DE3803234C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Erfindungsgedanken ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und geht gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken auf eine Vorrichtung entsprechend Oberbegriff von Anspruch 4.

Ein Verfahren gattungsgemäßer Art ist aus der DE 32 38 328 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird das Trocknungsgut von einem Schacht, in welchem es von Containerfahrzeugen abgekippt wird, mittels einer Förderschnecke lose in ein Silo eingebracht. Von diesem Silo wird das Trockengut mittels einer weiteren Förderschnecke zu einer dreistufigen Trocknungseinrichtung verbracht. Hierbei soll es sich um sogenannte Schaufeltrockner handeln, die aus einem durch aus der Kühlzone eines keramischen Brennofens entnommene Luft beaufschlagten Heizmantel und einer diesen durchsetzenden, mit Schaufelelementen versehenen, antreibbaren Welle be­ stehen. Mit Hilfe der Schaufeln soll dabei eine Transport­ wirkung auf das lose eingebrachte Gut ausgeübt werden. Das getrocknete Gut wird über eine Austragschleuse lose in ein weiteres Silo eingeworfen. Hierbei wird zwar die Abwärme des keramischen Brennofens, also ein Abfallpro­ dukt des Brennvorgangs, zur Schlammtrocknung verwendet. Dem Trocknungsvorgang selbst liegt jedoch erkennbar die Auffassung zugrunde, zur Erzielung einer möglichst großen Oberfläche des Trocknungsguts dieses in loser Schüttung durch einen oder mehrere Heizmäntel hindurchbewegen zu müssen. Die Folge davon ist aber, daß sich zwangsläufig vergleichsweise kurze Durchlaufzeiten ergeben, was dazu zwingt, vergleichsweise hohe Temperaturen zur Anwendung zu bringen. Beim bekannten Verfahren finden Temperaturen bis zur Höhe von 460°C Anwendung. Die Entnahme eines Heizmediums mit derart hoher Temperatur ist jedoch bei vielen wärmetechnischen Prozessen nicht ohne Inkaufnahme größerer Nachteile möglich. Weitere Nachteile des bekann­ ten Verfahrens sind in der umständlichen Handhabung des Trocknungsguts sowie im hierfür erforderlichen, hohen ma­ schinellen Aufwand und in dem hierbei zu befürchtenden, hohen Verschleiß zu sehen. In Kläranlagen, in denen Klär­ schlämme anfallen, werden diese in der Regel in Transport­ container eingebracht. Beim bekannten Verfahren werden diese Container zum Trocknen der Klärschlämme wieder ent­ laden. Diese werden in offener Schüttung zwischengelagert und transportiert. Hierfür ist ein hoher maschineller Aufwand mit entsprechend hohen Investitionskosten zu treiben, an denen bisher offenbar eine praktische Verwen­ dung in der Regel scheitern mußte. Außerdem führt der Transport der aggressiven Klärschlämme in offener Schüt­ tung zu einem rasanten Verschleiß der maschinellen Ein­ richtungen. Hinzu kommt, daß diese Einrichtungen auch einen hohen Energiebedarf besitzen. Das bekannte Ver­ fahren erweist sich demnach als nicht einfach, zuverlässig und kostengünstig genug und damit als insgesamt um­ weltfreundlich genug.

Aus der DE-Z "Umschau" 9/63, S. 281-283, ergibt sich ein Verfahren zur Schlammtrocknung, bei dem die Abwärme einer Kesselanlage zur Vortrocknung des Schlamms Verwendung findet, der anschließend in der genannten Kesselanlage verfeuert wird. Die Vortrocknung soll in Erdbecken er­ folgen, in die der Schlamm eingeschüttet wird. Auch hier­ bei liegt der Schlamm daher in offener Schüttung vor.

Die DE 34 29 055 C2 enthält ein Verfahren zur Beseitigung von Schlämmen, die getrocknet und dann in einem Ofen ver­ brannt werden, wobei die dadurch erzeugte Wärme zum Trock­ nen Verwendung findet. Der Schlamm wird auch hierbei wäh­ rend der Trocknung in offener Schüttung transportiert.

