DE4431564A1 - Verfahren und anlagentechnische Schaltung zur Trocknung und Verbrennung von Klärschlamm - Google Patents
Verfahren und anlagentechnische Schaltung zur Trocknung und Verbrennung von KlärschlammInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörige
anlagentechnische Schaltung zur Trocknung und Verbrennung
von Klärschlamm, wobei der Klärschlamm entwässert und getrocknet
wird.
Durch die ständig steigenden Anforderungen an die Abwasserreinigung
erhöht sich die Menge an Klärschlamm. Im
Jahre 2000 ist von ca. 3,3 Mill. Tonnen Trockensubstanz
auszugehen, die entsorgt bzw. verwertet werden müssen.
Eine Deponierung wird für die Zukunft aus zwei Gründen
schwieriger. Erstens wird die Schaffung von genügend
Deponieraum immer problematischer und zweitens wird die
Ablagerung organischer Substanzen nach Einführung der TA
Siedlungsabfall immer mehr eingeschränkt.
Die Akzeptanz für eine landwirtschaftliche Nutzung ist
auf Grund der Schadstoffgehalte kaum gegeben. Für diese
Art der Verwertung kommen somit nur wenig belastete Klärschlämme
in Frage. Als einzige Alternative besteht nur
die thermische Verbrennung.
Zur thermischen Verwertung von Klärschlämmen sind eine
Vielzahl von Verfahren entwickelt worden, bei denen die
Klärschlämme nach einer Trocknung verbrannt werden. Die
dabei entstandene Abwärme wird teilweise zur Gewinnung
von Nutzenergie und teilweise zur Trocknung des Klärschlammes
verwendet.
Diese Verfahren haben den Nachteil, daß bei der Schlammtrocknung
geruchsbelästigende Brüden entstehen, deren Geruchsstoffe
kostenaufwendig beseitigt werden müssen.
Aus der DE 42 17 729 ist bekannt, daß die Klärschlämme
nach einer mechanischen Entwässerung und anschließender
thermischen Trocknung aufgemahlen werden und danach in
einem Reaktor pulsierend verbrannt werden. Dabei wird ein
Teil der thermisch getrockneten Abfallstoffe mit einer
Korngröße <1 mm als Rückführgut dem Prozeß nach der
mechanischen Entwässerung wieder aufgegeben.
Nachteilig hierbei ist, daß thermisch getrocknete Abfallstoffe
vor ihrer Verbrennung aufgemahlen werden
müssen, wodurch der apparatetechnische Aufwand vergrößert
wird.
Gemäß der DE 23 30 127 wird ein Verfahren zum Trocknen
und anschließenden Verbrennen von Schlamm beschrieben das
dadurch gekennzeichnet ist, daß das Wasser des Schlammes
unter direkter oder indirekter Ausnutzung der Rauchgaswärme
vor der Verbrennungsstelle vollständig verdampft
und der dabei anfallende aufgeheizte Trockenanteil des
Schlammes gleichzeitig auf Staubfeinheit zerkleinert
wird, daß daraufhin das staubförmige Trockengut des
Schlammes von den Brüden getrennt, mittels eines Teils
der Verbrennungsluft der Verbrennungsstelle zugeführt und
dort unter Zuführung des restlichen Teiles der Verbrennungsluft
verbrannt wird und daß ein Teil der vom staubförmigen
Trockengut befreiten Brüden der Verbrennungsstelle
zur Abkühlung der Rauchgase oder als Brennluft zugeführt
wird. Die dazugehörige Vorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, daß einem kombinierten Schlammtrocknungs-
und Zerkleinerungsapparat ein Brüdenentstauber und eine
mit diesem über eine Brüdenabzweigleitung verbundene
Staubfeuerung nachgeschaltet ist. Die Staubfeuerung ist
über eine Rauchgasleitung, mit nachgeschalteten Rauchgasreiniger,
mit dem Schlammtrocknungs- und Zerkleinerungsapparat
verbunden.
Nachteilig bei dieser Anlage ist der hohe gerätetechnische
Aufwand zur gleichzeitigen Trocknung und Zerkleinerung
des aufgegebenen Schlammes sowie der hohe Aufwand
zur Verbrennung des getrockneten und zerkleinerten
Schlammes in einem Brennaggregat. Ein weiterer Nachteil
dieses Verfahrens ist, daß die Verbrennungsgase direkt
für die Trocknung des Materials verwendet werden. Dadurch
gelangen die mit Verunreinigungen versehenen Abgase in
den Dampfkreislauf aus dem sie dann wieder entfernt
werden müssen.
