DE4215530C2

DE4215530C2 - Verfahren zum Betrieb einer Anlage zum Trocknen von Faulschlamm und für das Verfahren geeignete Anlage

Info

Publication number: DE4215530C2
Application number: DE4215530A
Authority: DE
Original assignee: ENNING HANS JUERGEN 4350 RECKLINGHAUSEN DE
Current assignee: ENNING HANS JUERGEN 4350 RECKLINGHAUSEN DE
Priority date: 1992-03-05
Filing date: 1992-05-12
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2012-05-13
Also published as: DE4215530A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer An lage zum Trocknen von Faulschlamm, welche Anlage eine Trock nungskammer, zumindest einen Heizstrahler im oberen Bereich der Trocknungskammer für eine Strahlungstrocknung und zumin dest einen Schneckenförderer mit nach oben offener Förder rinne und Förderschnecke sowie einen Brüdenabzug aufweist, wobei der Heizstrahler oberhalb und längs der Förderrinne angeordnet ist und der Roh-Faulschlamm an einer Seite des Schneckenförderers mit einem Trockensubstanzgehalt von 15 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 25 Gew.-%, aufgegeben und von dem Schneckenförderer mit erhöhtem Trockensubstanz gehalt abgegeben wird. Die Trocknungskammer ist mit einem Brüdenabzug versehen. Die Erfindung betrifft fernerhin eine Anlage für die Durchführung eines solchen Verfahrens. - Roh- Faulschlamm bezeichnet im Rahmen der Erfindung ausgefaulten Überschußschlamm aus biologischen Abwasserreinigungsanlagen. Die Ausfaulung des Überschußschlammes geschieht in besonde ren Anlagen, die mit Faultürmen ausgerüstet sind. Der Roh-Faulschlamm wird im allgemeinen, ehe er den erfindungs gemäßen Maßnahmen unterworfen wird, getrocknet, so daß der Trockensubstanzgehalt in dem angegebenen Bereich liegt.

Bei den bekannten Maßnahmen, von denen die Erfindung ausgeht (EP 0 386 274 A1) arbeitet die Förderschnecke des Schnecken förderers in einer offenen Förderrinne. Die Förderschnecke besitzt eine geschlossene Förderfläche, die als Wendelfläche ausgeführt ist. Über der offenen Förderrinne sind mehrere Heizstrahler gereiht angeordnet. Geschlossene, rohrförmige Förderrinnen, in denen ebenfalls Förderschnecken mit ge schlossener Förderfläche arbeiten, sind angeschlossen. In diesen erfolgt eine weitere indirekte Trocknung mit Heiß luft, die mit Hilfe der Heizstrahler, in denen Gas oder Öl verbrannt wird, erzeugt wird. In bezug auf die Behandlung des Roh-Faulschlammes in einer offenen Förderrinne einer seits, in bezug auf die anschließende Behandlung in der ge schlossenen, rohrförmigen Förderrinne andererseits, arbeitet das bekannte Verfahren zweistufig. Im Bereich der offenen Förderrinne mit den gereihten Heizstrahlern ist eine stufen weise unterschiedliche Behandlung nicht eingerichtet. Ent sprechendes gilt für die zu diesem Verfahren gehörende An lage. Das technische Problem, welches durch die bekannten Maßnahmen gelöst werden soll, lautet, die Trocknung von Klärschlamm und auch Roh-Faulschlamm so zu führen, daß kein mit Schadstoffen beladenes Abgas und kein schadstoffhaltiges Kondensat anfallen. Mit einem anderen technischen Problem, welches daraus resultiert, daß der Roh-Faulschlamm bei einer solchen Behandlung eine Leimphase ausbildet, die die be schriebenen Fördermaßnahmen erheblich, bis zum Versagen der Schneckenförderung stören, befassen sich die bekannten Maßnahmen nicht. Andererseits ist es allgemein bekannt, beim Trocknen von Klärschlamm und auch Roh-Faulschlamm eine störende Leimphase durch Beimischungen zu unterdrücken, die den Trockensubstanzgehalt erhöhen. Dabei kann es sich um die Beimischung von Fremdstoffen handeln. Es ist aber auch be kannt und üblich, den getrockneten Schlamm selbst zurück zuführen. Dadurch wird das Volumen des in der Leimphase ent stehenden Leimes soweit reduziert, daß die Förderfähigkeit mit einem Schneckenförderer, der eine geschlossene Förder schnecke aufweist, erhalten bleibt. Die Beimischung der Fremdstoffe und/oder des getrockneten Schlammes selbst muß sehr homogen erfolgen und ist betriebsmäßig entsprechend aufwendig, zumal eine betriebsmäßige Anpassung an die Prove nienz des Roh-Faulschlammes erforderlich ist. Um die be schriebenen Probleme zu minimieren, ist es bekannt, für die Trocknung des Klärschlammes bzw. des Roh-Faulschlammes nicht Schneckenförderer, sondern andere Apparate, zum Beispiel Trommeltrockner oder Scheibentrockner einzusetzen. - Analog liegen die Verhältnisse bei ähnlichen Maßnahmen (G 88 16 171.4 U1 und G 89 08 363.6 U1). Hier findet eine Strahlungstrocknung in einem Schneckenförderer mit beheiz ter, offener Förderrinne statt. Die Strahlungstrocknung er folgt einstufig. Die Förderschnecke besitzt eine geschlosse ne Förderfläche. Maßnahmen zur Unterdrückung oder Reduzie rung der Probleme, die aus Leimphasenbildung entstehen, werden nicht durchgeführt.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, die Trocknung von Roh-Faulschlamm weniger aufwendig als eingangs beschrieben und ohne Störung durch Ausbildung einer Leim phase durchzuführen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegen stand der Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Anlage zum Trocknen von Faulschlamm, welche Anlage eine Trocknungs kammer, zumindest einen Heizstrahler im oberen Bereich der Trocknungskammer für eine Strahlungstrocknung und
zumindest einen Schneckenförderer mit nach oben offener Förderrinne und Förderschnecke sowie einen Brüdenabzug
aufweist, wobei der Heizstrahler oberhalb und längs der Förderrinne angeordnet ist und der Roh-Faulschlamm an einer Seite dem Schneckenförderer mit einem Trockensubstanzgehalt von 15 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise etwa 25 Gew.-%, aufge geben wird sowie von dem Schneckenförderer mit erhöhtem Trockensubstanzgehalt abgegeben wird, und wobei die Kombina tion der folgenden Merkmale verwirklicht wird:

