DE3741112A1 - Verbesserte anlage zum pyrolisieren und/oder trocknen von biologischem schlamm oder dergleichen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pyrolysier/ Trocknungsanlage, insbesondere zum Pyrolysieren/Trocknen biologischen Schlammes, in welcher das Material mittels heißer Verbrennungsgase im Inneren eines Ofens, durch den das Material in einem kontinuierlichen Strom gefördert wird, indirekt erhitzt wird.

Bei gegenwärtig im Markt erhältlichen Pyrolysier/Trock­ nungsanlagen wird bekanntlich das Material hauptsächlich durch direkte Erwärmung verarbeitet. Wenn die Konsistenz des verarbeiteten Materials derart ist, daß ein kontinuierliches Verarbeiten die Verwendung eines Drehofens erfordert, stellt das direkte Erwärmen die einzige wirtschaftliche Lösung vom Standpunkt der Anlage aus dar, selbst in Fällen, bei denen von einem rein verfahrensmäßigen Standpunkt aus ein indirek­ tes Erwärmen zu bevorzugen wäre, zum Beispiel um eine Beschädigung des Materials zu verhindern und/oder die Wiedergewinnung irgendwelcher von dem Material abgegebener Gase zu ermöglichen. Indirektes Erwärmen ist jedoch mit einem zu großen Aufwand verbunden, und zwar in Bezug auf die Verbindungseinrichtungen zwischen dem Ofen und dem Rest der Anlage, und wegen der Schwierigkeit, die erforderliche Abdichtung zwischen gegenseitig beweglichen Armaturen sicherzustellen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pyrolyse/ Trocknungs-Anlage anzugeben, insbesondere zum Pyrolysie­ ren/Trocknen von biologischem Schlamm, durch welche das Material indirekt und kontinuierlich mittels heißer Verbrennungsgase im Inneren eines Drehofens erhitzt wird, und die so ausgelegt ist, daß sie die vorgenannten Nachteile überwindet, daß heißt, eine Anlage bildet, die mit niedrigen Kosten eine Verbindung des Ofens mit dem Rest der Anlage ermöglicht, während gleichzeitig eine optimale Abdichtung selbst bei Anwesenheit von gegenseitig beweglichen Armaturen sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird bei der vorliegenden Erfindung gelöst mit einer Pyrolyse und/oder Trocknungsanlage, insbesondere zum Pyrolysieren und/oder Trocknen biologischen Schlammes, wobei die Anlage aufweist: Einen fluiddichten Ofen, dem das Material mittels entsprechender Zuführ/Entnahmemittel an einem ersten Ende kontinuierlich zugeführt bzw. an einem zweiten Ende kontinuierlich entnommen wird; und eine zylindrische Schürze, die den Ofen außen in fluiddichter Weise umgibt und zusammen mit einer äußeren Seitenfläche des Ofens einen ringförmigen Hohlraum bildet, den entlang ein Strom heißer Verbrennungsgase, die von einem ersten Rohr an einem Ende der Schürze geliefert und durch ein zweites Rohr an dem entgegengesetzten Ende der Schütze abgezogen werden, befördert werden kann; dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen und die Schürze im Winkel integral miteinander verbunden sind und in einer solchen Weise angebracht sind, daß sie sich konzentrisch auf entsprechenden Rollenlagern außerhalb der Schürze drehen, daß die Zuführ/Entnahme-Mittel und die ersten und zweiten Rohre in Bezug auf die Rollenlager stationär sind und mit den entsprechenden Enden des Ofens und der Schürze mittels entsprechender Einrichtungen verbun­ den sind, wobei die Einrichtungen jeweils einen ersten unter einem Winkel integral mit der Schürze befestigten Rahmen, einen in Bezug auf die Rollenlager stationären zweiten Rahmen und eine Anzahl von Rollkörpern aufweist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Rahmen in solcher Weise eingefügt sind, daß sie eine gegenseitige Drehung der Rahmen ermöglichen; daß der erste Rahmen in Bezug auf die Achse der Schürze am weitesten außen liegt, verglichen mit dem zweiten Rahmen, und zwar derart, daß der zweite Rahmen mittels der Rollkörper gelagert wird; und daß die Innenräume des Ofens und des Hohlraumes in fluiddichter Weise an das Innere des zweiten Rahmens mittels entsprechender konzentrischer Ver­ bindungsrohre angeschlossen sind, wobei die Verbindungsrohre koaxial mit der gemeinsamen Drehachse des Ofens und der Schürze sind und mit entsprechenden Gleitdichtungen auf dem zweiten Rahmen zusammenwirken.

