DE4116773C1

DE4116773C1 - Appts. for single stage oxidn. of combustible aq. sewage sludge with heat generation - has conical reaction chamber with upper sepn. chamber and with central lower air inlet and solid and/or liq. fuel outlet

Info

Publication number: DE4116773C1
Application number: DE19914116773
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Prof. Dr.-Ing.Habil. O-3010 Magdeburg De Michel
Original assignee: Uhde GmbH
Current assignee: Bortz Arved 42329 Wuppertal De
Priority date: 1991-05-23
Filing date: 1991-05-23
Publication date: 1993-04-01
Anticipated expiration: 2011-05-24

Abstract

Combustable components of aq. sewage sludges are oxidised in a gas-solid diffuser (3) consisting of a conical reaction chamber with sepn. chamber above, with a central lower air inlet (5) for combustion air, and sludge (8) and solid and/or liq. fuel inlet (9). The sludge is mixed with inert, fluidisable solid (7) and is oxidised. The reaction chamber has a cone angle of 30-100 deg. inert solid is pref. sand. ADVANTAGE - Oxidn. in single stage with heat generation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die umweltrelevante Oxidation von brennbaren Bestandteilen in wäßrigen Schlämmen unter Mischung von Luft und gleichzeitiger oxidativer Umsetzung flüssiger, fester und gasförmiger Brennstoffe und die Nutzung der dabei entstehenden Wärme in einer Wärmeerzeu gungsanlage.The invention relates to a method and a device for the environmentally relevant Oxidation of combustible components in aqueous sludges with mixing of air and simultaneous oxidative conversion of liquid, solid and gaseous Fuels and the use of the resulting heat in a heat generator system.

Bei der Abwasserreinigung fällt Klärschlamm als Abfall an. Um diesen Abfall zu ent giften und ihn damit geeignet für die Ablagerung auf einer Deponie zu machen, wird Klärschlamm thermisch-oxidativ behandelt. Die dabei entstehenden Rauchgase sind umweltrelevant, d. h., sie müssen hinsichtlich der in ihnen enthaltenen Luftschadstoffe vorgeschriebene Emissionsgrenzwerte einhalten. Die thermisch- oxidative Behandlung ist deshalb so zu gestalten, daß einerseits möglichst wenig Luftschadstoffe gebildet werden und andererseits der bei der thermisch-oxidativen Behandlung entstehende Klärschlammrückstand in deponiefähiger Form anfällt.Sewage sludge accumulates as waste during wastewater treatment. To get rid of this waste poison and thus make it suitable for disposal in a landfill Sewage sludge treated thermally and oxidatively. The resulting smoke gases are environmentally relevant, d. that is, with regard to the information contained in them Air pollutants comply with the prescribed emission limit values. The thermal Oxidative treatment should therefore be designed so that on the one hand as little as possible Air pollutants are formed and on the other hand that in the thermal-oxidative Treatment resulting sewage sludge residue occurs in landfillable form.

Zur thermischen Behandlung einschließlich Oxidation von brennbaren Bestandteilen in Abfällen sind eine Vielzahl von Verfahren bekannt, die nach den Prinzipien der Rostfeuerung, des Drehrohr- und Etagenofens, der Gas-Feststoff-Fluidisation und speziell entwickelter Brenner arbeiten. Die Mehrzahl dieser Verfahren ist für die Oxidation von brennbaren Bestandteilen in wäßrigen Klärschlämmen ungeeignet, da sie hinsichtlich Aufgabe, Vorbehandlung, Verbrennung und Ascheaustrag den speziellen Erfordernissen wäßriger Klärschlämme nicht entsprechen. Rostfeuerungen erreichen, bedingt durch die nur geringfügige Bewegung des Brennstoffbettes eine für wäßrige Klärschlämme nur ungenügende und örtlich stark unterschiedliche Mischung zwischen brennbaren Bestandteilen und Luftsauerstoff, was zur unvollständigen Verbrennung verbunden mit geringer spezifischer Lei stungsdichte und ggf. wegen fehlendem Zündinitial zum Aussetzen der Verbrennung führt. Drehrohröfen erreichen zwar eine bessere Bewegung des aufgegebenen Klär schlammes, sind jedoch hinsichtlich Ausbrand und CO-Anteil im Abgas gegenüber Verbrennungsverfahren nach dem Prinzip der Gas-Feststoff-Fluidisation unterlegen. Etagenöfen erfordern hohen apparativen Aufwand verbunden mit nur geringen spe zifischen thermischen Leistungen. Spezielle Feststoffbrenner erfordern einen hohen Aufwand zur Brennstoffaufarbeitung, zur Oxidation von brennbaren Bestandteilen in wäßrigen Klärschlämmen sind derartige Lösungen nicht bekannt.For thermal treatment including oxidation of flammable components A large number of processes are known in waste which are based on the principles of Grate firing, the rotary kiln and deck oven, gas-solid fluidization and specially developed burners work. The majority of these procedures are for Oxidation of combustible components in aqueous sewage sludge unsuitable, since they are the task, pretreatment, incineration and ash removal do not meet the special requirements of aqueous sewage sludge. Reach grate firing due to the slight movement of the Fuel bed is insufficient and locally strong for aqueous sewage sludge different mixture between combustible components and atmospheric oxygen, resulting in incomplete combustion combined with low specific lei density and possibly due to a lack of ignition initial to suspend combustion leads. Rotary kilns achieve better movement of the abandoned clarifier sludge, but are opposite in terms of burnout and CO content in the exhaust gas Inferior to the combustion process based on the principle of gas-solid fluidization. Multi-deck ovens require a lot of equipment and only a small amount of special equipment specific thermal performance. Special solid fuel burners require a high one Expenses for fuel processing, for the oxidation of combustible components in Such solutions are not known in aqueous sewage sludges.

Verfahren auf der Basis der Gas-Feststoff-Fluidisation (einschließlich Sprudelschicht) sind, bedingt durch die verfahrenstypischen guten Stoff- und Wärmeübergangsbe dingungen, favorisiert. Aus der Literatur sind einige Verfahren zur Oxidation von Brennstoffen bekannt, die dieses Prinzip nutzen. Einen Überblick gibt /1/ und /2/. In /3/ wird die Fluid-Dynamik von Wirbelschichten erörtert. U.a. wird auch die Sprudelschicht als spezielle Wirbelschicht angeführt. Eine Sprudelschicht bildet sich aus, wenn das zum Fluidisieren eingesetzte Gas durch eine einzige Öffnung in die Feststoffschicht unten eingeleitet wird und die Gasgeschwindigkeit so hoch ist, daß sich ein bis zur Schichtoberfläche reichender Gasstrahl, - Treibstrahl -, ausbildet. Der Treibstrahl formt eine die Schicht von der Gaseinströmöffnung bis zur Schichtoberfläche durchsetzende, angenähert konische Öffnung.Process based on gas-solid fluidization (including bubble layer) are due to the good mass and heat transfer properties typical of the process conditions, favored. Some methods for the oxidation of Known fuels that use this principle. An overview gives / 1 / and / 2 /. The fluid dynamics of fluidized beds is discussed in / 3 /. Among other things will also Bubble bed listed as a special fluidized bed. A bubble layer forms out when the gas used for fluidizing through a single opening in the Solid layer is introduced below and the gas velocity is so high that a gas jet - propellant jet - reaching to the layer surface forms. The propellant jet forms the layer from the gas inflow opening to Approximately conical opening penetrating the layer surface.