Die DE 34 23 620 A1 beschreibt ein Verfahren zur thermi­ schen Behandlung von Schlämmen, die mittels eines Trocken­ gases getrocknet werden, das durch Oxidation der Schlämme gewonnen wird. Auch hierbei liegen die Schlämme während der Trocknung in offener Schüttung vor. Dasselbe gilt auch für die aus der DE 30 47 060 A1, DE 29 29 486 A1, DE 29 43 558 A1, DE 28 51 005 A1, DE 26 39 412 A1, DE 35 13 541 A1, DE 33 23 981 A1 und DE 31 37 227 A1 entnehmbaren Anordnungen. In keinem Falle kann der zu trocknende Schlamm in den Containern verbleiben, in welchen er im Bereich der Kläranlage eingegeben wurde.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das gattungsgemäße Verfahren so zu verbessern, daß sich eine umweltfreundliche und dennoch einfache und kostengünstige Trocknung von Klärschlämmen oder dergleichen erreichen läßt, sowie eine hierfür geeignete Vorrichtung zur Verfügung zu stellen.

Der verfahrensmäßige Teil dieser Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Der vorrichtungsseitige Teil der Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruchs 4 gelöst.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise eine an den Bedürfnissen der Praxis orientierte Ar­ beitsweise. Die Klärschlämme können hierbei in der Klär­ anlage in Container eingebracht werden und bleiben in diesen Containern, bis der getrocknete Zustand erreicht ist. Jede Art von Ausladung, Umladung, Zwischenlagerung oder Schütt­ guttransport entfällt. Damit entfallen aber nicht nur der hiermit verbundene maschinelle Aufwand, sondern auch die hiermit verbundenen Korrosionsprobleme und der entsprechende Energiebedarf. Es ergeben sich somit in vorteilhafter Weise äußerst geringe Investitions- und Betriebskosten. Dennoch ist eine praktisch kontinuier­ liche Verfahrensführung mit einem aufsichtslosen Rund-um- die-Uhr-Betrieb möglich, indem die Container einfach im Durchlaufbetrieb durch einen Tunnelofen hindurchgeschickt werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, daß praktisch im Niedertemperaturbereich gearbeitet werden kann. Hierdurch kann sich zwar die Trocknungszeit erhöhen. Dies spielt aber gar keine Rolle, weil insbesondere bei keramischen Brennöfen ein ununterbrochener Betrieb mit eigenen, hohen Durchlaufzeiten vorliegt. Beim Endprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich um auf höchst einfache und insbesondere kostengünstige Weise so weit dehydrierten Schlamm, daß dieser verbrannt und/oder verschwelt oder auch raum­ sparend abgelagert werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestal­ tungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch eine Trocken­ kammer der Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt durch einen in die Trocken­ kammer einfahrbaren Container.

Die der Fig. 1 zugrundeliegende Anlage umfaßt einen ke­ ramischen Brennofen 1 und eine parallel zu diesem ange­ ordnete Trockenkammer 2, die mit der als Abwärme anfal­ lenden Prozeßwärme des Brennofens 1 beheizt wird. Der Brennofen 1, der hier als im Durchlaufverfahren mit Be­ satzpaketen 3 beschickbarer Tunnelofen ausgebildet sein soll, wird durch in der Ofendecke angeordnete Brenner 4 direkt beheizt. Die Einfahr- und Durchlaufrichtung der Besatzpakete 3 ist durch einen Pfeil 5 angedeutet. Im Bereich der Ofeneinfahrt des Brennofens 1 befindet sich ein Gebläse 6, das die den Brennofen 1 im Gegenstrom zur Durchlaufrichtung 5 durchströmende Luft aus dem Ofenraum absaugt, wie durch Pfeile 7 verdeutlicht wird. Der grundsätzliche Aufbau und die Wirkungsweise von ke­ ramischen Brennöfen hier vorliegender Art sind an sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner näheren Erläuterung mehr.

Die Trockenkammer 2 ist ebenfalls als Durchlauftunnel ausgebildet, dessen Einfahrt der Ofeneinfahrt des Brenn­ ofens 1 gegenüberliegt, so daß sich gegenläufige Durch­ laufrichtungen ergeben. Die Einfahr- und Durchlaufrich­ tung im Bereich des die Trockenkammer 2 bildenden Durch­ lauftunnels ist durch einen Pfeil 8 angedeutet. Der die Trockenkammer bildende Durchlauftunnel wird mit Contai­ nern 9 beschickt, die die Trockenkammer 2 in Richtung des Pfeils 8 durchfahren. Die Container 9 enthalten was­ serhaltige Abfallstoffe, wie Klärschlämme, deren Wasser­ gehalt in der Trockenkammer 2 durch thermische Trocknung auf etwa 15% reduziert werden soll.

