DE3600400C2 - - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konditionierung von Karbonatationsschlamm aus der chemischen Industrie sowie der Land-, Futtermittel- und Nahrungsgüterwirtschaft, vorzugsweise von Karbonatationsschlamm, der aus der Extraktreinigung in Zuckerfabriken gewonnen wird und als Dünge- bzw. Futtermittel eingesetzt werden kann.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die bei unterschiedlichen Prozessen anfallenden kalk­ haltigen Schlämme mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 50 . . . 60 Massen-% besitzen eine plastische Konsistenz, die eine sofortige Weiterverarbeitung bzw. -verwendung er­ schwert bzw. unmöglich macht. Deshalb wird eine zum Teil mehrmonatige Lagerung derartiger Schlämme in Lagerbecken bzw. auf Halde vorgenommen, um auf diese Weise eine Reduzierung des Feuchtigkeitsgehaltes bis auf solche Werte zu erreichen, die eine annähernd krümelige Konsistenz der Schlämme ergeben. Derartige Schlämme werden auch als Dünge­ mittel auf Ackerflächen aufgebracht, wobei durch den relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt die Transport- und Umschlagskosten steigen und, bedingt durch eine ungleichmäßige Ausbringung, Überdüngungserscheinungen auftreten. Bei verlängerter Lager­ zeit verringert sich zwar der Feuchtigkeitsgehalt, aber die Nachteile der Staubentwicklung und damit der Umweltbe­ lastungen nehmen zu.

Bekannt ist bereits ein Verfahren - DE-OS 28 35 916 - zum Trocknen von pastösen, wäßrigen Schlämmen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß einzelne Schlammteilchen zur weit­ gehenden Auflockerung in intensive Bewegung versetzt und gleichzeitig oder unmittelbar anschließend mit vorgetrock­ netem Gas, das unter Druck in den Schlamm eingebracht wird, dem Schlamm die Feuchtigkeit entzogen wird, wobei auch Ab­ fallschlämme, mit Bindemittel versetzt, getrocknet oder eingedickt werden können. Das Verfahren verbessert zwar den Entzug der Feuchtigkeit aus Schlämmen gegenüber der natürlichen Lagertrocknung, aber einen konditionierten Karbonatationsschlamm unter schonenden mechanischen Be­ dingungen mit intensiven Stoff- und Wärmeübergangsbedingungen herzustellen, ist mit diesem Verfahren nicht möglich. Auch mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der DE-OS 28 51 005 ist eine gleichzeitige Trocknung und Granulierung unter den Bedingungen der schonenden Behandlung mit intensiven Stoff- und Wärmeübergangsbedingungen nicht durchführbar.

Des weiteren ist in der DD-PS 1 37 965 die Wirbelschicht­ granuliertrocknung eines eiweißhaltigen Schlammes be­ schrieben, wobei ein staubfreies Granulat erhalten wird, nach dem der eiweißhaltige Schlamm als Suspension in den Wirbelschichtapparat eingedüst wurde. Die Suspension weist einen pH-Wert von 3 . . . 9 auf und enthält einen Feststoff­ anteil von 5 . . . 60 Masse-%. Die Feststoffgranulate haben in der Wirbelschicht eine Temperatur <60°C und verweilen mehr als eine Minute in dieser. Dabei soll ein hygienisch unbe­ denkliches Granulat als Nahrungs- und/oder Futtermittel er­ zeugt werden. Der Eiweißschlamm besitzt eine pump- und ver­ düsungsfähige Konsistenz, so daß eine kontinuierliche Neu­ bildung der Trocknungsoberfläche unter ständigem Granulat­ wachstum in der Wirbelschicht erfolgt. Damit ist zwar die Beseitigung von Oberflächenfeuchte in Verbindung mit der Einstellung der Korngröße allgemein gegeben, aber die Diffusionsfeuchte wird bei der zu erhaltenden Granulat­ größe nicht konstant verringert und kann auch nicht ver­ ringert werden, da die verfahrenstechnischen Bedingungen dies nicht ermöglichen.