a) Die Strahlungstrocknung erfolgt in einem Schnecken förderer mit offener, schraubenwendelförmiger Förderschnecke,
b) die Strahlungstrocknung in dem Schneckenförderer wird in zumindest zwei Zonen durchgeführt,
c) in der ersten Zone werden längs des Förderweges des Schneckenförderers eine Erhitzung sowie eine damit verbundene thermische Trocknung des Roh-Faul schlammes bis zum Beginn der Leimphase durchge führt,
d) die Behandlungsstufe der zweiten Zone wird einge leitet, wenn die Temperatur des Roh-Faulschlammes auf seinem Weg durch die Trocknungskammer auf über 100°C ansteigt oder gerade angestiegen ist,
e) die Fördergeschwindigkeit, das Volumen des Roh- Faulschlammes und die Strahlungsintensität der Strahlungstrocknung werden in der Behandlungsstufe der zweiten Zone so eingerichtet, da die ent stehende Leimphase in der zweiten Zone in schneckenförderfähige Konglomerate zerfällt,

wobei die Konglomerate aus der Förderrinne ausgetragen wer den. - Leimphase bezeichnet im Rahmen der Erfindung gleich sam eine Phasenumbildung des in der ersten Zone vorgetrock neten Roh-Faulschlammes, der eine erdige bis krümelige Konsistenz aufweist, in einen pasteusen, hochviskosen Zu stand. Die Phasenumbildung führt jedoch im Rahmen der Erfin dung nicht zu Problemen. Es wird vielmehr die Leimphase fördertechnisch nicht durchfahren, sondern gleichsam über sprungen. Erfindungsgemäß wird dafür gesorgt, daß der gebildete Leim, gleichsam im Augenblick des Entstehens, ausgetrocknet wird. Das wird dadurch erreicht, daß die wesentlichen Betriebsparameter, nämlich die Fördergeschwin digkeit, das Volumen des Roh-Faulschlammes und die Strah lungsintensität der Strahlungstrocknung so eingerichtet werden, daß die entstehende Leimphase in der zweiten Zone in schneckenförderfähige Konglomerate zerfällt. Dabei wird die zweite Behandlungszone eingeleitet, wenn die Temperatur des Roh-Faulschlammes auf seinem Weg durch die Trocknungskammer auf über 100°C ansteigt oder gerade angestiegen ist. Dabei wird sichergestellt, daß die entstehende Leimphase von der Strahlungstrocknung ausreichend vollständig erfaßt wird und "die Förderung nicht verklebt". Hierzu wird erfindungsgemäß mit einem Schneckenförderer gearbeitet, der eine offene, schraubenwendelförmige Förderschnecke aufweist. Darunter wird eine Förderschnecke verstanden, deren Förderwerkzeug wie eine Schraubenwendel, aber nicht wie eine Schrauben fläche ausgeführt ist, und die eine durchgehende Welle nicht aufweist, bei der also die Schraubenwendel selbst das Dreh moment überträgt. Es ist eine Frage der Einstellung der Betriebsparameter, um optimierend zu erreichen, daß in der zweiten Zone die entstehende Leimphase in statu nascendi der konglomeratbildenden Strahlungstrocknung ausgesetzt wird und ihren hochviskosen förderungshemmenden Charakter sehr plötzlich verliert. Das kann schon zu Beginn der zweiten Zone geschehen. Ohne weiteres läßt sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine sehr hohe Fördergeschwin digkeit und im Ergebnis eine hohe Durchsatzleistung verwirk lichen.