Aus der PCT-Anmeldung WO 93/00562 ist bekannt, Dünnschlamm
in einem kombinierten Zentrifugier- und Trocknungsverfahren
mechanisch zu entwässern und zu trocknen.
Der getrocknete Schlamm besitzt eine feinkörnige Struktur
mit mittlerem Granulatdurchmesser von ca. 1,5 mm.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren
und die dazugehörige anlagentechnische Schaltung zur
Trocknung und Verbrennung von Schlämmen, insbesondere von
Klärschlämmen, zu entwickeln, bei dem mit geringen apparatetechnischen
Aufwand und unter Reduzierung der Energiekosten
sowie ohne zusätzliche Belastung der Umwelt
eine vollständige Verbrennung der organischen Schad- und
Geruchsstoffe bei einer lufttechnischen Trennung des
Trocknerkreislaufes vom Heizkreislauf der Verbrennung
erfolgt.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung verfahrensmäßig mit
den Maßnahmen des Anspruches 1 und vorrichtungsmäßig mit
den Maßnahmen des Anspruches 3 gelöst. In den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
angegeben.
Erfindungsgemäß wird der in einer an sich bekannten
Verfahrensstufe mittels eines Zentrifugaltrockners mechanisch
entwässerte und getrocknete Dünnschlamm ohne
Zwischenzerkleinerung dosiert einer pulsierenden Verbrennung
zugeführt. In dem Pulsationsreaktor erfolgt bei Temperaturen
von über 850°C bei einer Verweilzeit im Sekundenbereich
die nahezu vollständige Verbrennung der organischen
Schad- und Geruchsstoffe des getrockneten Schlammes.
Die bei der Verbrennung entstehende Wärmeenergie der
Abgase der pulsierenden Verbrennung wird durch indirekten
Wärmetausch der kombinierten Entwässerungs- und Trocknungsstufe
als Trocknungsenergie zugeführt, während ein
Teil der Trocknungsgase nach Abscheidung der aufgenommenen
Wassermenge dem Pulsationsreaktor als Verbrennungsluft
zugeführt wird.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der
Vorrichtung bestehen darin, daß mit geringem gerätetechnischen
Aufwand eine komplexe Trocknung und Verbrennung
von Dünnschlamm, insbesondere von Klärschlamm, erfolgen
kann. Dabei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß
das in einem Zentrifugaltrockner entwässerte und getrocknete
Material ohne zusätzliche Aufbereitung einer pulsierenden
Verbrennung zugeführt werden kann. Die bei der
Verbrennung anfallenden Aschen und die nach der Rauchgaswäsche
abgeführten Rauchgase erfüllen die Anforderungen
des Umweltschutzes, so daß eine Gefährdung der Umwelt
vermieden wird. Durch die hohen Temperaturen im Pulsationsreaktor
erfolgt eine vollständige Verbrennung der
organischen Schad- und Geruchsstoffe mit geringem Ascheanfall
der problemlos deponiert werden kann. Schwermetalle
werden immobil in der Asche eingelagert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß
keine zusätzlichen Aggregate zur Aufbereitung des getrockneten
Schlammes für die nachfolgende Verbrennung benötigt
werden. Das hat zur Folge, daß die Kosten der
Anlage verringert werden.
Die lufttechnische Trennung des Trocknerkreislaufes von
dem Heizkreislauf zur Verbrennung des Trockengutes hat
den Vorteil, daß bei Nutzung der Wärmeenergie der pulsierenden
Verbrennung für die Trocknung eine Verunreinigung
des Dampfkreislaufes mit den Abgasen der Verbrennung vermieden
wird.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung ist die
erfindungsgemäße anlagentechnische Schaltung zur Trocknung
und Verbrennung von Klärschlamm dargestellt.
Der zu trocknende und zu verbrennende Klärschlamm wird
als Dünnschlamm einem an sich bekannten Zentrifugaltrockner
1 aufgegeben, in dem eine kombinierte mechanische
Entwässerung und Trocknung des Dünnschlammes erfolgt. Der
über die Umluftleitung 15 zugeführte Heißluftstrom trocknet
den Schlamm auf ein Trockengehalt von etwa 85%, wobei
der getrocknete Schlamm eine feinkörnige Struktur besitzt.
Das getrocknete feinkörnige Material wird mit der Trocknungsluft
über eine Leitung 2 aus dem Zentrifugaltrockner
1 ausgetragen und einem Zyklonabscheider 3 zugeführt. In
dem Zyklonabscheider 3 erfolgt eine Trennung des Trockengutes
von den Brüden, wobei ein Teil der über die Leitung
5 abgeführten Brüden dem Wärmetauscher 6 und der andere
Teil dem Kondensastor 7 zugeführt wird.