Die Trockenkammer 2 ist über eine Rauchgasleitung 10 mit dem Auslaß des Gebläses 6 des Brennofens 1 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die als Durch­ lauftunnel ausgebildete Trockenkammer 2 auf ihrer ganzen Länge mit dem aus dem Ofenraum des direkt befeuerten Brennofens 1 abgesaugten Abgas-Luftgemisch beaufschlagt. Hierzu ist ein an die Rauchgasleitung 10 angeschlossener Schacht 11 vorgesehen, der sich über die ganze Länge der als Durchlauftunnel ausgebildeten Trockenkammer 2 er­ streckt. Der Schacht 11 befindet sich, wie am besten aus Fig. 2 erkennbar ist, im Bereich des Bodens der Troc­ kenkammer 2 und ist im Bereich seiner Oberseite mit einem durchgehenden Schlitz 12 versehen, durch den das Abgas-Luftgemisch in den Innenraum der Trockenkammer 2 einströmen kann, wie durch den Pfeil 13 angedeutet ist. Zur Erzielung kurzer Verbindungswege mündet die Rauch­ gasleitung 10 im Bereich der Ausfahrseite der als Durch­ lauftunnel ausgebildeten Trockenkammer 2 in den Schacht 11 ein. Im Bereich des einfahrtseitigen Endes der Troc­ kenkammer 2 befindet sich ein Gebläse 14, welches den Innenraum der Trockenkammer 2 im Gegenstrom zu der durch den Pfeil 8 angedeuteten Durchlaufrichtung der Container 9 absaugt, wie durch die Pfeile 15 angedeutet ist.

Der Auslaßstutzen des die Trockenkammer 2 absaugenden Gebläses 14 ist über eine Rauchgasleitung 16 mit einer Reinigungseinrichtung 17 verbunden, durch welche dem aus der Trockenkammer 2 abgesaugten Abgas-Luftgemisch hierin eventuell noch vorhandene Verunreinigungen entzogen wer­ den. Der Auslaß der Reinigungseinrichtung 17 kann in die Umgebung münden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Auslaß der Reinigungseinrichtung 17 über einen Kanal 18 an die Luftversorgung der Brenner 4 des Brenn­ ofens 1 angeschlossen. Das in der Reinigungseinrichtung 17 gereinigte Gasgemisch findet dementsprechend als neue Verbrennungsluft Verwendung. Diese wird im dargestellten Ausführungsbeispiel mit neuer Luft angereichert. Die Reinigungseinrichtung 17 ist dementsprechend mit einem Ansaugstutzen 19 versehen.

Die Container 9 werden mittels eines bodenseitig vorge­ sehenen Kettenförderers 20 durch die als Durchlauftunnel ausgebildete Trockenkammer 2 hindurchtransportiert. Der Kettenförderer umfaßt, wie am besten aus Fig. 2 erkenn­ bar ist, zwei den Schacht 11 flankierende, endlose Ket­ ten, die über außerhalb der Trockenkammer 2 angeordnete Umlenkräder geführt sind, von denen jeweils eines ange­ trieben ist. Dieser Antrieb erfolgt, wobei pro Takt ein Vorschub um jeweils eine Containerlänge bewerkstelligt wird. Dieser taktweise Antrieb ermöglicht es, die Ein- und Ausfahrt der als Durchlauftunnel ausgebildeten Troc­ kenkammer 2 in der Zeit zwischen zwei Bewegungen durch Tore 21 verschlossen zu halten, was das Eindringen von Falschluft verhindern kann.