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Mög lichkeiten der weiteren Ausbildung des Verfahrens. So werden zweckmäßigerweise in der zweiten Zone die sich bildenden Konglomerate und die gebildeten Konglomerate einer Durch mischung unterworfen. Im Rahmen der Erfindung kann ohne Fremdstoffbeimischung gearbeitet werden und insbesondere auch ohne Trockengutrückführung.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird man im allgemeinen die schneckenförmigen Konglomerate in einem nachgeschalteten offenen Schneckenförderer und/oder auf einem Förderband einer weiteren Trocknung unterwerfen. In diesem Zusammenhang ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die schneckenförderfähigen Konglomerate in zumindest einen geschlossenen Schneckenförderer mit Schneckenförderzylinder eingeführt und in diesem einer zu sätzlichen Kontakttrocknung unterworfen werden, wobei der Schneckenförderer mit einem fluiden Wärmeträger beheizt wird und wobei auch dieser geschlossene Trockenförderer eine Einrichtung für den Brüdenabzug aufweist. Der Heizstrahler weist zumindest einen Brenner für Gas und/oder fossile Brennstoffe auf, mit der Abwärme kann eine Wärmeträger für die Beheizung des Schneckenförderers und/oder der offenen Förderrinne erwärmt werden. Man kann fernerhin eine Brüden kondensation durchführen und die dabei anfallende Konden sationswärme für die Beheizung verwenden.

Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, eine An lage für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens anzugeben. Gegenstand der Erfindung ist insoweit eine Anlage mit einer offenen Förderrinne und einer darin angeordneten Förderschnecke, einer Strahlungstrocknungseinrichtung mit zumindest einem Heizstrahler und einem nachgeschalteten Förderer, wobei die Förderschnecke offen und schrauben wendelförmig ist, wobei die Förderrinne eine erste Trock nungszone und eine zweite Trocknungszone aufweist, die über einen Bereich beginnender Leimphasenbildung ineinanderüber gehen, wobei die Fördergeschwindigkeit in der Förderrinne sowie die Strahlungstrocknungseinrichtung bezüglich der Strahlungsintensität so eingerichtet sind, daß die sich bildende Leimphase in Konglomerate zerfällt, die schnecken förderbar sind, und wobei der nachgeschaltete Förderer für die Nachtrocknung der Konglomerate eingerichtet ist. Der nachgeschaltete Förderer ist als Schneckenförderer mit ge schlossenem Förderschneckenzylinder und geschlossener Förderschnecke ausgebildet. Die offene Förderrinne und/oder der Schneckenzylinder sind zweckmäßigerweise zusätzlich, beispielsweise mit Abwärme aus dem beschriebenen Verfahren, beheizt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungstrocknungsvorrich tung in der ersten Trocknungszone einerseits, die in der zweiten Trocknungszone andererseits mit unterschiedlicher Strahlungsintensität betreibbar und entsprechend steuerbar und regelbar sind. Im Rahmen der Erfindung liegt es, eine Mehrzahl von offenen Förderrinnen sowie eine entsprechende Mehrzahl von nachgeschalteten Förderern parallel anzuordnen und zu betreiben.

