DE3741110A1

DE3741110A1 - Procedure for the pyrolytic disposal of biological sludge, and plant for carrying out the procedure

Info

Publication number: DE3741110A1
Application number: DE19873741110
Authority: DE
Inventors: Chiarva Giorgio
Original assignee: STELLA SpA
Current assignee: STELLA SpA
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1989-06-15

Abstract

Procedure for processing biological sludge from industrial treatment plants, which procedure comprises pyrolysis of the sludge in an indirectly heated rotary kiln (2) in order to obtain a solid carbon residue which is either burnt or can be converted into activated carbon. The procedure is characterised in that the heating is carried out by the pyrolysis gases being drawn off from the kiln, which is insulated and kept free of oxygen, and are burnt outside the kiln (2), optionally with the aid of additional fuel, and the combustion gases are passed over the outside of a finned heat exchanger surface (7) on the kiln (2) (Figure 1). <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur pyrolytischen umweltschonenden Beseitigung von biologischem Schlamm, insbesondere aus Reinigungswerken für industriellen Abfall, und auf eine Anlage, die eine Durchführung des Verfahrens mit geringen Kosten und/oder ein einfaches Trocknen des Schlammes ermöglicht.The present invention relates to a method for pyrolytic environmentally friendly removal of biological Sludge, in particular from industrial cleaning plants Waste, and to a facility that carries out the Low cost and / or simple procedure Allows drying of the sludge.

"Pyrolyse" ist eine bekannte Verfahrenstechnik, die darin besteht, daß chemische Bindungen durch die Anwendung von Wärme aufgetrennt werden, wodurch es möglich wird, Umwelt gifte dadurch zu zerstören, daß ihre Moleküle in einfachere Einheiten zertrennt werden, wobei Gas und feste Kohlenstoff rückstände erzeugt werden. Bei Anwendung auf biologischen Schlamm ergeben sich bei der Pyrolyse eine Anzahl von komplexen Problemen infolge der Tatsache, daß es mit herkömmlichen Öfen nicht möglich ist, ein in bezug auf den Energieverbrauch wirtschaftliches Verfahren anzugeben, mit dem der Schlamm indirekt auf eine solche Temperatur erwärmt werden kann, daß beseitigbare nicht kontaminierende Pyroly seprodukte erzeugt werden. Auf der anderen Seite hat auch die direkte Erwärmung oder Oxypyrolyse, bei der heiße Verbrennungsgase auf den Schlamm geleitet werden, ihre Nachteile. Erstens führt die Schwierigkeit, die Temperatur genau zu steuern, zu örtlichen Überhitzungen, so daß feuerfeste Öfen erforderlich sind, und zweitens sind die erhaltenen brennbaren Gase hochkontaminierend und müssen als solche in einer Nachverbrennungskammer oder direkt innerhalb des Ofens beseitigt werden, wodurch im erstgenannten Fall die Kosten erhöht und beträchtliche Energieverluste hervor gerufen werden und im zweitgenannten Fall sich eine Über-Ver brennung des Schlammes ergibt, deren fester Rückstand praktisch unverwendbar ist. Fernerhin bringt die Tatsache, daß für die Schlamm-Verarbeitung normalerweise Drehöfen erforderlich sind, infolge des Gewichts der erforderlichen feuerfesten Auskleidung noch größere Probleme sowohl wirt schaftlicher als auch technischer Art mit sich."Pyrolysis" is a well-known process technology that is in it exists that chemical bonds are caused by the application of Heat can be separated, which makes it possible for the environment poisons by destroying their molecules into simpler ones Units are separated, using gas and solid carbon residues are generated. When applied to biological Sludge results in a number of pyrolysis complex problems due to the fact that it is with conventional ovens is not possible, one with respect to the Specify energy consumption economic process with where the sludge is indirectly heated to such a temperature can be that eliminable non-contaminating pyroly Seproducts are generated. On the other hand, too direct heating or oxypyrolysis, during which hot Combustion gases are directed to the sludge, their Disadvantage. First, the difficulty leads to the temperature to control precisely, local overheating, so that Refractory ovens are required, and secondly, those received highly flammable gases and must be considered as highly contaminated those in a post-combustion chamber or directly inside of the oven are eliminated, which in the former case the cost increases and significant energy losses result be called and in the second case an over-ver burning of the sludge results in their solid residue is practically unusable. Furthermore, the fact that typically rotary kilns for sludge processing are required due to the weight of the required refractory lining hosts even bigger problems scientific as well as technical.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur pyrolytischen Beseitigung von biologischem Schlamm, insbesondere aus Reinigungswerken für Industrieabfall, zu schaffen, das mit geringem Energieverbrauch auskommt, einen Rückstand erzeugt, der in der Industrie irgendwie verwendbar ist und deshalb einen zusätzlichen Wert darstellt, der die Schlamm-Beseitigungskosten zumindest teilweise kompensiert, und im wesentlichen keine atmosphärische Verunreinigung durch Abgabe von die Luft verunreinigenden Rauchgasen hervorruft. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anlage zu schaffen, die es ermöglicht, das Verfahren durchzuführen und/oder den Schlamm rasch und kontinuierlich zu trocknen, und die sowohl leicht zu steuern und zu regeln als auch mit geringen Kosten herstellbar ist.It is the object of the present invention, a method for the pyrolytic removal of biological sludge, especially from cleaning plants for industrial waste create, which manages with low energy consumption, one Residue generated that is somehow usable in industry is and therefore represents an additional value that the Sludge disposal costs at least partially compensated, and essentially no atmospheric pollution by releasing smoke gases that pollute the air evokes. Another object of the invention is to provide a Create facility that enables the process perform and / or the sludge quickly and continuously to dry, and both easy to control and regulate and can also be produced at low cost.

