DE4013761A1 - Verfahren zum trocknen von pastoesem und/oder brockigem material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von eine relativ große Oberfläche aufweisenden Teilchen aus pastösem und/oder brockigem Material, das Feststoffe, Wasser und Zusatzstoffe aufweist, wobei die Teilchen auf eine luftdurchlässige Fördereinrichtung in einem schichtförmigen durchlüftbaren Haufwerk aufgebracht und mittels der Fördereinrichtung durch eine Trockeneinrichtung durchbewegt werden, während gleichzeitig in der Trockeneinrichtung ein Trocknungsgasstrom abwechselnd hin- und hergehend durch die Fördereinrichtung und durch die luftdurchlässige Haufwerkschicht bzw. durch die Haufwerkschicht und die Fördereinrichtung geleitet wird, um das Wasser aus den feuchten Teilchen bis zu einem bestimmten Restwassergehalt zu entziehen.

Ein derartiges Verfahren ist in der DE 35 18 323 A1 der Anmelderin beschrieben. Mit diesem bekannten Verfahren ist es möglich, würstchen- bzw. spaghetti- oder nudelförmige Teilchen aus pastösem Material wunschgemäß z. B. auf einen Restwassergehalt von größenordnungsmäßig 5 Gew.-% zu trocknen. Bei dem zu trocknenden feuchten Material kann es sich um einen Klärschlamm, um einen Industrieschlamm oder um ein beliebiges anderes in feuchter Konsistenz vorliegendes Material handeln. Mit diesem Verfahren ist es energiesparend möglich, einen beliebigen Schlamm auf eine gewünschte Restfeuchte, d. h. auf jeden beliebigen gewünschten Restwassergehalt zu trocknen. Bei Industrie- und insbes. bei Klärschlamm ergibt sich das Problem, daß er neben unschädlichen Feststoffen und Wasser oftmals Zusatzstoffe wie Schwermetalle, Dioxine, Furane, PCBs usw. enthält. Wird ein solches Material nach bekannten Methoden getrocknet, so wird ein Großteil der Zusatzstoffe bei der Trocknung mobilisiert, d. h. die Zusatzstoffe dunsten aus dem schichtförmigen durchlüftbaren Haufwerk aus und lagern sich in der Trockeneinrichtung an der insbes. die Feuchtigkeit aufnehmenden Umluft an. Die angefeuchtete Umluft wird üblicherweise in einem mit der Trockeneinrichtung verbundenen Kondensator zur Kondensation gebracht, das Kondensat wird dann normalerweise wieder dem Klärwerk zugeführt. Das bedeutet jedoch, daß bei den bekannten Verfahren insbes. auch die Zusatz- bzw. Schadstoffe über das Kondensat dem Klärwerk zugeführt werden, so daß sich bei wiederholtem Ablauf dieses Kreislaufes eine Zunahme der Zusatzstoffe im Klärwerk ergibt, wenn es sich bei diesem Material z. B. um einen Klärschlamm handelt. Bei den Zusatzstoffen handelt es sich selbstverständlich nicht nur um die erwähnten Schadstoffe, sondern auch um Nährstoffe, als Energieträger wirkende Nutzstoffe u. dgl., so daß es in jedem Fall vorteilhaft ist, die Zusatzstoffe nicht dem Kondensat zuzuführen.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Trocknung des schichtförmigen durchlüftbaren Haufwerkes aus den eine grosse Oberfläche aufweisenden Partikeln aus feuchtem Material gezielt derartig durchgeführt wird, daß aus dem feuchten Material nur der Wasseranteil abgetrennt wird, während die Feststoffe und die Zusatzstoffe in den nach der Trocknung eine bestimmte Restfeuchte aufweisenden Teilchen verbleiben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die luftdurchlässige Haufwerkschicht einem eine derartige Temperatur aufweisenden Trockengasstrom ausgesetzt wird, daß die Haufwerkschicht während ihres Transportes durch die Trockeneinrichtung hindurch höchstens eine Temperatur erreicht, die unter der Temperatur liegt, bei welcher die Zusatzstoffe mobilisiert und aus den Teilchen in die Umluft abgegeben werden.

Durch eine derartige Verfahrensweise ergibt sich der Vorteil, daß sowohl die möglicherweise vorhandenen Schadstoffe als auch die gegebenenfalls vorhandenen Nutzstoffe in den getrockneten Teilchen verbleiben, so daß es möglich ist, die getrockneten Teilchen entweder zu verbrennen, um einerseits Energie zu gewinnen und andererseits mögliche Schadstoffe hierbei gezielt ausfiltern zu können, oder die getrockneten Teilchen infolge ihres Nährstoffanteils z. B. in der Landwirtschaft einzusetzen, oder die Teilchen anderen an sich bekannten Verwendungen zuzuführen, bei denen es sich bspw. um Deponieabdeckungen, Straßenbeläge o. dgl. handeln kann. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Kondensat der in der Trockeneinrichtung entstehenden angefeuchteten Umluft problemlos einem Klärwerk zugeführt werden kann, weil es keine bzw. nur einen minimalen Anteil von Zusatzstoffen unterhalb der zulässigen Grenzen aufweist.

