischen Schlämmen, insbesondere Klärschlamm, zur umweltfreund­ lichen Beseitigung derselben, bei dem der zu behan­ delnde Schlamm vorgetrocknet wird, der vorgetrocknete Schlamm pyrolytisch behandelt wird, die entstandenen Pyrolysegase verbrannt und die dabei entstehenden Rauchgase zur pyrolytischen Behandlung des vorgetrock­ neten Schlammes durch indirekten Kontakt zwischen dem Rauchgas und dem Schlamm und zum Vortrocknen des zu behandelnden Schlammes verwendet werden, wobei die Rauchgase zum Vortrocknen in Förderrichtung des Schlammes geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1) der zu behandelnde Schlamm sowohl zur Vortrocknung als auch zur pyrolytischen Behandlung in eine Vielzahl von Einzelströmen aufgeteilt wird;
• 2) die Vielzahl von Einzelströmen um eine zentrale Gesamtachse gedreht wird;
• 3) die Rauchgase zur pyrolytischen Behandlung quer zur Förderrichtung der Einzelströme des Schlammes geführt werden;
• 4) die Rauchgase nach der pyrolytischen Behandlung zur Vortrocknung des Schlammes geführt werden;
• 5) die Vortrocknung bei Produkttemperaturen <100°C derart durchgeführt wird, daß der Schlamm eine Rest­ feuchte bis zu 20% aufweist; und
• 6) die Rauchgase zur Vortrocknung des Schlammes in Förderrichtung der Einzelströme innerhalb von diese umgebenden Doppelmänteln geführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgetrocknete Schlamm bei einer Temperatur von 300-800°C pyrolytisch behandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die beim Vortrocknen entstehenden Brüdengase zusammen mit den Pyrolysegasen verbrannt werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schlamm sowohl während der Vortrocknung als auch während der pyrolytischen Behandlung stetig gefördert wird.

5. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Trockner, einer Schlammbeschickungsvorrichtung für den Trockner, einer Trocknungsgasquelle, einer Trocknungsgasbeschickungsvorrichtung für den Trockner, einer Abgasabführvorrichtung für den Trockner, einer Brüdenabzugsvorrichtung für den Trockner, einer Abführvorrichtung des Trockners für den getrockneten Schlamm, einem dem Trockner nachgeschalteten Pyrolysereaktor, einer Schlammbeschickungsvorrichtung für den Pyrolysereaktor, einer Abführvorrichtung für die durch die Pyrolyse entstandenen gasförmigen und festen Bestandteile, einer Zu- und Abführvorrichtung für die zur Pyrolyse eingesetzten Heizgase und einer Vorrichtung zum Verbrennen der entstandenen Pyrolysegase und zum Beheizen des Pyrolysereaktors mit den dabei entstehenden Rauchgasen, dadurch gekennzeichnet, daß Trockner (2) und Pyrolysereaktor (3) in getrennten Gehäusen untergebracht sind, in denen jeweils ein Rohrbündel drehbar gelagert ist, dessen Rohre (6, 20) im Inneren jeweils einen Stetigförderer (7, 21) für den Schlamm aufweisen, und daß der Pyrolysereaktor (3) eine Einrichtung zur Querbeaufschlagung des Rohrbündels mit den Rauchgasen besitzt, wobei die Heizgasabführvorrichtung (28) des Pyrolysereaktors (3) an die Trocknungsgasbeschickungsvorrichtung (9) des Trockners (2) angeschlossen ist und wobei jedes Rohr des Rohrbündels des Trockners (2) einen Doppelmantel zur Längsführung des Trocknungsgases durch den zwischen den Mänteln vorhandenen Raum aufweist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (26) zum Verbrennen und Beheizen gemeinsam als Unterfeuerungsanlage für den Pyrolysereaktor (3) ausgebildet ist.

7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Verbrennen getrennt von der Vorrichtung zum Beheizen angeordnet und ausgebildet ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brüdenabzugsvorrichtung (11) des Trockners (2) an die Verbrennungsvorrichtung (26) angeschlossen ist.

9. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder beide Stetigförderer (7, 21) Schneckenwendel sind.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrbündel des Pyrolysereaktors (3) drehbar in einem stationären Mantel (29) innerhalb des Reaktors gelagert ist, der eine Gaseintrittsöffnung (31) und eine Gasaustrittsöffnung (30) aufweist.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Pyrolysereaktor (3) einen Ventilator (19) zur Zwangsumwälzung der Rauchgase aufweist.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Pyrolysereaktor (3) in Längsrichtung in mehrere Zonen (18) unterteilt ist, die jeweils eine Gasumwälzungskammer mit Ventilator und Gaszuführung aufweisen.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrbündel des Trockners 2 und des Pyrolysereaktors 3 mehrere kreisförmig angeordnete Rohrreihen aufweist, die jeweils unterschiedliche Abstände zur jeweiligen Gehäuseachse haben.