Die Anwendung dieses Verfahrens auf die Konditionierung von Karbonatationsschlamm setzt demnach voraus, daß der feuchte, eine plastische Konsistenz aufweisende Schlamm durch Verdünnung mit Wasser pump- und verdüsungsfähig aufbereitet wird, wobei auch das zusätzlich eingesetzte Wasser während der Granuliertrocknung thermisch unter Ein­ satz der erforderlichen Verdampfungsenthalpie wieder ent­ fernt werden müßte, falls das Produkt einer Granulier­ fähigkeit überhaupt aufweist. Mit diesem hohen Energieauf­ wand ist das Verfahren nach DD-PS 1 37 965 für die Konditionierung von Karbonatationsschlamm extrem un­ ökonomisch. Da außerdem die stofflichen Bedingungen für eine Aufbaugranulation nicht vorauszusetzen sind, ist auch die Einarbeitung von Wirkstoffen und Zusatzfuttermittel­ komponenten nicht gegeben.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein granuliertes, staubfreies Kalkprodukt herzustellen, das bei reduzierter Umweltbe­ lastung als Dünge- bzw. Futtermittel sofort verwendbar ist und verbesserte Eigenschaften für den Transport-, Um­ schlag-, Lager- und Dosierprozeß besitzt.

Darlegung des Wesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Kondi­ tionierung von Karbonatationsschlamm zu entwickeln, bei dem in einem kontinuierlichen Verfahrensablauf Schlamm mit und ohne Zusätze, wie Mineralstoffe, Pharmazeutika und Wirkstoffe, getrocknet und granuliert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Karbonatationsschlamm mit einem Feuchtigkeitsgehalt 30 Massen-% der Wirbelschicht zugeführt wird, wobei die Temperatur in der Wirbelschicht nahezu gradienten­ frei mit einem Maximalwert von 423 K eingestellt, und der Schlamm mit Beginn der Fluidisierung in Richtung des Transportweges der Granulate vom Eintritt bis zum Austritt aus der Wirbelschicht für einen Zeitab­ schnitt, der bis zu 20% der Verweilzeit in der Wirbel­ schicht beträgt, bei einer Trocknungsgeschwindigkeit von 0,65-0,85 kg Wasser pro kg Trockensubstanz und Stunde und einer Fluideintrittstemperatur von 470 K behandelt wird.

Die einsetzende Stabilisierung der zugeführten geometrischen Form des Karbonatations­ schlammes wird durch die Zugabe von staubförmigen Produkten mit einem Anteil bis zu 20 Massen-% des Trockensubstanzge­ haltes des Fertigproduktes im Bereich des Schlammeintritts in die Wirbelschicht gesteigert. Als staubförmige Produkte werden das aus der Wirbelschicht-Abluft abgeschiedene Fein­ kornprodukt und wahlweise Zusätze, wie Mineralstoffe, Pharmazeutika, Wirkstoffe sowie Zusatzfuttermittelkompo­ nenten eingesetzt, wobei die Agglomeration der staub­ förmigen Produkte an den Granulatoberflächen durch Ver­ düsung von flüssigen Zusätzen unterstützt werden kann. Die Temperatur in der Wirbelschicht übersteigt dabei 423 K nicht. Das Fertigprodukt weist eine Größe zwischen 1 und 40 mm äquivalenten Durchmessers und einen Feuchtig­ keitsgehalt 25 Massen-% auf. Das mit der Wirbelschicht- Abluft ausgetragene Feinkornprodukt besitzt eine Teilchen­ größe <0,2 mm Durchmesser und einen Feuchtigkeitsgehalt 25 Massen-% und kann, je nach Verwendungszweck, in die Wirbelschicht zurückgeführt werden.