Wie bereits erwähnt worden ist, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft zur Trocknung von Klärschlamm, wobei das erfindungsgemäße Verfahren selbstverständlich nicht auf die Klärschlammtrocknung beschränkt ist, sondern ganz allgemein zur Trocknung von beliebigen Schlämmen bzw. pastösem Material aus solchen Schlämmen geeignet ist.

Als vorteilhaft hat es sich bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erwiesen, wenn der Trocknungsgasstrom im Gegenstrom abwechselnd hin- und hergehend durch die Fördereinrichtung und die Haufwerkschicht bzw. durch die Haufwerkschicht und die Fördereinrichtung durchgeleitet wird. Durch die Anwendung des Gegenstromprinzips ergibt sich nämlich der Vorteil, daß möglicherweise entstehende Staub­ bzw. Geruchspartikel durch die Haufwerkschicht geleitet werden, so daß die Haufwerkschicht wie ein sog. Naßfilter wirkt, an dem die Staub- bzw. Geruchspartikel gebunden werden. Das ist insbes. beim Trocknen von Klärschlamm von Vorteil, weil auf diese Weise Geruchsbelästigungen verhindert werden.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Haufwerkschicht derartig mit dem Trocknungsgasstrom beaufschlagt wird, daß sie während ihres Transportes durch die Trockeneinrichtung hindurch an keiner Stelle 75°C übersteigt. Vorzugsweise wird die Haufwerkschicht maximal auf 70°C erwärmt. Die Temperatur der Haufwerkschicht ist hierbei sowohl von der Temperatur des Trocknungsgasstromes als auch von der jeweiligen Feuchtigkeit der Haufwerkschicht sowie der Vorschubgeschwindigkeit der Haufwerkschicht durch die Trockeneinrichtung hindurch abhängig. Durch passende Einstellung aller dieser Parameter ist es erfindungsgemäß möglich, die Teilchen aus feuchtem Material in optimaler Weise auf einen bestimmten vorgegebenen Restwassergehalt zu trocknen. Dieser Restwassergehalt kann größenordnungsmäßig bei 5 Gew.-% liegen.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Trocknen von feuchtem Material an Hand der schematischen Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung bzw. der wichtigsten Teile der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Trocknen feuchten Materials, und

Fig. 2 eine Diagrammdarstellung zur schematischen Verdeutlichung des Temperatur- und Feuchtigkeitsverlaufes in der Trockeneinrichtung gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Formgebungseinrichtung 10, in welcher pastöses und/oder brockiges Material eines bestimmten Feuchtigkeitsbereiches bspw. zu würstchenförmigen oder nudel- bzw. spaghettiförmigen Teilchen geformt wird. Die Zufuhr des eine bestimmte Feuchtigkeit aufweisenden Materials zur Formgebungseinrichtung 10 ist durch den Pfeil 12 angedeutet. Bei der Formgebungseinrichtung 12 kann es sich auch um eine Einrichtung handeln, in welcher naßes oder feuchtes brockiges Material nur geeignet zerkleinert wird, um auf einer Fördereinrichtung 14 in einer durchlüftbaren Haufwerkschicht aufgebracht zu werden. Die in der Formgebungseinrichtung 10 geformten Teilchen werden auf die Fördereinrichtung 14 übergeben, was durch den Pfeil 16 angedeutet ist. Bei der Fördereinrichtung 14 handelt es sich bspw. um eine Bandfördereinrichtung, auf welche die würstchen-, nudel- oder spaghettiförmigen, die brockigen oder beliebig anders geformten Teilchen aus dem feuchten Material in einem schichtförmigen durchlüftbaren Haufwerk 18 angeordnet werden. Die Fördereinrichtung 14 bzw. das endlose Band 20 der Fördereinrichtung 14 ist luftdurchlässig ausgebildet und wird mit einer durch den Pfeil 22 angedeuteten Vorschubgeschwindigkeit durch eine Trockeneinrichtung 24 durchbewegt. Hierbei wird das durchlüftbare Haufwerk 18 aus den zu trocknenden Teilchen durch die Trockeneinrichtung 24 durchbewegt. Die Trockeneinrichtung 24 ist derartig ausgebildet, daß ein Trocknungsgasstrom 26 abwechselnd hin- und hergehend durch die luftdurchlässige Fördereinrichtung 20 und die Schicht des Haufwerkes 18 und durch die Schicht des Haufwerkes 18 und die luftdurchlässige Fördereinrichtung 20 durchgeleitet wird. Aus Fig. 1 ist auch ersichtlich, daß der Trocknungsgasstrom 26 im Gegenstrom, d. h. entgegen der Vorschubrichtung (Pfeil 22) der Fördereinrichtung 14 gelenkt wird.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Trocknungsgasstrom 26 innerhalb der dem Abwurf 28 benachbarten zweiten Hälfte der Trockeneinrichtung 24 seine maximale Temperatur Tg, max besitzt. Der Temperaturverlauf des Trockengasstromes 26 entlang der Trockeneinrichtung 24 ist in Fig. 2 durch die Linie 30 angedeutet. Die Feuchtigkeit der zu trocknenden Teilchen des Haufwerkes 18 ist in Fig. 2 durch die Linie 32 angedeutet, aus der ersichtlich ist, daß die Feuchtigkeit der Teilchen vom Einlaß 34 in die Trockeneinrichtung 24 zu deren Abwurf 28 hin bis zu einem gewünschten Restwassergehalt abnimmt, der durch den Punkt 34 gegeben ist. Dieser Restwassergehalt kann bspw. bei 5 Gew.-% liegen. Der Anfangswassergehalt der zu trocknenden Teilchen kann z. B. bei 70 bis 80 Gew.-% liegen, wenn die zu trocknenden Teilchen in einer pastösen Konsistenz vorliegen. Brockige Teilchen weisen z. B. einen Anfangswassergehalt zwischen 40 und 60 Gew.-% auf. Er ist durch die Linie 36 angedeutet.