Aus den Wänden der konischen Öffnung tritt Feststoff aus der Schicht in den Treibstrahl ein und wird im Treibstrahl pneumatisch bis über die Schichtoberfläche befördert. Vor dort fällt der Feststoff auf die Schichtoberfläche zurück und wird im äußeren, sich abwärtsbewegenden Teil der Schicht zur Wand der konischen Öffnung zurückgeführt.Solid material enters the layer from the walls of the conical opening Drive jet and becomes pneumatic in the drive jet up to the surface of the layer promoted. From there, the solid falls back onto the layer surface and is in the outer, downward moving part of the layer to the wall of the conical opening returned.

Beispielhaft sei hier die Vorrichtung zur Durchführung von chemischen, physika lischen und physikalisch-chemischen Verfahren in einem verbesserten, sprudelnden Stoffbett und Verfahren zum Betrieb derselben (DE-OS 19 42 243) genannt. Eine derartige Vorrichtung verkörpert vom Prinzip einen Sprudelschichtapparat, dessen konischer Teil partiell perforiert ist. Dieser Apparat ist für die Oxidation von brenn baren Bestandteilen in wäßrigen Klärschlämmen ungeeignet, weil keine Aufberei tungszone für den wäßrigen Klärschlamm vorhanden ist und dieser von oben in den Behandlungs-Reaktionsraum gegeben wird, was die Verbrennungsgüte verschlech tert. Die mit unterschiedlichen Neigungswinkeln versehenen Wandbereiche führen zu unkontrollierten Bettmaterialbewegungen im unmittelbaren Wandbereich, was ebenfalls die Verbrennungsgüte verschlechtert. Weiterhin beispielhaft sei ein Wir belschichtofen genannt, bei dem flüssiger Brennstoff eingesetzt wird (EP 00 67 655 B1). Dieses Verfahren stellt eine Mischform zwischen Sprudelschicht und Wirbelschicht dar. Verfahren und Vorrichtung sind für die Oxidation von brenn baren Bestandteilen in wäßrigen Klärschlämmen nicht einsetzbar, weil keine geeig nete Aufgabestelle existiert und die Vorrichtung die Bildung von Bereichen innerhalb des Inertmaterialbettes zuläßt, in denen undefinierte Verbrennungszustände bzw. undefinierte oder keine lnertmaterialbewegungen auftreten. Das führt zur Bildung von Schlammnestern, die ein Zuwachsen des Apparates verursachen können. Ferner ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Granulierung bekannt (US 32 31 413), bei der die Granulation in einem zylindrischen Apparat erfolgt, der sich nach unten hin zum Gas- und Suspensionseintritt konisch verjüngt. Dadurch wird eine intensive Durchmischung des Feststoffes mit der eintretenden Mischung Luft/Suspension erreicht, solange der von unten eintretende Gasstrahl die Bettoberfläche nicht signifikant durchbricht. Ist dies der Fall, wird die eingetragene Suspension als Nebel mit dem Gasstrom aus dem Apparat ausgetragen. Dadurch tritt ein ungenügender Granulationseffekt ein. Verfahrensbedingt erfolgt die Zuführung der Suspension im Bereich des Gasstromes an der Stelle der höchsten Geschwin digkeit. Dadurch wird die Suspension im Gasstrom fein verteilt, was der Granulation ebenfalls dienlich ist.The device for carrying out chemical, physical agents is an example here mical and physico-chemical processes in an improved, bubbly Fabric bed and method for operating the same (DE-OS 19 42 243). A such device embodies in principle a bubble layer apparatus, the conical part is partially perforated. This device is for the oxidation of burning Ingredients in aqueous sewage sludge unsuitable because no treatment tion zone for the aqueous sewage sludge is present and this from above in the Treatment reaction space is given, which deteriorate the quality of combustion tert. Guide the wall areas with different angles of inclination uncontrolled bed material movements in the immediate wall area what the quality of combustion also deteriorated. Another example is a we called bed-layer furnace, in which liquid fuel is used (EP 00 67 655 B1). This procedure represents a mixed form between the bubble layer and fluidized bed. Process and device are for the oxidation of Brenn Ingredients in aqueous sewage sludge cannot be used because none are suitable nete posting point exists and the device the formation of areas within of the inert material bed in which undefined combustion states or undefined or no movements of the material occur. That leads to the formation of Mud nests that can cause the apparatus to overgrow. Furthermore, a method and a device for granulation are known (US 32 31 413), in which the granulation takes place in a cylindrical apparatus, the tapers downwards towards the gas and suspension inlet. This will intensive mixing of the solid with the incoming mixture Air / suspension reached as long as the gas jet entering from below reached the Does not significantly break through the bed surface. If this is the case, the registered one Suspension is discharged from the apparatus as a mist with the gas stream. This occurs an insufficient granulation effect. The feed takes place due to the process the suspension in the area of the gas flow at the point of the highest speed efficiency. As a result, the suspension is finely distributed in the gas stream, resulting in granulation is also useful.

Verfahren und Vorrichtung gemäß US 32 31 413 sind zur thermischen Oxidation von brennbaren Bestandteilen in wäßrigen Klärschlämmen ungeeignet, da keine Aufbe reitungszone für Klärschlämme vorhanden ist, die durch definierte Bettmaterialbewegung getrennt ist von der Zone des Treibstrahls. Dadurch kommt es zum ungenügenden Ausbrand, verbunden mit unzulässig hohen CO-Anteilen im Abgas. Ferner gestattet die Vorrichtung die Aufgabe des Klärschlammes nur im Be reich des von unten eintretenden Gasstromes, was ebenfalls zu dem o.g. Nachteil führt. Die gleichzeitige Zuführung verschiedener Zusatzbrennstoffe ist in dem be schriebenen Apparat nicht möglich.The method and device according to US 32 31 413 are for the thermal oxidation of flammable constituents in aqueous sewage sludge unsuitable because no treatment treatment zone for sewage sludge is defined by Bed material movement is separate from the zone of the jet. It comes it leads to insufficient burnout, combined with impermissibly high proportions of CO in the Exhaust gas. Furthermore, the device allows the sewage sludge to be used only in loading rich of the gas stream entering from below, which also leads to the above disadvantage leads. The simultaneous supply of various additional fuels is in the be written apparatus not possible.