Eine Anlage des vorstehend beschriebenen Aufbaus kann ohne meß- und steuerungstechnische Schwierigkeiten so betrieben werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren störungsfrei ab läuft. Dabei wird mit den Hilfsmitteln der modernen Antriebs- sowie Meß- und Regelungstechnik bzw. Steuerungs technik gearbeitet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher er läutert. Es zeigen

Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen Anlage,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch die offene Förderrinne mit darin ange ordneter Förderschnecke und

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 2.

Die in den Figuren dargestellte Anlage ist für die Durchfüh rung des vorstehend beschriebenen Verfahrens eingerichtet. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören eine offene Förderrinne 1 und eine darin angeordnete Förderschnecke 2, eine Strah lungstrocknungseinrichtung 3 mit zumindest einem Heizstrah ler und ein nachgeschalteter Förderer 4. Die Förderrinne 1 weist eine erste Trocknungszone 5 und eine zweite Trock nungszone 6 auf, die über einen Bereich 7 beginnender Leimphasenbildung ineinanderübergehen. Die Fördergeschwin digkeit in der Förderrinne 1 sowie die Strahlungstrocknungs einrichtung 3 bezüglich der Strahlungsintensität sind so eingerichtet, daß die sich bildende Leimphase in Konglome rate zerfällt, die schneckenförderbar sind. Der nur angedeu tete, nachgeschaltete Förderer 4 ist für die Nachtrocknung der Konglomerate eingerichtet.

Man erkannt aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2 und 3, daß die offene Förderrinne 1 eine offene schrauben wendelförmige Förderschnecke 2 aufweist. Der nachgeschaltete Förderer 4 könnte als Schneckenförderer mit geschlossenem Förderschneckenzylinder und geschlossener Förderschnecke ausgebildet sein. Die offene Förderschnecke und/oder der Schneckenzylinder des nachgeschalteten Förderers 4 sind zweckmäßigerweise zusätzlich durch ein fluides Medium be heizt.

Die Strahlungstrocknungseinrichtung 3 in der ersten Trock nungszone 5 einerseits, die in der zweiten Trocknungszone 6 andererseits, sind mit unterschiedlicher Strahlungsinten sität betreibbar und entsprechend steuerbar oder regelbar.

Man könnte eine Mehrzahl von nachgeschalteten Förderern 4 parallel anordnen und betreiben. Im Ergebnis wird die Strahlungstrocknung in der offenen Förderrinne 1 in zwei Zonen 5, 6 durchgeführt. In der ersten Zone 5 werden eine Erhitzung sowie eine damit verbundene thermische Trocknung des Roh-Faulschlammes bis zum Beginn der Bildung der Leimphasen durchgeführt, was im Bereich 7 geschieht. Die Behandlungsstufe der zweiten Zone 6 wird eingeleitet, wenn die Temperatur des Roh-Faulschlammes auf seinem Weg durch die Trocknungskammer auf über 100°C ansteigt oder gerade angestiegen ist. Die Fördergeschwindigkeit, das Volumen des Roh-Faulschlammes und die Strahlungsintensität der Strah lungstrocknung sind so eingerichtet, daß die entstehende Leimphase in der zweiten Zone 6 in schneckenförderfähige Konglomerate zerfällt. Die Konglomerate werden aus der offenen Förderrinne 1 ausgetragen. Sie können danach ohne weiteres z. B. in zumindest einen geschlossenem Schnecken förderer mit Schneckenförderzylinder als nachgeschalteten Förderer 4 eingeführt und in diesem einer zusätzlichen Kon takttrocknung unterworfen werden, wozu dieser Förderer 4 mit einem fluiden Wärmeträger beheizt wird und wobei auch dieser eine Einrichtung für den Brüdenabzug aufweist.

Arbeitet man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in der be schriebenen Anlage und bilden sich in der ersten Trock nungszone 5 und/oder in der zweiten Trocknungszone anstelle der Konglomerate ballförmige Körper aus einer erhärteten Schale und einem noch leimphasen Kern, so kann dieser nicht optimale Betriebszustand durch Änderung der Fördergeschwin digkeit in der Förderrinne, Änderung der Strahlungsintensi tät und/oder Änderung des Aufgabemengenstromes für den Roh-Faulschlamm überwunden werden.