Nach der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zur pyrolytischen Beseitigung von biologischem Schlamm, insbesondere von Reinigungswerken für industrielle Abfälle, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es Stufen aufweist, die aus folgendem bestehen:According to the present invention, this object is achieved with a process for the pyrolytic removal of biological sludge, in particular from cleaning plants for industrial waste, which is characterized in that it Has levels consisting of:

- Feeding the sludge into a reaction chamber, which in is gas-tightly insulated from the outside atmosphere;
- Pyrolysis of the sludge in complete absence from gaseous oxygen to any form of combustion to prevent pyrolysis by indirect heating of the sludge through heat exchange through the walls of the Reaction chamber is carried out by a stream of Combustion gases through the outside of the reaction chamber is fed;
- Pull off the inside of the reaction chamber thermal degradation of the molecules of the sludge generated Pyrolysis gases;
- Generate the flow of combustion gases through Burn the pyrolysis withdrawn from the reaction chamber gases, the combustion stage only outside the reaction chamber is carried out; and
- Removing the pyrolyzed sludge from the reaction chamber.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Anlage zum Pyrolysieren und/oder Trocknen biologischen Schlammes mit einem Ofen, der ein erstes und ein zweites Ende zum kontinuierlichen Zuführen bzw. Entnehmen von Schlamm auf weist, und Heizmitteln zum indirekten Erwärmen des Schlam mes; diese Anlage ist dadurch gekennzeichnet, daß die indirekten Heizmittel aus einer Schürze bestehen, die die Außenseite des Ofens derart abdeckt, daß sie zusammen mit einer äußeren wärmeaustauschenden Oberfläche des Ofens einen Hohlraum bildet, den entlang ein Strom heißer Verbrennungs gase durch einen an einem ersten Ende der Schürze gebildeten Einlaß zu einem an einem zweiten Ende der Schürze gebildeten Gas-Auslaß geleitet wird, wobei die Innenseite des Ofens in gasdichter Weise gegen die äußere Atmosphäre isoliert ist, und wobei die Anlage ferner Abzugmittel zum Abziehen der im Inneren des Ofens durch Erwärmen des Schlammes gebildeten Gase, Belüftungsmittel zum Hinzufügen von die Verbrennung unterhaltender Luft zu den Gasen und zum Verbrennen derselben, derart, um den Strom von heißen Verbrennungsgasen zu erzeugen, und Verbrennungsgas-Zuführmittel zum Zuführen des Stromes von Verbrennungsgasen innerhalb des Hohlraumes aufweist.The present invention further provides a plant for pyrolyzing and / or drying biological sludge having an oven having first and second ends for continuously feeding and removing sludge, and heating means for indirectly heating the sludge; this system is characterized in that the indirect heating means consist of an apron which covers the outside of the furnace in such a way that, together with an outer heat-exchanging surface of the furnace, it forms a cavity along which a stream of hot combustion gases passes through at a first end the apron formed inlet is directed to a gas outlet formed at a second end of the apron, the inside of the furnace being gas-tightly insulated from the outside atmosphere, and the plant further extracting means for withdrawing the inside of the furnace by heating the Sludge-formed gases, aeration means for adding and burning combustion entertaining air to the gases such as to produce the flow of hot combustion gases, and combustion gas supply means for supplying the flow of combustion gases within the cavity.

Eine Anzahl von nicht begrenzenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.A number of non-limiting embodiments of the present invention is made with reference to the attached drawings described.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht der Anlage und eine Durchfluß-Graphik des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 shows a schematic view of the plant and a flow chart of the method according to the present invention.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt des den Hauptbestandteil der Anlage nach der vorliegenden Erfindung bildenden Ofens. Fig. 2 shows a longitudinal section of the furnace forming the main component of the plant according to the present invention.

Fig. 3 und 4 sind Ansichten größeren Maßstabes einer Einzelheit des in Fig. 2 dargestellten Ofens. FIGS. 3 and 4 are views on an enlarged scale a detail of the oven shown in Fig. 2.

Fig. 5 und 6 zeigen entsprechende Testgraphiken in bezug auf das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung. Figures 5 and 6 show corresponding test graphics related to the method of the present invention.