Die aus Veröffentlichungen und Anwendungen bekannten Verfahren und Vorrich tungen zur Oxidation von brennbaren Bestandteilen in wäßrigen Klärschlämmen lassen sich in 2 Hauptgruppen einteilen. Der ersten Hauptgruppe gehören solche Verfahren und Vorrichtungen an, in denen apparativ getrennt die Brennstoffvorbereitung und die Oxidation des Klärschlamms erfolgt. Derartige Ver fahren sind dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten apparativen Stufe die Trocknung oder mechanische Konzentration des Klärschlammes erfolgt und in einer zweiten Stufe die Oxidation abläuft, wobei die zur Trocknung notwendige Wärmem enge aus dem Rauchgasenthalpiestrom der Oxidationsstufe gewonnen wird (DE-OS 34 26 737/1986; DE-OS 34 33 913). Zur Anwendung kommt hierbei die Wir belschichttechnik zur Trocknung und Oxidation. Des weiteren wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem in einem Wirbelschichttrockner der Klärschlamm getrocknet und anschließend in einem Feststoffbrenner umgesetzt wird, wobei das heiße Rauchgas über einen Wärmeüberträger zur Erhitzung der Trocknungsluft dient (DE-OS 30 47 060, 1986). Diese Verfahren haben den Nachteil, daß sie einen sehr großen apparativen Aufwand erfordern, daß durch die Nutzung der Wirbelschicht technik bei Oberbettaufgabe des Klärschlammes (DE-OS 34 33 913) nicht an jeder Stelle das zur Verbrennung notwendige Luftvolumen zur Verfügung steht, woraus teilweise hohe CO-Emissionsraten resultieren, daß keine Rauchgasenthalpie ausge koppelt werden kann, und daß die Massendurchsätze aufgrund der Fluid-Dynamik einer Wirbelschicht begrenzt sind. The methods and devices known from publications and applications for the oxidation of flammable components in aqueous sewage sludge can be divided into 2 main groups. The first main group includes such Methods and devices in which the Fuel preparation and oxidation of the sewage sludge takes place. Such ver driving are characterized in that in a first stage of equipment Drying or mechanical concentration of the sewage sludge takes place and in one second stage, the oxidation takes place, the heat necessary for drying narrow is obtained from the flue gas enthalpy stream of the oxidation stage (DE-OS 34 26 737/1986; DE-OS 34 33 913). We are used here Bedding technology for drying and oxidation. Furthermore, a procedure was launched developed in which the sewage sludge is dried in a fluidized bed dryer and is then reacted in a solid fuel burner, the hot flue gas is used to heat the drying air via a heat exchanger (DE-OS 30 47 060, 1986). The disadvantage of these methods is that they are very difficult great expenditure on equipment requires that by using the fluidized bed technology for top-bed sewage sludge (DE-OS 34 33 913) not on everyone Make the air volume necessary for combustion available, from which sometimes high CO emission rates result in no smoke gas enthalpy can be coupled, and that the mass flow rates due to the fluid dynamics a fluidized bed are limited.

Die zweite Hauptgruppe von Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß durch den Zusatz von Brennstoffen mit hohem Heizwert die Trocknung und Oxidation in einem Apparat erfolgt.The second main group of processes is characterized in that by the Addition of fuels with high calorific value drying and oxidation in one Apparatus takes place.

Zur Anwendung kommen einerseits Verfahren, die das Prinzip der Wirbelschicht nutzen (DE-PS 37 28 398) oder Verfahren, bei denen die Klärschlamm-Luft-Mischung durch mechanische Einrichtungen gestützt wird /4/, /5/.On the one hand, methods are used that use the principle of the fluidized bed use (DE-PS 37 28 398) or processes in which the sewage sludge-air mixture is supported by mechanical devices / 4 /, / 5 /.

Diese Verfahren haben folgende Nachteile:These methods have the following disadvantages:

In der DE-OS 37 28 398 werden als Zusatzbrennstoffe nur TDI-Rückstände angeführt. Weiterhin ist nicht an jeder Stelle in der Wirbelschicht jederzeit ein ausreichendes Luftvolumen zur Oxidation der Brennstoffe vorhanden. Wirbelschichtanlagen benöti gen einen komplizierten Düsen- oder Lochboden.In DE-OS 37 28 398 only TDI residues are mentioned as additional fuels. Furthermore, there is not always a sufficient one at every point in the fluidized bed Air volume available for the oxidation of the fuels. Fluid bed systems required a complicated nozzle or perforated bottom.

Bei dem in /4/ veröffentlichten Etagenofen sind äußert aufwendige apparative Kon struktionen erforderlich, um eine ausreichende Brennstoff-Klärschlamm-Luft- Mischung zu gewährleisten. Diese Mischeinrichtungen sind thermisch hoch belastet und unterliegen einem starken Verschleiß. Es werden große Reaktionszonen zum Ausbrand der Brennstoffe benötigt. Insgesamt erreichen solche Etagenöfen eine Gesamthöhe von 14 m. Es ist nur fester Zusatzbrennstoff einsetzbar.In the deck oven published in / 4 / are extremely complex apparatus con Structures required to ensure sufficient fuel-sewage sludge-air To ensure mixing. These mixing devices are subject to high thermal loads and are subject to heavy wear. Large reaction zones become Burnout of the fuels needed. Overall, such deck ovens reach one Overall height of 14 m. Only solid additional fuel can be used.

Bei den in /5/ genannten Rostfeuerungen besteht wegen mangelnder Brennstoff- Klärschlamm-Luft-Mischung die Gefahr der Pyrolyse oder unvollständigen Verbren nung der brennbaren Bestandteile des wäßrigen Klärschlammes, was trotz großer Reaktionszonen zu hohen CO-Emissionsraten führt.In the grate furnaces mentioned in / 5 / there is a lack of fuel Sewage sludge-air mixture the risk of pyrolysis or incomplete burning tion of the combustible components of the aqueous sewage sludge, which despite large Reaction zones leading to high CO emission rates.

Alle Verfahren zur Klärschlammumsetzung werden mit einem Verbrennungsluftver hältnis von < 1.4 betrieben, woraus schlechte thermische Wirkungsgrade resultie ren.All processes for sewage sludge conversion are with a combustion air ver Ratio of <1.4 operated, resulting in poor thermal efficiencies ren.