Eine nicht begrenzende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Längs-Ansicht einer Pyrolyseanlage nach der Lehre der vorliegenden Erfindung, wobei die Anlage der Einfachheit halber nur zum Teil dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab einen Schnitt einer Einzelheit der Anlage gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1.

Die Ziffer 1 in den beigefügten Zeichnungen bezeichnet eine indirekt geheizte Pyrolyse/Trocknungs-Anlage für biologi­ schen Schlamm oder dergleichen. Das System 1 ist in der Hauptsache zusammengesetzt aus einem fluiddichten Drehofen 2, dem das unverarbeitete Material kontinuierlich an einem ersten Ende 3 zugeführt und kontinuierlich an einem zweiten, entgegengesetzten Ende 4 entnommen wird, und zwar durch entsprechende Zuführ/Entnahme-Mittel, die aus entsprechenden Schrauben 5 irgend eines bekannten Typs bestehen, die in nächster Nachbarschaft zu entsprechenden Rohren 6 und 7, die die Enden 3 und 4 mit dem Rest der Anlage 1 verbinden, angeordnet und in fluiddichter Weise mit einem Zuführkasten 8 für unverarbeiteten Schlamm bzw. einem Behälter 9 für pyrolysierten Schlamm in Verbindung stehen; und einer zylindrischen Schürze 10, die den Ofen 2 in fluiddichter Weise einschließt und zusammen mit einer zylindrischen äußeren Seitenfläche 11 des Ofens einen ringförmigen Hohlraum 12 bildet, den entlang ein Strom heißer Verbrennungsgase, der durch die Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist, zugeführt werden kann; die Verbrennungsgase werden durch ein weiteres Verbindungsrohr 13 am Ende 14 der Schürze 10 zugeführt und über ein zweites Verbindungsrohr 15 an dem entgegengesetzten Ende 16 der Schürze 10 abgezogen. Die Rohre 13 und 15 sind koaxial und konzentrisch zu entsprechenden Rohren 6 und 7 angeordnet, die einen kleineren Durchmesser haben und innerhalb der Rohre 13 und 15 untergebracht sind. Mehr im einzelnen gesehen, wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Rohre 6, 7 und 13, 15 an Enden 3 und 14, die Enden 4 und 16 gleichen, die deshalb nicht im einzelnen beschrieben werden, im Durchmesser erheblich kleiner als die Schürze 10 und der Ofen 2, der ebenfalls zylindrisch ist, und sind derart befestigt, daß sie axial aus den entsprechenden Enden der Schürze 10 vorstehen; dabei sind die Rohre 6, 7 direkt an entsprechenden Platten 18, die die entsprechenden Enden des Ofens 2 abschließen, und über darin gebildeten entsprechenden Löchern 19 befestigt, und die Rohre 13, 15 sind direkt an entsprechenden Platten 20, die die entsprechenden Enden der Schürze 10 abschließen, und über entsprechenden darin vorgesehenen Löchern 21 befestigt. Die Rohre 13, 15 sind ferner baulich mit den entsprechenden Rohren 6, 7 verbunden, und zwar mittels radialer Verstärkungsele­ mente 22, und die Platten 20 wirken auch als Verbindungsele­ mente zwischen dem Ofen 2 und der koaxialen Schürze 10, die gemäß der vorliegenden Erfindung deshalb integral miteinan­ der im Winkel verbunden sind. Zum Beispiel sind die Platten 20 mit den Platten 18 mittels Schrauben 23 und mit der Schürze 10 mittels Befestigern 24 an entsprechenden Schrau­ ben 25 verbunden. Die Schürze 10 ist selbst auf dem Ofen 2 dadurch gehalten, daß sie auf einem Satz von bekannten radialen Rippen 26 ruht, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, wobei der Satz von Rippen außerhalb des Ofens 2 angeordnet ist und aus einem kontinuierlichen Element besteht, das integral um die Wand 11 gewickelt ist und zusammen mit dieser eine dem ringförmigen Hohlraum 12 zugewandte Wärmeaustauschfläche bildet.