Die Ziffer 1 in Fig. 1 bis 4 bezeichnet eine Anlage für die pyrolytische Beseitigung von biologischen Schlamm, insbesondere aus Reinigungswerken für industriellen Abfall, und zur Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung. Um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, wird der Beschreibung des Verfah rens nach der Erfindung eine detaillierte Beschreibung der Anlage 1 vorangestellt, die lediglich eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, da das Verfahren nach der Erfindung ebenso mit Anlagen durchgeführt werden kann, die sich vollständig von der hier beschriebenen unterscheiden. Die Anlage 1 enthält eine Reaktionskammer, gebildet von einem Ofen 2, der bei dem dargestellten Beispiel ein kontinuierlich beschickter Drehofen ist; einen Zuführkasten 3 für den unverarbeiteten Schlamm; Zuführmittel 4, die zum Zuführen des Schlammes in die Kammer 2 dienen und nach der vorliegenden Erfindung aus einer Doppelschrau ben-Einrichtung bestehen, die in Einzelheiten in Fig. 3 und 4 dargestellt ist und in bekannter Weise derart an den Zuführkasten 3 angeschlossen ist, daß der Einlaß der Einrichtung 4 und infolgedessen der Reaktionskammer oder des Ofens 2 mittels des im Inneren des Zuführkastens 3 befindlichen Schlammes in fluiddichter Weise abgedichtet ist; einen zum indirekten Erwärmen des Ofens 2 dienenden Hohlraum oder Mantelraum 5, der durch eine die Außenseite des Ofens 2 abdeckende Metallblechschürze 6 (Fig. 2) und eine äußere Wärmeaustauschfläche 7 auf dem Ofen 2 gebildet ist; eine luftdichte Sammelkammer 8, die über eine bekannte stationäre Haube 9 direkt an einen Auslaß 10 des Drehofens 2 in einer solchen Weise angeschlossen ist, daß sie den verarbeiteten Schlamm aus dem Ofen 2 sammelt, während gleichzeitig das Innere des Ofens 2 in gasdichter Weise gegen die äußere Atmosphäre isoliert und infolgedessen frei von gasförmigem Sauerstoff gehalten wird; und Umwälzmittel zum Umwälzen heißer Verbrennungsgase innerhalb des Hohlrau mes 5. Nach der vorliegenden Erfindung enthält die Anlage 1 einen Ejektor 12, der mit Umgebungsluft, z.B. mittels eines Kompressors 13, gespeist wird und über ein Rohr 14 an das Innere des Ofens 2 derart angeschlossen ist, daß er die Gase aus dem Inneren des Ofens abzieht; eine in unterbrochenen Linien dargestellte Verbrennungskammer 15 zum Empfangen der dem Ejektor 12 zugeführten Luft und der von dem Ejektor aus dem Inneren des Ofens 2 abgezogenen Gase; und Rohre 16 und 17, die in nicht dargestellter bekannter Weise an einen durch das Ende 19 der Schürze 6 gebildeten Einlaß 18 an dem Hohlraum 5 bzw. an einen Gas-Auslaß 20, der durch das dem Ende 19 gegenüberliegende Ende 21 der Schürze 6 an dem Hohlraum 5 gebildet ist, angeschlossen ist. Das Rohr 16 ist direkt an die Verbrennungskammer 15 angeschlossen, während das Rohr 17 an einen (nicht dargestellten) Schornstein angeschlossen ist. Die Rohre 16 und 17 sind ferner miteinander durch ein Zweigrohr 22 verbunden, das mit einer Verbrennungsgas-Umwälzpumpe 23 ausgerüstet ist, um einen Teil der Auslaßgase in dem Rohr 17 in das Rohr 16 einzuspeisen und die Gase im Inneren des Hohlraumes 5 umzuwälzen, um in bekannter Weise die Temperatur des in dem Hohlraum umlaufenden Gasstromes zu steuern. The number 1 in Fig. 1 to 4 denotes a plant for the pyrolytic removal of biological sludge, in particular from cleaning plants for industrial waste, and for carrying out the method according to the present invention. In order to enable a better understanding of the present invention, the description of the method according to the invention is preceded by a detailed description of the system 1 , which is only a preferred embodiment of the present invention, since the method according to the invention can also be carried out with systems, that are completely different from the one described here. The system 1 contains a reaction chamber, formed by an oven 2 , which in the example shown is a continuously charged rotary kiln; a feed box 3 for the unprocessed sludge; Feed means 4 , which serve to feed the sludge into the chamber 2 and, according to the present invention, consist of a double screw device which is shown in detail in FIGS. 3 and 4 and is connected in a known manner to the feed box 3 in such a way that the inlet of the device 4 and consequently the reaction chamber or the furnace 2 is sealed in a fluid-tight manner by means of the sludge located inside the feed box 3 ; a cavity or jacket space 5 for indirect heating of the furnace 2 , which is formed by a metal apron 6 covering the outside of the furnace 2 ( FIG. 2) and an external heat exchange surface 7 on the furnace 2 ; an airtight collecting chamber 8 , which is connected via a known stationary hood 9 directly to an outlet 10 of the rotary kiln 2 in such a way that it collects the processed sludge from the furnace 2 , while at the same time the interior of the furnace 2 in a gas-tight manner against the external atmosphere is isolated and consequently kept free of gaseous oxygen; and circulating means for circulating hot combustion gases within the hollow space 5 . According to the present invention, the system 1 contains an ejector 12 which is supplied with ambient air, for example by means of a compressor 13 , and is connected via a pipe 14 to the interior of the furnace 2 in such a way that it draws the gases out of the interior of the furnace; a combustion chamber 15 shown in broken lines for receiving the air supplied to the ejector 12 and the gases exhausted from the inside of the furnace 2 by the ejector; and pipes 16 and 17 , which are connected in a known manner (not shown) to an inlet 18 formed by the end 19 of the skirt 6 on the cavity 5 and to a gas outlet 20 which connects through the end 21 of the skirt 6 opposite the end 19 the cavity 5 is formed, is connected. The pipe 16 is connected directly to the combustion chamber 15 , while the pipe 17 is connected to a chimney (not shown). The pipes 16 and 17 are also connected to each other by a branch pipe 22 which is equipped with a combustion gas circulation pump 23 in order to feed a part of the outlet gases in the pipe 17 into the pipe 16 and to circulate the gases inside the cavity 5 to circulate in to control the temperature of the gas stream circulating in the cavity in a known manner.