Einen Hinweis auf die thermisch-oxidative Behandlung von wäßrigem Klärschlamm in einer Sprudelschicht enthalten die Veröffentlichungen /4/, /5/ nicht, insbesondere auch nicht, daß der Treibstrahl das Oxidationsmittel zuführt. Eine Sprudelschicht, deren Treibstrahl das Oxidationsmittel zuführt, wird in dieser Schrift folgend "Strahl schicht" genannt.A reference to the thermal-oxidative treatment of aqueous sewage sludge in a bubble layer the publications / 4 /, / 5 / do not contain, in particular also not that the propellant jet supplies the oxidizing agent. A bubble layer, whose propellant jet supplies the oxidizing agent is referred to as "jet layer "called.

Für die Verbrennung von Abfällen ist ein Reaktor mit einem Spoutbett-Fluidatbett bekannt (DE-OS 25 33 010). In diesem Reaktor wird in einem Reaktionsraum, in dem sich fluidisierbarer Feststoff befindet und über dessen Höhe der Querschnitt konstant bleibt, von unten mittels einer Düse Luft zugeführt und damit ein Treibstrahl ausge bildet. Je nach zugeführtem Volumenstrom bildet sich ein Treibstrahl aus, der ggf. die Bettoberfläche durchbricht.For the incineration of waste is a reactor with a spout bed fluid bed known (DE-OS 25 33 010). In this reactor is in a reaction chamber in which there is fluidizable solid and the cross section is constant over its height remains, air is supplied from below by means of a nozzle and thus a propellant jet is emitted forms. Depending on the volume flow supplied, a propellant jet is formed, which may breaks through the bed surface.

Der Treibstrahl wird dazu genutzt, Zusatzstoffe wie teilchenförmige Feststoffe, Flüs sigkeiten oder andere Gase von unten in die Strahlschicht pneumatisch einzubringen, indem die Zusatzstoffe über sekundäre Zufuhrleitungen der Treibstrahl-Düse zuge führt werden und der Treibstrahl die Zusatzstoffe aufnimmt und transportiert und die Zusatzstoffe zu verbrennen. Ein Hinweis darauf, die genannten Zusatzstoffe im Be reich unter der oberen Schichtoberfläche und zwar im sich abwärtsbewegenden Teil der Schicht einzubringen, wird nicht gegeben. Auch ist die beschriebene pneuma tische Einbringung der Zusatzstoffe nicht für wäßrig-pastöse Stoffe, wie dies z. B. auf Klärschlamm zutrifft, geeignet, weil der Treibstrahl die wäßrigen Klärschlamm- Extrudat-Teile lediglich durch die Strahlschicht pneumatisch hindurch transportieren würde und dann die Teile auf der Oberfläche der Strahlschicht abwerfen würde. Dort würden die Teile verschwelen und den CO-Gehalt im Rauchgas erhöhen. Die Aufgabe von Klärschlamm in der Treibstrahl-Düse ist nachteilig, weil auf diese Weise die wäßrigen Klärschlamm-Extrudat-Teile wegen der kurzen Verweilzeit innerhalb der Strahlschicht beim erstmaligen Durchgang durch die Strahlschicht nicht auf Zünd temperatur gebracht werden.The propellant jet is used to add additives such as particulate solids, rivers to introduce liquids or other gases pneumatically into the spout from below, by adding the additives via secondary supply lines to the jet nozzle and the propellant jet picks up and transports the additives Burn additives. A reference to the additives mentioned in the Be rich under the upper layer surface and that in the downward moving part bringing in the layer is not given. The described pneuma table introduction of the additives not for aqueous pasty substances, such as. B. on Sewage sludge applies, suitable because the driving jet drives the aqueous sewage sludge Only transport extrudate parts pneumatically through the jet layer would and then drop the parts on the surface of the spout. There the parts would smolder and increase the CO content in the flue gas. The task of sewage sludge in the jet nozzle is disadvantageous because in this way the aqueous sewage sludge extrudate parts because of the short residence time within the The jet layer does not ignite when it first passes through the jet layer temperature.

Wegen der konstanten Querschnittsfläche über der Höhe des Reaktionsraumes ist im oberen Bereich des Treibstrahls keine ausreichende Aufarbeitungszone vorhanden. Wird in dem Reaktor gemäß DE-OS 25 33 010 der Fall angewendet, bei dem der Treibstrahl die Bettoberfläche nicht erreicht (Spoutbett-Fluidatbett) wird zusätzlich die Verbrennungsgüte weiter verschlechtert, was höhere CO-Emissionsraten zur Folge hat, da die getrockneten Klärschlamm-Extrudat-Teile auf der Bettoberfläche schwim men.Because of the constant cross-sectional area over the height of the reaction space is in sufficient working zone is not available in the upper area of the jet. Is used in the reactor according to DE-OS 25 33 010 in which the Driving jet does not reach the bed surface (spout bed fluid bed) Combustion quality continues to deteriorate, resulting in higher CO emissions because the dried sewage sludge extrudate parts float on the bed surface men.

Auch wird in der DE-OS 25 33 010 die Rezirkulation des inerten Feststoffes nicht durch einen konisch ausgebildeten Reaktionsraum wie in vorliegender Erfindung, sondern durch eine zusätzliche Luftzufuhr bewirkt, durch die die Feststoffpartikel in der stagnierenden Region des Sprudelbettes im Stadium beginnender Fluidisierung gehalten werden. Diesen Nachteil einer zusätzlichen Luftzufuhr vermeidet die vorlie gende Erfindung.Also in DE-OS 25 33 010 the recirculation of the inert solid is not through a conical reaction space as in the present invention, but caused by an additional air supply through which the solid particles in the stagnant region of the bubble bed at the stage of fluidization being held. This disadvantage of an additional air supply is avoided invention.

In /6/ wird die Möglichkeit der Verbrennung von Öl und Gas in einer Sprudelschicht untersucht, bei der ein Treibstrahl ausgebildet ist. Auch hier wird ein Reaktor gemäß dem prinzipiellen Aufbau, wie er in der DE-OS 25 33 010 beschrieben ist, verwendet und weist damit analoge Nachteile auf. In / 6 / there is the possibility of burning oil and gas in a bubble layer examined, in which a driving jet is formed. Here, too, is a reactor the basic structure, as described in DE-OS 25 33 010, used and thus has similar disadvantages.