Das schichtförmige Haufwerk 18 wird einem derartigen Trocknungsgasstrom 26 bzw. einem Trocknungsgasstrom 26 mit einem solchen Temperaturverlauf (sh. Linie 30 in Fig. 2) ausgesetzt, daß die Temperatur der Haufwerkschicht, die in Fig. 2 durch die Linie 38 angedeutet ist, an keiner Stelle innerhalb der Trockeneinrichtung 24 eine Temperatur erreicht oder übersteigt, bei welcher die im feuchten Material der zu trocknenden Teilchen enthaltenen Zusatzstoffe mobilisiert, d. h. aus den Teilchen in die Umluft 40 (sh. Fig. 1) abgegeben werden. Die die Feuchtigkeit des Materials der zu trocknenden Teilchen aufnehmende Umluft 40, d. h. die angefeuchtete Umluft 40 wird mittels einer Saugeinrichtung 42, bei der es sich z. B. um ein Sauggebläse handelt, aus der Trockeneinrichtung herausgesaugt und einem Kondensator 44 zugeführt, in welchem die angefeuchtete Umluft kondensiert wird. Das Kondensat, bei dem es sich um Wasser handelt, kann einem Klärwerk zugeführt werden, was durch den Pfeil 46 angedeutet ist. Die im Kondensator 44 entstehende Energie kann wieder dem erfindungsgemäßen Verfahren zugeführt werden, was durch den Pfeil 48 angedeutet ist, oder sie kann einem externen Verbraucher zugeleitet werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Trocknen von eine relativ große Oberfläche aufweisenden Teilchen aus pastösem und/oder brockigem Material, das Feststoffe, Wasser und Zusatzstoffe aufweist, wobei die Teilchen auf eine luftdurchlässige Fördereinrichtung (14) in einem schichtförmigen luftdurchlässigen Haufwerk (18) aufgebracht und mittels der Fördereinrichtung (14) durch eine Trockeneinrichtung (24) durchbewegt werden, während gleichzeitig in der Trockeneinrichtung (24) ein Trocknungsgasstrom (26) abwechselnd hin- und hergehend durch die Fördereinrichtung (14) und durch die luftdurchlässige Schicht des Haufwerks (18) bzw. durch die Haufwerkschicht und die Fördereinrichtung (14) durchgeleitet wird, um das Wasser aus den feuchten Teilchen bis zu einem bestimmten Restwassergehalt (34) zu entziehen, dadurch gekennzeichnet, daß die luftdurchlässige Haufwerkschicht (18) einem eine derartige Temperatur (30) aufweisenden Trockengasstrom (26) ausgesetzt wird, daß die Haufwerkschicht (18) während ihres Transportes durch die Trockeneinrichtung (24) hindurch höchstens eine Temperatur (38) erreicht, die unter der Temperatur liegt, bei welcher die Zusatzstoffe aus den Teilchen in die Umluft (40) abgegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockengasstrom (26) im Gegenstrom abwechselnd hin- und hergehend durch die Fördereinrichtung (14) und die Haufwerkschicht (18) bzw. durch die Haufwerkschicht (18) und die Fördereinrichtung (14) durchgeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haufwerkschicht (18) derartig mit dem Trocknungsgasstrom (26) beaufschlagt wird, daß sie während ihres Transportes durch die Trockeneinrichtung (24) hindurch an keiner Stelle 348 K übersteigt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haufwerkschicht (18) maximal auf 343 K erwärmt wird.