Nach einer möglichen Abwandlung kann die Verbrennungskammer 15 weggelassen werden; in diesem Fall wird der Ejektor 12 so ausgelegt, daß er auch als Brenner dienen kann, und wird direkt mit dem Rohr 16 verbunden. Falls eine Verbrennungs kammer 15 vorgesehen ist, ist diese vorzugsweise mit feuerfesten Steinen ausgekleidet und enthält zusätzlich zu einem Brenner 15 a für das aus dem Ejektor 12 kommende Luft-Gas-Gemisch ferner einen zusätzlichen Brenner 25, der in bekannter Weise mit Luft und normalem Brennstoff gespeist wird.After a possible modification, the combustion chamber 15 can be omitted; in this case the ejector 12 is designed so that it can also serve as a burner and is connected directly to the tube 16 . If a combustion chamber 15 is provided, this is preferably lined with refractory bricks and, in addition to a burner 15 a for the air / gas mixture coming from the ejector 12 , also contains an additional burner 25 , which in a known manner with air and normal fuel is fed.

Der Drehofen 2 wird durch eine zylindrische Seitenwand 26 gebildet und ruht lose auf Tragrollen 27 einer in der chemischen Industrie allgemein verwendeten Art, so daß mit Hilfe entsprechender Umfangsräder 28 der Ofen um seine Längsachse gedreht werden kann. Über ein gezahntes Ritzel 30, das mit einem an der Wand 26 befestigten Zahnrad 31 kämmt, treibt ein Motor 29 den Ofen 2 langsam relativ zu der Schürze 6 an, die bei dem dargestellten Beispiel stationär ist und auf Stützen 32 ruht, die auch die Rollen 27 tragen. Ein Rohr 14 ist von einer Haube 9 getragen und befestigt, die in gasdichter Weise mittels Dichtungen 33 auf der drehbaren Seitenwand 26 befestigt ist. Nach der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung 4 im wesentlichen auf einer unteren erzeugenden Linie der zylindrischen Wand 26 angeord net, so daß sie so nah wie möglich an der inneren Oberfläche dieser Wand liegt. Die Einrichtung 4, die von einer schon in anderen Gebieten der Technik verwendeten Art ist, enthält ein längliches Gehäuse 35, in welchem zwei koplanare Schrauben oder Schnecken 36 der Länge nach nebeneinander eingebaut sind und gleiche Steigungen und einen Mittenab stand, der kleiner als der Umfangsdurchmesser jeder der beiden Schrauben ist, haben, so daß entsprechende Schnecken elemente 37 auf den Schrauben ineinandergreifen, wobei die Schneckenwindungen des einen Elements zwischen zwei benach barten Schneckenwindungen des anderen Elements liegen. The rotary kiln 2 is formed by a cylindrical side wall 26 and rests loosely on support rollers 27 of a type generally used in the chemical industry, so that the furnace can be rotated about its longitudinal axis by means of corresponding peripheral wheels 28 . Via a toothed pinion 30 , which meshes with a toothed wheel 31 attached to the wall 26 , a motor 29 slowly drives the furnace 2 relative to the apron 6 , which in the example shown is stationary and rests on supports 32 which also hold the rollers 27 wear. A tube 14 is carried and fastened by a hood 9, which is fastened in a gas-tight manner by means of seals 33 on the rotatable side wall 26 . According to the present invention, the device 4 is substantially on a lower generating line of the cylindrical wall 26 angeord net so that it is as close as possible to the inner surface of this wall. The device 4 , which is of a type already used in other fields of technology, contains an elongated housing 35 , in which two coplanar screws or screws 36 are installed alongside one another lengthwise and have the same pitches and a central pitch that is smaller than the circumferential diameter each of the two screws is, so that corresponding screw elements 37 mesh with one another on the screws, the screw turns of the one element lying between two neighboring screw turns of the other element.