In /7/ wird über die Verbrennung von Abfall (Heizwert ca. 10,5 MJ/kg) in einer Sprudelschicht berichtet. Auch hier wird ein Reaktor gemäß dem prinzipiellen Aufbau in der DE-OS 25 33 010 verwendet. Beide Veröffentlichungen enthalten keinen Hin weis darauf, daß in derartigen Reaktoren die Oxidation von brennbaren Bestandteilen in wäßrigen Klärschlämmen so möglich ist, daß die aufgezeigten Nachteile über wunden werden, was Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.In / 7 / is about the incineration of waste (calorific value about 10.5 MJ / kg) in one Bubble layer reports. Here, too, is a reactor according to the basic structure used in DE-OS 25 33 010. Both publications contain no hints indicates that in such reactors the oxidation of combustible components in aqueous sewage sludge is so possible that the disadvantages shown above be wound what is the subject of the present invention.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, brennbare Bestandteile in wäßrigen Schlämmen unter Nutzung von flüssigen, festen oder gasförmigen Zusatzbrennstoffen in einer einzigen Verfahrensstufe sicher oxidativ umzusetzen und Wärme zu erzeugen und die vorstehend beschriebenen Nachteile dabei zu vermei den.The object of the invention is now to combustible components in aqueous Slurries using liquid, solid or gaseous Implement additional fuels safely in a single process step and To generate heat and to avoid the disadvantages described above the.

Auf das erfindungsgemäße Verfahren bezogen, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem nach oben hin sich konisch erweiternden Reaktionsraum (Gas-Feststoff- Diffusor GFD) zentrisch von unten mit einer Geschwindigkeit zwischen 10 m/s bis 150 m/s Verbrennungsluft eintritt und als Treibstrahl wirkt, der den im Reak tionsraum (GFD) befindlichen inerten Feststoff so fluidisiert, daß sich eine Strahl schicht ausbildet. Der brennbare Bestandteile beinhaltende Klärschlamm wird seit lich dem Reaktionsraum im Bereich des nach unten gerichteten Feststoffstromes unterhalb der oberen Schichtoberfläche, gleichmäßig über den Reaktionsraumum fang verteilt, zugeführt. Der in pastöser Form eingebrachte und als Extrudat geformte Klärschlamm wird dann mit dem Feststoff nach unten transportiert, mischt sich dabei mit diesen und trocknet durch Wärmeentzug des Feststoffes. Der nach unten gerich tete, partiell radial in Richtung auf den Treibstrahl verlaufende Transport erfolgt so lange, bis dieses Gemisch in den Bereich der mit Transportgeschwindigkeit aufwärtsströmenden Verbrennungsluft gelangt und damit pneumatisch transportiert wird. Auf Grund der hohen Einströmgeschwindigkeit wird eine sehr kurze Misch strecke zur Herstellung eines zündfähigen Brennstoff-Luft-Gemisches benötigt, welches durch direkten Kontakt mit Feststoff unmittelbar auf Zündtemperatur ge bracht wird und der Feststoff somit als Zündinitial wirkt.Based on the method according to the invention, the object is achieved in that in a reaction chamber that widens conically (gas-solid Diffuser GFD) centrally from below at a speed between 10 m / s up to 150 m / s combustion air enters and acts as a propulsion jet, which in the reac tion space (GFD) located inert solid so fluidized that there is a jet layer. The sewage sludge containing combustible components has been used since Lich the reaction chamber in the area of the downward flow of solids below the upper layer surface, evenly over the reaction space distributed, fed. The one introduced in pasty form and shaped as an extrudate Sewage sludge is then transported downwards with the solid, mixing in the process with these and dries by heat removal of the solid. The downstairs This is done in part radially in the direction of the driving jet long until this mixture is in the range of at transport speed Coming upward flowing combustion air and thus transported pneumatically becomes. Due to the high inflow speed, mixing is very short distance required to produce an ignitable fuel-air mixture, which by direct contact with solid matter directly to ignition temperature is brought and the solid thus acts as an ignition initial.

Der inerte Feststoff ist hinsichtlich Dichte und Korngröße so gewählt, daß er vom Treibstrahl in den Bereich des pneumatischen Transport fluidisiert wird. Durch die Fluidisierung im Treibstrahl gelangen der Feststoff sowie die nicht umgesetzten Be standteile des Klärschlammes in den Randbereich des Reaktionsraumes, wo sie wegen geringerer Aufströmgeschwindigkeit des fluidisierenden Gases absinken und in der Randzone in den Einströmbereich des Klärschlammes rezirkulieren. Auf Grund der direkten Kontaktierung zwischen Treibstrahl und Brennstoff/Feststoff erfolgt eine intensive Verbrennungsreaktion und somit schnelle Umsetzung des Brennstoffes in nerhalb des durch den Treibstrahl expandierten Feststoffbettes mit kurzen Aus brandzeiten und hoher spezifischer Energiedichte, wobei die brennbaren Bestand teile des Klärschlammes weit unterhalb der zulässigen Emmissionswerte für Ver brennungsanlagen umgesetzt werden.The inert solid is chosen in terms of density and grain size so that it from Driving jet is fluidized in the area of pneumatic transport. Through the The solid as well as the unreacted beings get fluidized in the propellant jet constituents of the sewage sludge in the edge area of the reaction space, where they decrease due to lower flow velocity of the fluidizing gas and recirculate into the inflow area of the sewage sludge in the edge zone. Because of the direct contact between the propellant jet and the fuel / solid takes place intensive combustion reaction and thus rapid conversion of the fuel into within the solid bed expanded by the propellant jet with short off burn times and high specific energy density, being the combustible stock parts of the sewage sludge far below the permissible emission values for Ver combustion plants are implemented.

In Ausgestaltung des Verfahrens wird neben dem Primär-Brennstoff - dem Klär schlamm -, ein Zusatzbrennstoff in der Strahlschicht oxidiert. Dieser Zusatzbrennstoff wird als körniger Feststoff aufgegeben, wobei seine Korngröße vorzugsweise unter 1 mm beträgt. Der feste Zusatzbrennstoff wird der Strahlschicht im Bereich des nach unten gerichteten inerten Feststoffstromes zugeführt.In addition to the primary fuel - the clarifier sludge, an additional fuel oxidized in the spout. This additional fuel is given up as a granular solid, its grain size preferably is less than 1 mm. The solid additional fuel becomes the radiant layer in the area of the downward flow of inert solids.

Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß ein gasförmiger Zusatz brennstoff unmittelbar vor Eintritt der Verbrennungsluft in die Strahlschicht der Ver brennungsluft zugemischt wird und, das gebildete Gemisch den Treibstrahl bildet. Wegen der hohe Strömungsgeschwindigkeit an dieser Stelle erfolgt eine gute Mi schung Zusatzbrennstoff-Verbrennungsluft. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß bereits vor Eintritt in die Strahlschicht ein zündfähiges Gemisch her gestellt wird, welches vollständig im unteren Teil der Strahlschicht oxidiert und einen Treibstrahl vergleichsweise hoher Temperatur zur Folge hat. In diesem heißen Treibstrahl liegt wegen des Feststoffeintrages eine starke Mikroturbulenz vor, so daß auch träge oxidierende Klärschlämme vollständig umgesetzt werden, weil sowohl eine vergleichsweise hohe Reaktionstemperatur vorherrscht, als auch infolge der Mikroturbulenz das Oxidationsmitte ständig neu an die Oberfläche des Klärschlamm-Extrudates in der Strahlschicht herangetragen wird.Another embodiment of the method provides that a gaseous additive fuel immediately before the combustion air enters the spout of the ver combustion air is admixed and, the mixture formed forms the driving jet. Because of the high flow velocity at this point, there is a good Mi. additional fuel combustion air. The advantage of this configuration is that to see that an ignitable mixture is produced before entering the jet layer is placed, which completely oxidizes in the lower part of the jet layer and a Propulsion jet has a comparatively high temperature. In this is called Driving jet is due to the solid entry a strong microturbulence, so that sluggish oxidizing sewage sludges can also be fully implemented because both a comparatively high reaction temperature prevails, as a result of Microturbulence the oxidation center constantly new to the surface of the Sewage sludge extrudates in the jet bed.

Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens sieht den Einsatz flüssiger Zusatzbrenn stoffe vor. Flüssige Zusatzbrennstoffe können einerseits so wie feste Zusatzbrennstoffe dem Reaktionsraum zugeführt werden. Die seitliche Zuführung des flüssigen Zusatzbrennstoffes bietet die Möglichkeit, daß auch flüssige Zusatzbrennstoffe mit hoher Viskosität und hohem Feststoffanteil ohne Hilfsmechanismen zur Brennstoffaufbereitung eingesetzt werden können, ohne daß die Oxidation der brennbaren Bestandteile des Klärschlammes beeinträchtigt wird.Another embodiment of the method provides for the use of liquid additional fuel fabrics before. Liquid additive fuels can be like solid fuels Additional fuels are fed to the reaction chamber. The side feed of the liquid additional fuel offers the possibility that liquid Additional fuels with high viscosity and high solids content without Auxiliary mechanisms for fuel processing can be used without the oxidation of the combustible components of the sewage sludge is impaired.

Flüssige Zusatzbrennstoffe geringer Viskosität werden andererseits unmittelbar vor Eintritt der Verbrennungsluft in die Strahlschicht in die Verbrennungsluft hinein ge sprüht. Damit wird eine die der Zugabe der gasförmigen Stoffe noch übersteigende vorteilhafte Wirkung erzeugt, weil im allgemeinen die flüssigen Brennstoffe bei ge nügender Turbulenz in der Strahlschicht ihren Heizwert räumlich wesentlich konzen trierter freisetzen. Liquid additive fuels of low viscosity, on the other hand, are immediately before Entry of the combustion air into the jet bed into the combustion air sprays. This is one that exceeds the addition of the gaseous substances produces advantageous effect because in general the liquid fuels at ge sufficient turbulence in the radiant layer to significantly concentrate its calorific value release trater.

Die Nutzung des Rauchgasenthalpiestromes kann oberhalb der expandierten Strahl schicht mit konventionellen konvektiven Wärmeüberträgern erfolgen, was eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. Das erfindungs gemäße Verfahren ist nicht auf die Zugabe eines einzelnen Zusatzbrennstoffes be schränkt, es können auch Zusatzbrennstoffe in Kombination zugegeben werden wie z. B. ein flüssiger zusammen mit einem festen an jeweils der dazu zweckmäßigen Aufgabestelle der Strahlschicht.The use of the flue gas enthalpy can flow above the expanded jet layer with conventional convective heat exchangers, which is a represents further embodiment of the method according to the invention. The invention The procedure according to the invention is not based on the addition of a single additional fuel limits, additional fuels can also be added in combination such as e.g. B. a liquid together with a solid at each of the appropriate Place of application of the spouted bed.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Verbrennungsapparat mit mindestens einem konischen Reaktionsraum, der sich nach oben hin öffnet mit einem Öffnungswinkel zwischen 30°-100° und einer oben angeschlossenen Trennkammer. Der konische Reaktionsraum besitzt eine un ten zentrisch angeordnete Gaseinströmöffnung, durch die der Treibstrahl in die Strahlschicht eintritt. Die Gaseinströmöffnung ist frei und enthält keinerlei Einbauten oder Anströmboden. Die Wand des Reaktionsraumes ist in ihrem oberen Teil mit mindestens zwei Aufgabeneinrichtungen zur Zufuhr des Klärschlamms versehen, die ein Klärschlamm-Extrudat erzeugen, dessen Strangdurchmesser nicht größer als die 10fache Korngröße des Feststoffes der Strahlschicht ist.The device according to the invention for carrying out the method consists of a combustion apparatus with at least one conical reaction space, the opens upwards with an opening angle between 30 ° -100 ° and one separation chamber connected above. The conical reaction space has an un th centrally arranged gas inlet opening through which the propellant jet enters the Beam layer occurs. The gas inflow opening is free and contains no internals or inflow floor. The wall of the reaction chamber is in its upper part Provide at least two feed facilities for the sewage sludge supply produce a sewage sludge extrudate, the strand diameter of which is not larger than that Is 10 times the grain size of the solid of the spouted bed.

Vorzugsweise ist die Extrusionsdüse gekühlt, damit der Klärschlamm pumpbar bleibt und seine leichtflüchtigen Bestandteile in der Suspension eingebunden bleiben und aus dem Extrudat erst im Inneren der Strahlschicht ausgasen.The extrusion nozzle is preferably cooled so that the sewage sludge remains pumpable and its volatile constituents remain bound in the suspension and Only degas from the extrudate inside the spout.