Nach der vorliegenden Erfindung wird der Ofen 2 durch die sich drehende Schürze gedreht, die mit dem in ihr konzen­ trisch angeordneten Ofen 2 drehbar auf bekannten äußeren Rollenlagern 28 gelagert ist. Die Rollen des Lagers 28 sind vorzugsweise angetrieben, so daß sie ihre Drehbewegung durch Reibung auf die Schürze 10 und den damit verbundenen Ofen 2 über entsprechende bekannte Lagerräder 29 übertragen, die außerhalb an der Schürze 10 integral befestigt sind. Weitere Rollen 30, die für den frontalen Eingriff mit einem der Räder 29 ausgebildet sind, dienen zur axialen Festlegung der Schürze/Ofen-Anordnung auf den Lagern 28. Die Schürze 10 könnte jedoch auch über ein Zahnrad und ein Ritzel gedreht werden. Zusätzlich zu den Schrauben 5 besteht der Rest der Anlage 1 aus bekannten Einheiten (nicht dargestellt), um den dem Hohlraum 12 zugeführten Strom heißer Gase zu erzeugen bzw. die während der Pyrolyse erzeugten Gase abzuziehen und möglicherweise auch zu verarbeiten, oder den Schlamm im Inneren des Ofens 2 zu trocknen. Diese Einheiten und einen Schornstein zum Ableiten der Heizgase sind durch entsprechende Paare von Rohren 31 und 32 an jedem Ende der Schürze 10 verbunden. Anders als die Schürze 10 und der Ofen 2, die drehbar gelagert sind, sind die Rohre 31, 32 und auch die Schrauben 5 in Bezug auf die Lager 28 stationär. Nach der vorliegenden Erfindung sind die Schürze 10 und der Ofen 2 mittels entsprechender gleichartiger Einrichtungen 35 (von denen nur eine beschrieben wird), die an den Enden 3, 14 und 4, 16 angeordnet sind, mit Rohren 31 und 32, falls diese vorgesehen sind, und mit Schrauben 5 verbunden.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, enthält jede Einrichtung 35 einen ersten Rahmen 36, der im Winkel integral an der Schürze 10 befestigt ist, einen in Bezug auf die Lager 28 stationären zweiten Rahmen 37 und eine Anzahl von Rollkör­ pern 38, die zwischen die Rahmen 36 und 37 eingefügt sind, um eine relative Drehung der Rahmen zu ermöglichen. In Bezug auf die Achse der Schürze 10 liegt der Rahmen 36 radial weiter außen als der Rahmen 37, derart, daß der Rahmen 37 mittels der Rollkörper 38 gehalten ist und die Inneräume des Ofens 2 und des Hohlraumes 12 in fluiddichter Weise mit dem Inneren des Rahmens 37 verbunden sind, und zwar mittels entsprechender Rohre 6 und 13 und entsprechender Gleitdich­ tungen 39 und 40, die integral von dem Rahmen 37 getragen werden und mit der äußeren Oberfläche der Rohre 6 und 13 zusammenwirken, die sich offensichtlich gemeinsam mit dem Ofen 2 bzw. der Schürze 10 drehen. Mehr im einzelnen enthält der Rahmen 36 ein Paar von ringförmigen Schienen 31, die auf entsprechenden Stützen 42, die axial von den entsprechenden Enden der Schürze 10 vorstehen, angebracht sind. Anderer­ seits enthält der Rahmen 37 eine mittels der Dichtungen 39, 40 auf die Rohre 6, 13 aufgepaßte Glocke 44 und eine Anzahl von Paaren von radialen Armen 45, die an der Glocke 44 in vorstehender Weise außen befestigt sind und entsprechende damit verbundene Stäbe 46 tragen, die sich parallel zur Drehachse des Ofens 2 und der Schürze 10 erstrecken und auf ihren entgegengesetzten Enden die Rollkörper 38 aufweisen; letztere bestehen aus entspre­ chenden Rollen, die mittels Lagern 47 lose auf Stäben 46 angebracht sind und derart in Eingriff stehen, daß sie die Schienen 41 entlang rollen können. Die Rollen 38 weisen auf entgegengesetzten Seiten ferner entfernbare axiale Schultern auf, die aus Scheiben 48 bestehen; diese wirken frontal mit Schienen 41 zusammen und wirken ferner als Abdeckungen für die Gehäuse von innerhalb der Rollen 38 gebildeten Lagern 47. Die Glocke 44 enthält einen ersten zylindrischen Teil 50 von kleinerem Durchmesser, der an seinem freien Ende durch eine Platte 51, die das Einlaßrohr 32 und die entsprechende Schraube trägt, abgeschlossen ist und auf dem freien Ende des Rohres 6 unter Zwischenlage einer Dichtungsanordnung 40 befestigt ist, und einen zweiten Teil 52 von größerem Durchmesser, der von dem Teil 