Beide Schrauben 36 werden durch einen gemeinsamen Motor 38 mit gleicher Drehzahl angetrieben. Tests, die von dem Anmelder durchgeführt wurden, haben gezeigt, daß der Aufbau der Einrichtung 4 wesentlich ist, um ein richtiges Zuführen des Schlammes in den Ofen 2 sicherzustellen. Ferner verhindert die Anordnung der Einrichtung 4 auf der erzeugen den Linie des Ofens 2, daß der Schlamm an der Wand 26 anhaftet. Die Wand 26 trägt außen und an ihr befestigt einen Satz von radialen Rippen, die zusammen mit der Wand 26 die Wärmeaustauschfläche 7 bilden und nach der vorliegenden Erfindung aus einem kontinuierlichen Metallblechelement 40 bestehen, das auf die äußere Oberfläche der Wand 26 aufgeschweißt und um diese Wand herum mit einer Steigung gewickelt ist, die von dem dem Ende 19 der Schürze 6 benachbarten Ende 41 des Ofens 2 aus allmählich zu dem dem Ende 21 der Schürze 6 benachbarten Ende 42 des Ofens 2 abnimmt. Die Einrichtung 4 ist ferner an einer Metallblech platte 43 befestigt, die das offene Ende 42 des Ofens 2 in gasdichter Weise abschließt, wogegen die Haube 9 auf dem Ende 41 befestigt ist. Schließlich sind nach der vorliegen den Erfindung der Einlaß 18 und der Gasauslaß 20 derart geformt, daß jeder vollständig zwischen zwei benachbarte Schneckenwindungen auf dem Element 40 paßt. Zusammen mit der veränderlichen Steigung des Elements 40 sorgt dies nach der vorliegenden Erfindung dafür, daß eine starke Verwirbelung erzeugt sowie der Druckverlust des durch den Hohlraum 5 strömenden Verbrennungsgasstromes vermindert wird; dies wiederum sorgt zusammen mit der genügend großen Wärmeaus tauschfläche auf dem Element 40 für eine Optimierung des Wärmeaustauschs zwischen den innerhalb des Hohlraumes 5 strömenden Gasen und dem innerhalb des Ofens 2 befindlichen Schlamm. Both screws 36 are driven by a common motor 38 at the same speed. Tests carried out by the applicant have shown that the structure of the device 4 is essential in order to ensure the correct feeding of the sludge into the furnace 2 . Furthermore, the arrangement of the device 4 on the line of the furnace 2 prevents the sludge from adhering to the wall 26 . Wall 26 supports and attaches to the outside a set of radial ribs which, together with wall 26, form heat exchange surface 7 and, according to the present invention, consist of a continuous sheet metal element 40 which is welded to the outer surface of wall 26 and around this wall is wound around with a slope which gradually decreases from the end 41 of the furnace 2 adjacent the end 19 of the skirt 6 to the end 42 of the furnace 2 adjacent the end 21 of the skirt 6 . The device 4 is also attached to a sheet metal plate 43 , which closes the open end 42 of the furnace 2 in a gas-tight manner, whereas the hood 9 is attached to the end 41 . Finally, according to the present invention, the inlet 18 and the gas outlet 20 are shaped such that each fits completely between two adjacent screw turns on the element 40 . Together with the variable slope of the element 40 , this ensures, according to the present invention, that a strong swirl is generated and the pressure loss of the combustion gas stream flowing through the cavity 5 is reduced; this in turn, together with the sufficiently large heat exchange surface on the element 40, optimizes the heat exchange between the gases flowing inside the cavity 5 and the sludge located inside the furnace 2 .