Claims

1. Verfahren zum Betrieb einer Anlage zum Trocknen von Faulschlamm, welche Anlage
eine Trocknungskammer,
zumindest einen Heizstrahler im oberen Bereich der Trocknungskammer für eine Strahlungstrocknung und
zumindest einen Schneckenförderer mit nach oben offener Förderrinne und Förderschnecke sowie einen Brüdenabzug
aufweist, wobei der Heizstrahler oberhalb und längs der Förderrinne angeordnet ist und der Roh-Faulschlamm an einer Seite dem Schneckenförderer mit einem Trockensubstanzgehalt von 15 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise etwa 25 Gew.-%, auf gegeben wird sowie von dem Schneckenförderer mit erhöhtem Trockensubstanzgehalt abgegeben wird, und wobei die Kombi nation der folgenden Merkmale verwirklicht wird:

a) Die Strahlungstrocknung erfolgt in einem Schnecken förderer mit offener, schraubenwendelförmiger Förderschnecke,
b) die Strahlungstrocknung in dem Schneckenförderer wird in zumindest zwei Zonen durchgeführt,
c) in der ersten Zone werden längs des Förderweges des Schneckenförderers eine Erhitzung sowie eine damit verbundene thermische Trocknung des Roh-Faulschlam mes bis zum Beginn der Leimphase durchgeführt,
d) die Behandlungsstufe der zweiten Zone wird ein geleitet, wenn die Temperatur des Roh-Faulschlammes auf seinem Weg durch die Trocknungskammer auf über 100°C ansteigt oder gerade angestiegen ist,
e) die Fördergeschwindigkeit, das Volumen des Roh- Faulschlammes und die Strahlungsintensität der Strahlungstrocknung werden in der Behandlungsstufe der zweiten Zone so eingerichtet, daß die ent stehende Leimphase in der zweiten Zone in schneckenförderfähige Konglomerate zerfällt,

wobei die Konglomerate aus der Förderrinne ausgetragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in der zweiten Zone die sich bildenden Konglomerate und die Konglomerate einer Durchmischung unterworfen werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Roh-Faulschlamm ohne Fremdgutzuführung oder Trockengutrück führung behandelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die schneckenförderfähigen Konglomerate in einem nachgeschalte ten offenen Schneckenförderer und/oder auf einem Förderband einer weiteren Trocknung unterworfen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die schneckenförderfähigen Konglomerate in zumindest einen ge schlossenen Schneckenförderer mit Schneckenfördererzylinder eingeführt und in diesem einer zusätzlichen Kontakttrocknung unterworfen werden, wozu der Schneckenförderer mit einem fluiden Wärmeträger beheizt wird und wobei auch dieser geschlossene Schneckenförderer eine Einrichtung für einen Brüdenabzug aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Heizstrahler zumindest einen Brenner für Gas und/oder fossile Brennstoffe aufweist und mit dessen Abwärme ein Wärmeträger für die Beheizung des Schneckenförderers und/oder der offenen Förderrinne erwärmt wird.

7. Anlage für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, - mit
einer offenen Förderrinne (1) und einer darin angeordneten Förderschnecke (2),
einer Strahlungstrocknungseinrichtung (3) mit zu mindest einem Heizstrahler und
einem nachgeschalteten Förderer (4)
wobei die Förderschnecke offen und schraubenwendelförmig ist, wobei die Förderrinne (1) eine erste Trocknungszone (5) und eine zweite Trocknungszone (6) aufweist, die über einen Bereich (7) beginnender Bildung der Leimphase ineinander übergehen, wobei die Fördergeschwindigkeit in der Förder rinne (1) sowie die Strahlungstrocknungseinrichtung (3) bezüglich der Strahlungsintensität so eingerichtet sind, daß die sich bildende Leimphase in Konglomerate zerfällt, die schneckenförderbar sind und wobei der nachgeschalteten Förderer (4) für die Nachtrocknung der Konglomerate einge richtet ist.

8. Anlage nach Anspruch 7, wobei der nachgeschaltete Förderer (4) als Schneckenförderer mit geschlossenem Förder schneckenzylinder und geschlossener Förderschnecke ausge bildet ist.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die offene Förderrinne (1) und/oder der nachgeschaltete Förderer (4) beheizt sind.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Strahlungstrocknungseinrichtung (3) in der ersten Trocken zone (5) einerseits, in der zweiten Trockenzone (6) anderer seits mit unterschiedlicher Strahlungsintensität betreibbar sind.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei eine Mehrzahl von offenen Förderrinnen (1) sowie eine ent sprechende Mehrzahl von nachgeschalteten Förderern (4) parallel angeordnet und betreibbar sind.