Als inerter Feststoff kommt bei der oxidativen Behandlung von Klärschlamm in der Strahlschicht vorzugsweise Sand einheitlicher Körnung zum Einsatz, wobei wahl weise Korngrößen im Bereich von 1 bis 3 mm verwendet werden.In the oxidative treatment of sewage sludge comes as an inert solid in the Blasting layer preferably sand of uniform grain size to be used, with choice wise grain sizes in the range of 1 to 3 mm can be used.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß bei unzureichendem Anteil brennbarer Bestandteile des Klärschlamms, getrennt von diesem, ein fester, flüssiger oder gasförmiger Zusatzbrennstoff in den Reaktionsraum gegeben wird. Damit läßt sich unabhängig von den Heizwertschwankungen des Klärschlamms eine temperaturstabile Betriebsweise des erfindungsgemäßen Ver brennungsapparates erreichen. Überraschenderweise kann die Zusatzbrennstoff menge so justiert werden, daß bei allen vorkommenden Schwankungen der Klärschlammzusammensetzungen die Emissionswerte des Rauchgases unterhalb der zulässigen Werte bleiben. Diese Tatsache ist den mit der Klärschlammverbren nung befaßten Fachleuten bisher verborgen geblieben, obwohl über die Verbrennung in der Strahlschicht seit geraumer Zeit (seit 1978) mit /8/ eine Veröffentlichung vor liegt, die allerdings die Kohleverbrennung behandelt und auch die vorerwähnte DE-OS 25 33 010 in 1976 offengelegt wurde. A particular advantage of the method according to the invention is that at insufficient amount of combustible components of the sewage sludge, separated from this, a solid, liquid or gaseous additional fuel in the reaction chamber is given. It can be used regardless of the fluctuations in the calorific value Sewage sludge is a temperature stable mode of operation of the Ver reach the combustion apparatus. Surprisingly, the additional fuel quantity is adjusted so that with all occurring fluctuations the Sewage sludge compositions lower the emission values of the flue gas of the permissible values remain. This fact is the same with sewage sludge experts have so far remained hidden, although about the combustion a publication in the beam layer for some time (since 1978) with / 8 / lies, which however treats coal combustion and also the aforementioned DE-OS 25 33 010 was published in 1976.

Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Verfahren ist weiterhin, daß fester Zusatz brennstoff im Bereich des sich nach unten bewegenden Feststoffstromes in den Re aktionsraum gegeben wird. Der Brennstoff mischt sich während der Abwärtsbewe gung mit dem Feststoff-Klärschlamm-Gemisch und verbrennt während des pneuma tischen Transports. Bei der Mischung während der Abwärtsbewegung wird der Brennstoff vorgewärmt.Another advantage of the process according to the invention is that solid addition fuel in the area of the downward moving solid stream in the Re action room is given. The fuel mixes during the downward movement with the solid sewage sludge mixture and burns during the pneuma table transport. When mixing during the downward movement, the Preheated fuel.

Execution example

Verfahren und Vorrichtung sollen im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt:The method and the device are described below using an exemplary embodiment are explained in more detail. It shows:

Fig. 1 schematischer Aufbau der Verbrennungsanlage für Klär schlamm, Fig. 1 shows a schematic construction of the incinerator for sewage sludge,

Fig. 2 eine Ausführungsform des Gas-Feststoff-Diffusors. Fig. 2 shows an embodiment of the gas-solid diffuser.

Klärschlamm 1, der aus der Aufbereitung von vorrangig kommunalen Abwässern anfällt, wird nach einer mechanischen Vortrocknung über eine Klärschlammpumpe 2 aufgegeben. Diese fördert den Klärschlamm, der einen Was sergehalt von ca. 78% hat und hinsichtlich seiner chemischen Zusammensetzung und Konsistenz heterogen ist, in den Gas-Feststoff-Diffusor 3. Dem Gas-Feststoff- Diffusor 3 wird von unten über das Einströmrohr 4 die zur Oxidation des Klär schlammes und des Zusatzbrennstoffes notwendige Verbrennungsluft 19 über den Einströmquerschnitt 5 in die Verbrennungszone 6 des Gas-Feststoff-Diffusors mit einer Geschwindigkeit von ca. 50 m/s zugeführt. Im Gas-Feststoff-Diffusor 3 befindet sich inerter Feststoff 7, der durch die eintretende Verbrennungsluft in eine Zirkula tion versetzt wird.Sewage sludge 1 , which is obtained from the treatment of primarily municipal wastewater, is fed in via a sewage sludge pump 2 after mechanical predrying. This conveys the sewage sludge, which has a water content of approx. 78% and is heterogeneous in terms of its chemical composition and consistency, into the gas-solid diffuser 3 . The gas-solid diffuser 3 is from below through the inflow pipe 4, the necessary for the oxidation of the sewage sludge and the additional fuel combustion air 19 through the inflow cross section 5 into the combustion zone 6 of the gas-solid diffuser at a speed of about 50 m / s fed. In the gas-solid diffuser 3 there is inert solid 7 , which is put into a circulation by the incoming combustion air.

Der Klärschlamm wird über mehrere Aufgabestellen 8, die über den Umfang des Gas-Feststoff-Diffusors in einer Höhe gleichverteilt angeordnet sind, in den nach un ten zirkulierenden Feststoff aufgegeben und wandert mit diesem nach unten zum Einströmquerschnitt 5. Dabei vermischt sich der Klärschlamm mit dem Feststoff 7 und erfährt auf dem Weg zum Einströmquerschnitt 5 seine Aufbereitung. Gleichzeitig kann, entweder mit dem Klärschlamm oder über weitere Aufgabestellen 9 flüssiger oder fester Zusatzbrennstoff 10 im Bereich des nach unten wandernden Feststoffes 7 aufgegeben werden. Handelt es sich bei dem Zusatzbrennstoff um einen gasförmigen Brennstoff 11, so wird dieser in vorteilhafter Weise im Bereich des Einströmrohres über einen Stutzen 12 zugeführt. Nach dem Transport des Klär schlammes ,in den Einströmquerschnitt 5 und dessen gleichzeitiger Mischung mit flüssigen oder festen Zusatzbrennstoffen erfolgt in der Zone des pneumatischen Transports (Verbrennungszone 6) die oxidative Umsetzung der brennbaren Bestand teile und des Zusatzbrennstoffes. In dieser Zone erfolgt, bedingt durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit, eine intensive Verbrennung, die durch eine sehr gute Verbrennungsgüte charakterisiert ist.The sewage sludge is added via several feed points 8 , which are evenly distributed at a height over the circumference of the gas-solid diffuser, into the solid that circulates after un th and migrates with it down to the inflow cross section 5 . The sewage sludge mixes with the solid 7 and undergoes its treatment on the way to the inflow cross section 5 . At the same time, liquid or solid additional fuel 10 can be fed in with the sewage sludge or via further feed points 9 in the area of the solid 7 migrating downwards. If the additional fuel is a gaseous fuel 11 , it is advantageously supplied in the area of the inflow pipe via a nozzle 12 . After the transport of the sewage sludge, in the inflow cross-section 5 and its simultaneous mixing with liquid or solid additional fuels, the oxidative conversion of the combustible constituents and the additional fuel takes place in the zone of the pneumatic transport (combustion zone 6 ). In this zone, due to the high flow velocity, intensive combustion takes place, which is characterized by a very good combustion quality.