Nach der vorliegenden Erfindung arbeitet die Schlammentfer nungsanlage 1 wie folgt. Der unverarbeitete Schlamm, zum Beispiel aus einem bekannten Typ eines (nicht dargestellten) biologischen Reinigers in Nachbarschaft der Anlage 1, wird in den Zuführkasten 3 eingespeist, aus welchem er in die Einrichtung 4 hinabtropft. Diese fördert mittels der Schrauben 36 den Schlamm zwangsweise gleichmäßig und in konstanten, einstellbaren Mengen (durch Regulierung der Drehzahl der Schrauben) in den Ofen 2, wo infolge der Anordnung der Einrichtung 4 der Schlamm sofort in Berührung mit der Wand 26 tritt. Die langsame Drehung des Ofens 2 und die kontinuierliche Zufuhr von Schlamm in den Ofen durch die Einrichtung 4 veranlassen den eingeführten Schlamm, sich entlang der Drehachse des Ofens 2 von dem Ende 82 zu dem Ende 41 hin zu bewegen, wo der Schlamm oder besser der Rückstand desselben durch die Haube 9 in die Kammer 8 ausgeworfen wird. Nach der vorliegenden Erfindung wird der Schlamm während seiner Wanderung entlang der Achse des Ofens 2 pyrolysiert, um seine Moleküle aufzubrechen und allmählich eine Kombination von trockenem Rückstand, Gas und Dampf zu bilden, die, obwohl sie brennbar ist und hauptsächlich aus CO, Methan und anderen Kohlenwasserstoffen besteht, den Innenraum des Ofens 2 erfüllt, ohne zu brennen, da der Ofen 2 gegen die äußere Atmosphäre abgesperrt und frei von gasförmigem Sauerstoff ist. Die Wärmeenergie für den Pyrolyseprozeß wird von außen durch die Oberfläche 7 zugeführt, indem heiße Gase innerhalb des Hohlraumes 5 umgewälzt werden. Da die für das Pyrolysieren des Schlammes erforderliche Temperatur zwischen 300 und 800°C liegt, müssen die heißen Gase durch Verbrennung bei einer Tempera tur von mindestens 1000 bis 1200°C erzeugt werden. Um den Energieverbrauch zu verringern und ein Verarbeiten der kontaminierenden Pyrolysegase zu vermeiden, werden diese Gase nach der vorliegenden Erfindung kontinuierlich aus dem Inneren der Reaktionskammer 2 während der Pyrolyse durch den Ejektor 12 abgezogen und zusammen mit der dem Ejektor 12 zugeführten Luft in die Verbrennungskammer 15 eingespeist; die Zufuhr der Luft wird derart reguliert, daß sich ein Brennstoffgemisch ergibt, in welchem die dem Ejektor 12 zugeführte Luft zur Unterhaltung der Verbrennung dient und die Pyrolysegase als Brennstoff dienen. Im Inneren der Verbrennungskammer 15 wird nach der vorliegenden Erfindung das Brennstoffgemisch in einem Brenner 15 a derart verbrannt, daß ein Strom von Verbren nungsgasen bei einer Temperatur von 1000 bis 1100°C erzeugt wird. Nach der vorliegenden Erfindung wird dieser Strom dann entlang dem Rohr 16 und in Gegenrichtung zu dem Schlamm in den Hohlraum 5 eingespeist, wo ein Teil seiner Wärme auf den Schlamm übertragen wird, und zwar mittels Wärmeaustausch durch die Wärmeaustauschfläche 7 zwischen dem Gas innerhalb des Hohlraumes 5 und dem Schlamm innerhalb des Ofens 2. Die dem Hohlraum 5 zugeführten Verbrennungsgase werden dann bei einer Temperatur von etwa 100°C durch den Gasauslaß 20 abgezogen und teilweise stromab von der Verbrennungskammer 15 umgewälzt, um die Temperatur innerhalb des Hohlraumes 5 zu steuern. Falls die so erzeugte Wärme nicht ausreicht, um Pyrolyse zu ermöglichen, werden die durch Verbrennung der von dem Ofen 2 abgezogenen Gase erzeugten Verbrennungsgase durch Verbrennungsgase ergänzt, die durch Verbrennen norma len flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs innerhalb des Brenners 25 erzeugt werden, wobei die sich ergebenden Gase mit den verbrannten Pyrolysegasen innerhalb der Verbren nungskammer 15 vermischt und zusammen mit diesen in den Hohlraum 5 eingespeist werden, so daß jederzeit eine ausreichende Zufuhr von Wärme sichergestellt ist. Während des Anlaufens der Anlage müssen offensichtlich die Verbren nungsgase zum Einleiten des Pyrolyseprozesses ausschließlich von dem Brenner 25 geliefert werden. Nachdem der Prozeß in Gang gekommen ist, erzeugt er jedoch Gase eines so außerordentli chen Heizwertes, daß der Prozeß selbstunterhaltend wird und der Brennstoffverbrauch auf praktisch Null absinkt. Die Pyrolyse wird normalerweise bei einer Temperatur im Bereich zwischen 300 bis 500°C derart durchgeführt, daß in die Kammer 8 ein Rückstand hohen Kohlenstoffgehalts und Asche eingegeben werden. Ein überraschendes Ergebnis des wie oben beschrieben geführten Verfahrens besteht darin, daß der aus biologischem Schlamm erhaltene Rückstand eine verhältnis mäßig hohe Adsorptionskapazität aufweist, die groß genug ist, um eine Verwendung des Rückstandes ohne weitere Verarbeitung als Filtermaterial zu ermöglichen. Noch wich tiger ist es, daß der Rückstand physikalische und chemische Charakteristiken aufweist, die es ermöglichen, ihn in bekannter Weise zu aktivieren, insbesondere durch Erwärmen auf etwa 900°C in Kohlendioxid, wobei ein Produkt erhalten wird, das sich in keiner Weise von der besten Aktivkohle unterscheidet. Eine derartige Aktivierung kann innerhalb der Sammelkammer 8 selbst durchgeführt werden, wobei die erforderliche Wärme durch dieselben Verbrennungsgase gelie fert wird, die im Inneren der Verbrennungskammer 15 erzeugt werden; diese Gase können in einen (nicht dargestellten) äußeren Hohlraum ähnlich dem Hohlraum 5 der Kammer 8 geleitet werden, bevor sie in die Schürze 6 geleitet werden. Auch in diesem Fall ist überraschenderweise das Verfahren zumindest fast selbstunterhaltend, so daß der Schlamm schließlich in nicht kontaminierende Verbrennungsgase (Koh lendioxid und Wasser) und ein wertvolles Produkt umgewandelt wird, welches Produkt entweder vermarktet oder in dem den Schlamm erzeugenden Reinigungswerk statt der normalerweise verwendeten Aktivkohle verwendet werden kann. According to the present invention, the sludge removal plant 1 operates as follows. The unprocessed sludge, for example from a known type of biological cleaner (not shown) in the vicinity of the plant 1 , is fed into the feed box 3 , from which it drips down into the device 4 . This conveys the sludge by means of the screws 36, forcibly uniformly and in constant, adjustable amounts (by regulating the speed of the screws) into the furnace 2 , where, as a result of the arrangement of the device 4, the sludge immediately comes into contact with the wall 26 . The slow rotation of the furnace 2 and the continuous supply of sludge into the furnace through the device 4 cause the introduced sludge to move along the axis of rotation of the furnace 2 from the end 82 to the end 41 , where the sludge or better the residue the same is ejected through the hood 9 into the chamber 8 . According to the present invention, the sludge is pyrolyzed as it travels along the axis of the furnace 2 to break up its molecules and gradually form a combination of dry residue, gas and steam, which, although combustible, is mainly composed of CO, methane and others Hydrocarbons exist, the interior of the furnace 2 meets without burning, since the furnace 2 is shut off from the outside atmosphere and is free of gaseous oxygen. The thermal energy for the pyrolysis process is supplied from the outside through the surface 7 by circulating hot gases within the cavity 5 . Since the temperature required for the pyrolysis of the sludge is between 300 and 800 ° C, the hot gases must be generated by combustion at a temperature of at least 1000 to 1200 ° C. In order to reduce the energy consumption and to avoid processing the contaminating pyrolysis gases, these gases are continuously withdrawn from the interior of the reaction chamber 2 during the pyrolysis by the ejector 12 and fed into the combustion chamber 15 together with the air supplied to the ejector 12 ; the supply of air is regulated in such a way that a fuel mixture results in which the air supplied to the ejector 12 serves to maintain the combustion and the pyrolysis gases serve as fuel. Inside the combustion chamber 15 , the fuel mixture is burned in a burner 15 a such that a stream of combustion gases is generated at a temperature of 1000 to 1100 ° C according to the present invention. According to the present invention, this stream is then fed along the pipe 16 and in the opposite direction to the sludge into the cavity 5 , where part of its heat is transferred to the sludge by means of heat exchange through the heat exchange surface 7 between the gas inside the cavity 5 and the sludge inside the oven 2 . The combustion gases supplied to the cavity 5 are then withdrawn through the gas outlet 20 at a temperature of approximately 100 ° C. and partially circulated downstream of the combustion chamber 15 in order to control the temperature within the cavity 5 . If the heat so generated is not sufficient to enable pyrolysis, the combustion gases generated by combustion of the gases withdrawn from the furnace 2 are supplemented by combustion gases generated by burning normal liquid or gaseous fuel within the burner 25 , the resulting ones Gases mixed with the burned pyrolysis gases within the combustion chamber 15 and fed together with these into the cavity 5 , so that a sufficient supply of heat is ensured at all times. During the start-up of the plant, the combustion gases for initiating the pyrolysis process must obviously only be supplied by the burner 25 . After the process has started, however, it produces gases of such an extraordinary calorific value that the process becomes self-sustaining and the fuel consumption drops to practically zero. The pyrolysis is normally carried out at a temperature in the range between 300 to 500 ° C in such a way that a residue of high carbon content and ash are introduced into the chamber 8 . A surprising result of the process carried out as described above is that the residue obtained from biological sludge has a relatively moderately high adsorption capacity which is large enough to enable the residue to be used as filter material without further processing. It is even more important that the residue has physical and chemical characteristics which enable it to be activated in a known manner, in particular by heating to about 900 ° C in carbon dioxide, whereby a product is obtained which is in no way different from that best activated carbon. Such activation can be carried out within the collecting chamber 8 itself, the required heat being supplied by the same combustion gases that are generated inside the combustion chamber 15 ; these gases can be directed into an outer cavity (not shown) similar to the cavity 5 of the chamber 8 before they are directed into the skirt 6 . Also in this case, surprisingly, the process is at least almost self-sustaining, so that the sludge is finally converted into non-contaminating combustion gases (carbon dioxide and water) and a valuable product, which product is either marketed or in the sludge-producing cleaning plant instead of the activated carbon normally used can be used.