50 auf der der Platte 51 entgegengesetzten Seite vorsteht und auf dem freien Ende des entsprechenden Rohres und der Zwischenlage der Dichtungsan­ ordnung 39 befestigt ist; von diesem Teil 52 steht das entsprechende Rohr 31 seitlich vor. Die Abdichtanordnungen 39 und 40 sind von bekannter Art. Während die Abdichtanord­ nung 39, die geringeren Belstungen ausgesetzt und deshalb einfacher ausgelegt ist, das Innere der Glocke 44 gegen die äußere Atmosphäre isoliert, dient die Dichtungsanordnung 40, die für den Einsatz bei hohen Temperaturen ausgelegt ist, zum fluiddichten Trennen der beiden Teile 50 und 52 der Glocke 44. Demzufolge werden im tatsächlichen Gebrauch die heißen Verbrennungsgase, die das eine Rohr 31 entlang zugeführt und durch das andere abgezogen werden, in den Teil 52 jeder Glocke 44 eingeführt, wo sie, da sie durch die Dichtung 39 am Erreichen der Außenseite gehindert werden oder durch die Dichtung 40 in den Teil 50 übertreten können, in das entsprechende Verbindungsrohr 13 und in den Hohlraum 12 hinein sowie aus dem Hohlraum 12 hinausgeleitet. In gleicher Weise wird das Material im Inneren des Ofens 2 indirekt über die Oberfläche 11 und die Rippen 26 durch die Rauchgase erwärmt. Andererseits treten die Gase, die im Inneren des Ofens 2 durch Abbau und/oder Trocknung des durch die Schrauben 5 in den Ofen eingeführten Materials erzeugt werden, durch das Rohr bzw. die Rohre 6 (falls diese an beiden 3, 4 vorgesehen sind) aus und strömen infolge der Tatsache, daß das Rohr 6 länger als das entsprechende Rohr 13 ist und gegen dieses mittels der Dichtung 40 isoliert ist, in die Teile 50 der Glocken 44, von wo aus sie durch die Rohre 32 abgezogen und zum Beispiel verbrannt werden können, um einige oder alle der dem Hohlraum 12 zugeführten heißen Abgase zu erzeugen und somit die Anlage 1 im wesentlichen thermisch selbstunterhaltend zu machen. Infolge des beschriebenen Aufbaus dienen die Rohre 6 offensichtlich zum Zuführen und Entnehmen des Materials zu bzw. aus dem Ofen 2, zu welchem Zweck die Schrauben 5 einfach so angeordnet zu werden brauchen, daß sie den Innenräumen der Rohre 6 zugewandt sind.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, stellen die Einrichtungen 35 ersichtlich eine wirksame und mit geringen Kosten verbundene Lösung der sonst bei einer Anlage der vorgenannten Art auftretenden Abdichtprobleme dar, die ein indirektes Heizen wegen des dabei auftretenden hohen Energieverbrauchs undurchführbar oder unwirtschaftlich machen würden. Einschlägigen Fachleuten ist ersichtlich, daß die hier beschriebene und dargestellte Anlage abgewandelt werden kann, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (7)

1. Pyrolyse- und/oder Trocknungs-Anlage (1), insbesondere zum Pyrolysieren und/oder Trocknen biologischen Schlammes, welches System einen fluiddichten Ofen (2), dem das Material durch entsprechende Zuführ/Entnahme-Mittel (5) an einem ersten Ende kontinuierlich zugeführt und an einem zweiten Ende kontinuierlich entnommen wird, und eine zylindrische Schürze (10) aufweist, die den Ofen (2) in fluiddichter Weise außen umgibt und zusammen mit einer äußeren Seiten­ fläche (11) des Ofens einen ringförmigen Hohlraum (12) bildet, den entlang ein Strom heißer Verbrennungsgase zugeführt werden kann, der an einem Ende (14) der Schürze (10) über ein erstes Rohr (31) angeliefert und an dem entgegengesetzten Ende (16) der Schürze (10) über ein zweites Rohr (31) abgezogen wird; dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (2) und die Schürze (10) im Winkel integral miteinander verbunden sind und in einer solchen Weise angebracht sind, daß sie sich auf entsprechenden Rollenla­ gern (28) außerhalb dieser Schürze (10) konzentrisch drehen können; daß die Zuführ/Entnahme-Mittel (5) und die ersten und zweiten Rohre (31) in Bezug auf die Rollenlager (28) stationär befestigt und mit den entsprechenden Enden des Ofens (2) und der Schürze (10) mittels entsprechender Einrichtungen (35) verbunden sind, wobei die Einrichtungen jeweils