Die Verbrennung des Klärschlammes 1, die bei einer Temperatur von ca. 900°C durchgeführt wurde, ergab einen Restkohlenstoffgehalt von 0,4% in der anfallenden Asche. Kohlenmonoxid konnte im Rauchgas nicht nachgewiesen werden, obwohl die Luftüberschußzahl sehr gering war.The combustion of sewage sludge 1 , which was carried out at a temperature of approx. 900 ° C, resulted in a residual carbon content of 0.4% in the ash. Carbon monoxide could not be detected in the flue gas, although the excess air number was very low.

In der Trennzone 13 des Gas-Feststoff-Diffusors 3 rezirkulieren nicht verbrannte Klärschlammpartikel und der inerte Feststoff 7 in die Randbereiche und gelangen erneut in den Treibstrahl, wo die brennbaren Bestandteile erneut in der Verbren nungszone umgesetzt werden. Die entstehenden heißen Rauchgase verlassen den Gas-Feststoff-Diffusor 3 und gelangen über einen Rauchgaskanal in einen Wärmeübertrager 14, wo ein Teil des Rauchgasenthalpiestromes ausgekoppelt wird. Anschließend gelangt das Rauchgas in einen Abscheider 15, in dem die mit dem Rauchgasstrom ausgetragene Asche 16 abgetrennt wird. Anschließend wird das Rauchgas einer Reinigungsstufe 17 zugeführt. Der Gas-Feststoff-Diffusor 3 ist mit einer feuerfesten Ausmauerung versehen, die am Einströmquerschnitt 5 beginnt. Der konische Teil des Apparates hat einen Öffnungswinkel von 34°, im Ausführungsfall war er 3,5 m hoch. Der Einströmquerschnitt hat eine Fläche von 3,3·10^-3 m². In the separation zone 13 of the gas-solid diffuser 3, non-combusted sewage sludge particles and the inert solid 7 recirculate into the peripheral areas and come again into the propellant jet, where the combustible components are reacted again in the combustion zone. The resulting hot flue gases leave the gas-solid diffuser 3 and pass through a flue gas duct into a heat exchanger 14 , where part of the flue gas enthalpy flow is coupled out. The flue gas then passes into a separator 15 , in which the ash 16 discharged with the flue gas stream is separated. The flue gas is then fed to a cleaning stage 17 . The gas-solid diffuser 3 is provided with a refractory lining that begins at the inflow cross section 5 . The conical part of the apparatus has an opening angle of 34 °, in the case of execution it was 3.5 m high. The inflow cross section has an area of 3.3 · 10 ^-3 m ² .

1 Klärschlamm
2 Klärschlammpumpe
3 Gas-Feststoff-Diffusor
4 Einströmrohr
5 Einströmquerschnitt
6 Verbrennungszone
7 Feststoff
8 Aufgabestellen Klärschlamm
9 Aufgabestellen flüssiger und/oder fester Brennstoff
10 flüssiger oder fester Zusatzbrennstoff
11 gasförmiger Zusatzbrennstoff
12 Aufgabestelle für gasförmigen Zusatzbrennstoff
13 Trennzone
14 Wärmeübertrager
15 Abscheider
16 Asche
17 Gasreinigungsstufe
18 feuerfeste Ausmauerung
19 Verbrennungsluft
20 Verbrennungsluftgebläse
21 gereinigtes Rauchgas 1 sewage sludge
2 sewage sludge pump
3 gas-solid diffuser
4 inflow pipe
5 inflow cross section
6 combustion zone
7 solid
8 sewage sludge feed points
9 feed points liquid and / or solid fuel
10 liquid or solid additional fuel
11 gaseous additional fuel
12 Feed point for gaseous additional fuel
13 separation zone
14 heat exchangers
15 separators
16 ashes
17 gas cleaning stage
18 fireproof lining
19 Combustion air
20 combustion air blowers
21 cleaned flue gas

Literatur:Literature:

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Claims

1. Process for the oxidation of flammable constituents in aqueous sewage sludge in the presence of an inert solid which can be fluidized by means of combustion air in a jet layer, the solid being used as an ignition initial and the combustion air at a speed of 10 m / s-150 m / s centrally from below flows into a reaction chamber and the mixing, both with the solid as well as with the combustion air, as well as the drying and the combustion of the sewage sludge takes place in one stage, characterized in that in the area of the downward movement of the solid matter the sewage sludge ( 1 ) extends over the circumference of the reaction room is evenly distributed, is transported with the solid ( 7 ) down and mixes with it until the mixture of solid / sewage sludge gets into the upward combustion air stream ( 19 ) and is pneumatically transported by it and the combustible Components d it sewage sludge ( 1 ) are oxidatively converted and the reaction chamber of the gas-solid diffuser ( 3 ) has at least in its conical part a total opening angle between 30 ° -100 ° and the inflow cross-section is designed freely and without inflow floor.

2. The method according to claim 1, characterized in that a solid additive fuel ( 10 ) in the region of the downward solids flow is performed.

3. The method according to claim 1, characterized in that a gaseous additional fuel ( 11 ) is fed directly below the entry of the combustion air into the reaction chamber.

4. The method according to claim 1, characterized in that a liquid to set fuel ( 10 ) is either supplied in the region of the downwardly directed solid stream or is fed directly below the entry of the combustion air ( 19 ) into the reaction chamber of the latter.

5. The method according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the flue gas leaving the reaction chamber leads to waste heat recovery ( 14 ).

6. The method according to claim 2, 3, 4 or 5, characterized in that a Combination of additional fuels is used.

7. The device for the method according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6 with a lower conical, still expanding towards the top reaction chamber and an adjoining upward separation chamber, with a gas inlet opening arranged centrally below on the conical reaction chamber for the propellant jet , provided with devices for the supply of combustion air, additional fuels and aqueous sewage sludge, and with devices for flue gas removal and / or heat transfer which adjoin the upper end of the separation chamber, characterized in that:

- The conical reaction chamber of the gas-solid diffuser ( 3 ) is designed with an opening angle in the range from 30 ° to 100 °;
- At least two feeders ( 8 ) for sewage sludge near the top of the reaction chamber are evenly distributed over its circumference;
- The feed devices ( 8 ) for sewage sludge are dimensioned such that they feed an extrudate into the jet layer, the strand diameter of which is not larger than 10 times the grain size of the solid ( 7 ) in the jet layer;
- The spout in the reaction chamber consists of an inert solid ( 7 ) unitary grain in the range of 1 to 3 mm.

8. The device according to claim 7, characterized in that the inert solid ( 7 ) is sand.