Die außerordentlichen wirtschaftlichen und praktischen Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der vorstehen den Beschreibung hervor, ebenso wie die Tatsache, daß das unter Bezugnahme auf die Anlage 1 beschriebene Verfahren genausogut mit anderen Typen von Anlagen durchgeführt werden kann. Die Erfindung wird deshalb mittels der folgenden Demonstrations-Ausführungsbeispiele weiter beschrieben.The extraordinary economic and practical advantages of the present invention will be apparent from the foregoing description, as will the fact that the method described with reference to Appendix 1 can be performed with other types of equipment as well. The invention is therefore further described using the following demonstration exemplary embodiments.

EXAMPLE 1 - Composition of pyrolysis gases

5 g eines Schlammes mit einer mittleren Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 wurden in einem Laboratoriumsreaktor verarbeitet. Die erhaltenen Pyrolysegase wurden nicht verbrannt, sondern gesammelt und analysiert, ebenso wie der in dem Reaktor erzeugte trockene Rückstand. Der organische Anteil des Kondensats wurde als Differenz zwischen dem Schlamm und der Summe der Gase, der Feststoffe und des Wassers berechnet, wie in Tabelle 1 dargestellt. Das Pyrolyseverfahren wurde bei verschiedenen Temperaturen wiederholt, und die Zusammensetzung des brennbaren Gases des Pyrolysegases analysiert, wie in der graphischen Darstellung der Fig. 5 dargestellt.5 g of a sludge with an average composition according to Table 1 were processed in a laboratory reactor. The pyrolysis gases obtained were not burned, but collected and analyzed, as was the dry residue generated in the reactor. The organic fraction of the condensate was calculated as the difference between the sludge and the sum of the gases, solids and water, as shown in Table 1. The pyrolysis process was repeated at various temperatures and the composition of the combustible gas of the pyrolysis gas was analyzed as shown in the graph of FIG. 5.

Tabelle 1 Table 1

EXAMPLE 2 - Adsorption capacity of the residue

Der trockene Rückstand des in Beispiel 1 verarbeiteten Schlammes wurde in einem Ofen in einem Strom von Kohlendio xid bei Temperaturen von 870 und 920°C jeweils über 15, 20, 30 und 40 Minuten aktiviert. Sodann wurden die Methylenblau- Adsorptionsisothermen des aktivierten Rückstandes und von Aktivkohle Pittsburg Filtrasob F 440 geprüft; es ergaben sich die in Fig. 6 dargestellten Ergebnisse.The dry residue of the sludge processed in Example 1 was activated in an oven in a stream of carbon dioxide at temperatures of 870 and 920 ° C. for 15, 20, 30 and 40 minutes, respectively. The methylene blue adsorption isotherms of the activated residue and activated carbon Pittsburg Filtrasob F 440 were then tested; the results shown in FIG. 6 were obtained.