Es gehört auch zur Erfindung, daß das Feinkornprodukt, wahlweise Wirkstoffe beliebiger Konsistenz und Karbo­ natationsschlamm gemeinsam der Eintragvorrichtung zuge­ führt werden.

Es gehört weiterhin zur Erfindung, daß die Temperatur der Wirbelschicht gradientenfrei mit einem Maximalwert von 423 K eingestellt wird, so daß eine thermische Schädigung der im Produkt enthaltenen Wirkstoffe ausgeschlossen ist.

1. Ausführungsbeispiel

Karbonatationsschlamm mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 50 Massen-% wird mit einer Durchsatzleistung von 270 kg/h der Eintragvorrichtung einer Wirbelschicht zugeführt. Es werden Granulate mit einem Durchmesser von 15 mm und einer Länge von 15 bis 20 mm, die in der Wirbelschicht durch ein Trocknungsgas - Rauchgas aus der Erdgasver­ brennung - mit einer Eintrittstemperatur von 423 K fluidisiert werden, erzeugt. In Richtung des Transport­ weges der Granulate vom Eintritt bis zum Austritt aus der Wirbelschicht wird für den ersten Abschnitt, der 15% des gesamten Transportweges entspricht, eine Wirbelschicht­ temperatur von 348 K eingestellt. Das entspricht einer Trocknungsgeschwindigkeit des Granulats von 0,75 kg Wasser pro kg Trockensubstanzgehalt und h.

2. Ausführungsbeispiel

Karbonatationsschlamm mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 55 Massen-% wird der Eintragvorrichtung einer Wirbelschicht gleichzeitig mit Zuckerrübenfeuchtschnitzel im Verhältnis 5 : 1 zugeführt. Aus der Eintragvorrichtung gelangen Gra­ nulate mit einem Durchmesser von 15 mm und einer Länge von ca. 20 mm in die Wirbelschicht, wo sich durch ein mit Um­ gebungsluft verschnittenes Rauchgas aus der Erdgasver­ brennung mit einer Eintrittstemperatur von 460 K fluidisiert werden. Auf die Oberfläche der fluidisierten Granulate wird Melasse mit einem Trockensubstanzgehalt von ca. 45 Masse-% aufgedüst, wobei im Bereich der Melasseeindüsung das über den Zyklon abgeschiedene Feinkornprodukt in die Wirbelschicht eingebracht wird.

Claims (2)

1. Verfahren zur Konditionierung von Karbonatations­ schlamm, der über eine Eintragsvorrichtung, insbe­ sondere eine Schneckenpresse, einer Wirbelschicht zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlamm in einer definierten geometrischen Form mit einem Feuchtigkeitsgehalt 30 Massen-% der Wirbelschicht zugeführt wird, wobei die Temperatur in der Wirbelschicht nahezu geradienten­ frei mit einem Maximalwert von 423 K eingestellt, und der Schlamm mit Beginn der Fluidisierung in Richtung des Transportweges der Granulate vom Eintritt bis zum Austritt aus der Wirbelschicht für einen Zeitab­ schnitt, der bis zu 20% der Verweilzeit in der Wirbel­ schicht beträgt, bei einer Trocknungsgeschwindigkeit von 0,65-0,85 kg Wasser pro kg Trockensubstanz und Stunde und einer Fluideintrittstemperatur von 470 K behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlamm staubförmige, aus der Wirbelschicht-Abluft abgeschiedene Feinkornprodukte mit einem Durchmesser von <0,2 mm bis zu 20 Massen-% des Trockensubstanzge­ haltes des Fertigproduktes und wahlweise Zusätze in Form von Mineralstoffen, Pharmazeitika, Zusatzfutter­ mittelkomponenten und Wirkstoffen im Bereich des Schlammeintritts in die Wirbelschicht zugesetzt werden, und deren Agglomeration an den Granulatoberflächen wahlweise durch Verdüsung flüssiger Zusätze im Bereich des Schlammeintritts unterstützt wird.