einen unter einem Winkel integral an der Schürze (10) befestigten ersten Rahmen (36) einen in Bezug auf die Rollenlager stationär befestigten zweiten Rahmen (37) und eine Anzahl von Rollkörpern (38) aufweisen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Rahmen (36, 37) in einer solchen Weise eingefügt sind, daß sie eine gegenseitige Drehung der Rahmen ermöglichen; daß der erste Rahmen (36) in Bezug auf die Achse der Schürze (10) am weitesten außen liegt, verglichen mit dem zweiten Rahmen (37), und zwar so, daß der zweite Rahmen (37) mittels der Rollkörper (38) unterstützt wird, und daß die Innenräume des Ofens (2) und des Hohlraumes (12) in fluiddichter Weise mit dem Inneren des zweiten Rahmens (37) verbunden sind, und zwar mittels entsprechender konzentrischer Verbindungsrohre (6, 13), die koaxial mit der gemeinsamen Drehachse des Ofens (2) und der Schürze (10) sind und mit entsprechenden Gleitdich­ tungen (39, 40) auf dem zweiten Rahmen (37) zusammenwirken.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrischen Rohre (6, 13) im wesentlichen viel kleiner im Durchmesser sind als die Schürze (10) und der Ofen (2), der ebenfalls zylindrisch ist, und so befestigt sind, daß sie in Bezug auf das entsprechende Ende der Schürze axial vorste­ hen, daß ein erstes Rohr (6) direkt an einer das entspre­ chende Ende des Ofens (2) verschließenden Platte (18) über einem entsprechenden Loch (19) in der Platte befestigt sind, und daß ein zweites Rohr (13) direkt an einer das entsprechende Ende der Schürze (10) verschließenden Platte (20) über einem entsprechenden Loch (21) in der Platte befestigt ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (2) und die Schürze (10) mittels der Platten (20), die entsprechende Enden der Schürze (10) verschließen, verbunden sind, und daß die Schürze ferner durch einen Satz von radialen Rippen (26) gestützt ist, die auf der Außenseite des Ofens (2) vorgesehen sind und aus einem kontinuierlichen Element bestehen, daß um die Seitenwand (11) des Ofens (2) gewickelt und mit dieser Seitenwand vereinigt ist.

4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführ/Entnahme-Mittel aus entspre­ chenden Schrauben (5) bestehen, die jeweils auf einem zweiten Rahmen (37) in nächster Nachbarschaft des entspre­ chenden Rohres (6) gelagert sind, das jedes Ende des Ofens (2) verbindet und in fluiddichter Weise mit einem Zuführ­ kasten (8) bzw. einem Entnahmebehälter (9) verbunden ist.

5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder erste Rahmen (36) ein paar von ringförmigen Schienen (41) aufweist, die auf entsprechenden Trägern (42) angebracht sind, die axial von den entspre­ chenden Enden der Schürze (10) vorstehen.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Rahmen (37) eine Glocke (44) aufweist, die auf den Rohren (6, 13), die den Ofen 2 und den Hohlraum (12) mittels der Gleitdichtungen (39, 40) verbinden, aufgesetzt ist, und daß eine Anzahl von Paaren von radialen Armen (45) vorgesehen ist, die außen mit der Glocke (44) integral verbunden sind und entsprechende verbundene Stäbe (46) tragen, die parallel zu der Drehachse des Ofens (2) und der Schürze (10) liegen und auf ihren entgegengesetzten Enden entsprechende lose Rollen (38), die mit den ringförmigen Schienen (41) in Eingriff stehen, und entfernbare axiale Schultern (48), die mit den Schienen (41) zusammenwirken, aufweisen.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glocke (44) einen ersten zylindrischen Teil (50) von kleinerem Durchmesser aufweist, der an einem Ende durch eine Platte (51) abgeschlossen ist, wobei die Platte Mittel (32) zum Abziehen der im Inneren des Ofens (2) und der Zuführ/Entnahme-Mittel (5) erzeugten Gase trägt, und der an dem anderen Ende auf das den Ofen (2) anschließende Rohr (6) aufgepaßt ist, und daß ein zweiter Teil (52) von größerem Durchmesser von dem ersten Teil (50) auf der der Platte (51) entgegensetzten Seite vorsteht und auf das den Hohlraum (12) anschließende entsprechende Rohr (13) aufgepaßt ist.