Claims

1. A process for the pyrolytic removal of biological sludge, in particular from cleaning plants for industrial waste, characterized in that it has stages which consist of the following:

- Feeding the sludge into a reaction chamber ( 2 ) which is isolated from the external atmosphere in a gas-tight manner;
Pyrolysis of the sludge in the complete absence of gaseous oxygen to prevent any form of combustion, the pyrolysis being carried out by indirectly heating the sludge by means of heat exchange through the walls ( 7 ) of the reaction chamber ( 2 ) by passing a flow of combustion gases over the Outside of the reaction chamber ( 2 ) is supplied;
- Removal of the pyrolysis gases generated in the interior of the reaction chamber ( 2 ) by thermal degradation of the molecules of the sludge;
- Generating the flow of combustion gases by combusting the Pyrolysega se withdrawn from the reaction chamber ( 2 ), the combustion stage being carried out exclusively outside the reaction chamber ( 2 ); and
- Removing the pyrolyzed sludge from the reaction chamber ( 2 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the sludge at a temperature of 300 to 500 ° C is pyrolyzed and the pyrolysis stage continues long enough is set to a mainly coal residue to maintain existing pyrolysis sludge.

3. The method according to claim 2, characterized in that the pyrolysis sludge removed from the reaction chamber ( 2 ) is an adsorbent and can be activated by applying heat in a stream of carbon dioxide.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reaction chamber consists of a cylindrical rotary kiln ( 2 ), in the interior of which the sludge is continuously introduced and forced in a movement along the axis of rotation of the rotary kiln, and from which the pyrolysis sludge is continuous is transferred into an airtight collecting chamber ( 8 ), the heating step being carried out by heat exchange with the flow of combustion gases by supplying the flow of combustion gases in the opposite direction to the sludge inside a cavity ( 5 ) surrounding the rotary kiln ( 2 ) becomes.

5. The method according to claim 4, characterized in that the sludge is fed to the cylindrical furnace ( 2 ) substantially along a generating line of the latter such that the sludge immediately comes into contact with the hot walls of the furnace ( 2 ), the Sludge is fed to the furnace ( 2 ) by means of a double screw conveyor ( 4 ), the inlet of which is sealed in a fluid-tight manner by the sludge contained in a feed box ( 3 ).

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pyrolysis gases are withdrawn from the reaction chamber ( 2 ) by means of an ejector ( 12 ) which is fed with an air flow which also maintains the combustion of the gases.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the flow of combustion gases is produced by combustion of fuel in addition to the pyrolyzases, and that from the two combustion stages, which are preferably carried out in a common refractory furnace ( 15 ), obtained gases are mixed together.

8. Plant for pyrolyzing and / or drying biological sludge, with an oven ( 2 ) having a first and a second end for the continuous supply or removal of sludge, and heating means for indirectly heating the sludge, characterized in that the indirect Heating means consist of an apron ( 6 ) which covers the outside of the furnace ( 2 ) in such a way that, together with an outer heat exchange surface ( 7 ) of the furnace ( 2 ), it forms a cavity ( 5 ) which is followed by a flow of hot combustion gas through a an inlet ( 18 ) formed at a first end of the skirt ( 6 ) is conveyed to a gas outlet ( 20 ) formed at a second end of the skirt ( 6 ), the inside of the furnace ( 2 ) being gas-tight against the outside Atmosphere is isolated, and wherein the plant further extracting means ( 12 ) for extracting the gases formed in the interior of the furnace ( 2 ) by heating the sludge, aerating means for adding the combus entertaining air to the gases and for combustion thereof to produce the flow of hot combustion gases and combustion gas supply means ( 16 ) for supplying the flow of combustion gases within the cavity ( 5 ).

9. Plant according to claim 8, characterized in that the heat exchange surface ( 7 ) on the furnace ( 2 ) through a cylindrical side wall ( 26 ) of the furnace ( 2 ) and by radial outer ribs ( 40 ), which from a around the cylindrical side wall ( 26 ) wound and associated with this continuous element, is formed.

10. Installation according to claim 9, characterized in that the continuous element ( 14 ) is wound around the cylindrical wall ( 26 ) of the furnace ( 2 ) with a gradually decreasing slope from the second end to the first end of the furnace, that the Apron ( 6 ) with its first and second ends in the immediate vicinity of the first and second ends of the furnace ( 2 ) is arranged, and that the inlet ( 18 ) and the gas outlet ( 20 ) each completely within the conditions between two mutually adjacent of the element ( 40 ) extending space are formed.

11. Plant according to claim 9 or 10, characterized in that the furnace ( 2 ) has a sludge feed device ( 4 ) which is arranged substantially on a lower generating line of the cylindrical side wall ( 26 ), and that the sludge Feed device ( 4 ) has a housing ( 35 ) which has two screws ( 36 ) arranged next to one another with overlapping screw threads ( 37 ).

12. Plant according to one of claims 8 to 11, characterized in that the furnace ( 2 ) is a rotary kiln which is loosely mounted on rollers ( 27 ) with respect to the fixed apron ( 6 ).