Die Container 9 werden in der Trockenkammer 2 durch das über den Schlitz 12 auf der ganzen Länge der Trockenkam­ mer 2 in diese eintretende Abgas-Luftgemisch beheizt. In vielen Fällen genügt es, wenn das Abgas-Luftgemisch den Containerboden und die Containeraußenseiten be­ streicht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Container 9, wie am besten aus Fig. 3 erkennbar ist, zur Erzielung eines möglichst gleichmäßigen Temperatur­ profils über dem ganzen Containerquerschnitt mit ihren Aufnahmeraum auf der ganzen Höhe durchsetzenden, an ih­ rem unteren und oberen Ende offenen Kaminen 22 versehen, die von einem Teil des hier als Heizmedium Verwendung findenden Abgas-Luftgemisches durchströmt werden können, wie durch die Pfeile 23 angedeutet ist. Die Kamine 22 bilden dementsprechend den Aufnahmeraum der Container 9 durchziehende Heizschächte, die eine schnellere Behei­ zung der von den Umfangswänden der Container 9 weiter entfernten Zonen ermöglichen. Die Kamine 9 sind im dar­ gestellten Ausführungsbeispiel auf den Containerboden aufgeschweißt, der innerhalb jedes Kamins 22 ausgenommen ist. Das obere Ende der Kamine 22 ragt über das obere Ende des jeweils zugeordneten Containers hinaus, um ein Überlaufen des Schlamms zu vermeiden. In vielen Fällen genügt es, wenn pro Container ein zentral angeordneter Kamin 22 vorgesehen ist. Selbstverständlich können aber auch mehrere, über die Containergrundfläche verteilte Kamine 22 vorgesehen sein, wie in Fig. 1 angedeutet ist.

Der geringe Wassergehalt des getrockneten Endprodukts ermög­ licht nicht nur eine Verbrennung oder Verschwelung, son­ dern auch eine raumsparende, kompakte Ablagerung.

Claims (14)

1. Verfahren zur Trocknung von Klärschlämmen, bei dem die bei wärmetechnischen Anlagen anfallende Abwärme als Trocknungswärme eingesetzt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schlämme bei der Trocknung in durch Konvektion beheizbaren Containern gelagert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei direkt befeuerten Öfen, bei denen das anfallende Rauchgas- Luft-Gemisch zur Trocknung der Abfallstoffe Verwendung findet, das Rauchgas-Luft-Gemisch anschließend an die Trocknung der Abfallstoffe gereinigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchgas-Luft-Gemisch im Anschluß an die Trocknung der Abfallstoffe mit Sauerstoff angereichert und als Verbrennungsluft der Ofenheizung zugeführt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenig­ stens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine neben einer wärmetechnischen Anlage angeordnete Trockenkammer (2), die als mit Container-Transporteinrichtungen (20) versehener Durchlauftunnel ausgebildet ist, der durch eine Abwärme­ leitung (10) mit der benachbarten wärmetechnischen Anlage (1) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Trockenkammer (2) bildende Durchlauftun­ nel auf seiner ganzen Länge beheizbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Trockenkammer (2) bildende Durchlauftunnel mit einem bodenseitig angeordneten, über seine ganze Länge durchgehenden Schacht (11) versehen ist, der an die Rauchgasleitung (10) angeschlossen ist und mit einem über seine ganze Länge durchgehenden Austritts­ schlitz (12) versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Trocken­ kammer (2) bildende Durchlauftunnel im Gegenstrom zur Durchlaufrichtung der Container (9) mittels eines im Bereich der Tunneleinfahrt angeordneten Gebläses (14) absaugbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der die Trocken­ kammer (2) bildende Durchlauftunnel und der Durch­ lauftunnel der zugeordneten wärmetechnischen Anlage (1) gegenläufig beschickbar und absaugbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Container­ transporteinrichtung als Kettenförderer ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Container­ transporteinrichtung (20) taktweise antreibbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der die Trockenkammer (2) bildende Durchlauftun­ nel im Bereich der Tunneleinfahrt und -ausfahrt mit im Takt der taktweise antreibbaren Containertransport­ einrichtung (20) öffnenden bzw. schließenden Toren (21) versehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Container (9) mit jeweils wenigstens einem ihren Aufnahmeraum durchziehenden, an ihren Enden offenen Kamin (22) versehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kamin (22) als im Bereich einer Ausnehmung des Containerbodens auf diesen aufgesetzter Schacht ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß der die Trockenkammer (2) bildende Durchlauftunnel durch eine Rauchgasleitung (10) mit einem die benachbarte wärmetechnische An­ lage bildenden, ebenfalls als Durchlauftunnel aus­ gebildeten, keramischen Brennofen (1) verbunden ist.