Über eine Materialleitung 4 und einem Silo 10 wird das
Trockengut aus dem Zyklon 3 dosiert ohne zusätzliche
Zwischenzerkleinerung einem Pulsationsreaktor 13 zur Verbrennung
aufgegeben.
Bekannterweise besteht der Pulsationsreaktor 13 aus einer
konischen Brennkammer mit anschließenden axial aus der
Brennkammer austretendem Resonanzrohr. Auf der Eintrittsseite
ist die Brennkammer mit aerodynamischen Ventilen
versehen, die es gestatten, die Verbrennungsluft periodisch
eintreten zu lassen. Das eintretende Material-Luft-Gemisch
wird gezündet und verbrennt explosionsartig,
wobei auf Grund des eintrittsseitigen Abschlusses die Ausbreitung
der Druckwelle nur in Richtung Resonanzrohr
erfolgen kann. Der sich beschleunigende Austritt der Verbrennungsgase
aus der Brennkammer bedingt auf Grund
ihrer Trägheit einen Unterdruck, so daß in diesem Zeitraum
das neue Gemisch eintreten kann. Dieses entzündet
sich durch Verdichtung wiederum explosionsartig von
selbst, strömt mit hoher Geschwindigkeit in das Resonanzrohr
und erzeugt dort eine hohe Turbulenzanfachung der Gasströmung.
Bei Temperaturen über 850°C und Verweilzeiten im Sekundenbereich
erfolgt eine pulsierende Verbrennung des
Trockengutes. Dabei werden die organischen Schad- und
Geruchsstoffe des getrockneten Klärschlammes nahezu vollständig
verbrannt. Die im getrockneten Klärschlamm vorhandenen
Schwermetalle werden immobil in der Asche eingelagert.
In den Zyklonabscheider 11 erfolgt eine Trennung der
bei der Pulsationsverbrennung entstehenden Aschen von
den heißen Abgasen. Die abgeschiedene Asche wird über
eine Materialleitung 12 einer Ascheverladestation und die
heißen Abgase einem Wärmetauscher 6 zugeführt.
Der Hauptanteil der in den Zyklonabscheider 3 abgetrennten
Brüden durchströmt den Wärmetauscher 6. Hier wird die
für den Trocknungsprozeß notwendige Energie in das Dampf-Luftgemisch
(Brüden) indirekt durch die heißen Abgase aus
dem Pulsationsreaktor 13 eingebracht. Das heiße Dampf-Luftgemisch
wird, wie oben beschrieben, über die Umluftleitung
15 dem Zentrifugaltrockner 1 zugeführt. Die im
Wärmetauscher 6 abgekühlten Verbrennungsgase gelangen
über eine Abgasleitung 14 zum Abgasreiniger 8, wo sie
von den Schadstoffen gereinigt werden.
Der andere Teil der im Zyklonabscheider 3 abgeschiedenen
Brüden wird einem Kondensator 7 zugeführt, in dem die
aufgenommene Wassermenge abgeschieden wird. Dieser Teil
der Luft wird über die Teilgasleitung 9 dem Pulsationsreaktor
13 als Verbrennungsluft zugeführt. Ein möglicher
Überschußanteil kann dem Abgasreiniger 8 zugeführt werden.
Entsprechend den Verbrennungsverhältnissen kann dem Pulsationsreaktor
13 zusätzlich Frischluft 16 beigemischt
werden. Die für die Verbrennung des getrockneten Schlammes
benötigte Brennstoffenergie wird teilweise oder vollständig
durch den Klärschlamm selbst geliefert.
Bezugszeichenliste:
1 Zentrifugaltrockner
2 Leitung
3 Zyklonabscheider
4 Materialleitung
5 Leitung
6 Wärmetauscher
7 Brüdenkondensator
8 Abgasreiniger
9 Teilgasleitung
10 Silo
11 Zyklonabscheider
12 Materialleitung
13 Pulsationsreaktor
14 Abgasleitung
15 Umluftleitung
16 Frischluft
2 Leitung
3 Zyklonabscheider
4 Materialleitung
5 Leitung
6 Wärmetauscher
7 Brüdenkondensator
8 Abgasreiniger
9 Teilgasleitung
10 Silo
11 Zyklonabscheider
12 Materialleitung
13 Pulsationsreaktor
14 Abgasleitung
15 Umluftleitung
16 Frischluft
Claims (3)
1. Verfahren zur Trocknung und Verbrennung von Klärschlamm,
wobei der Klärschlamm entwässert und getrocknet,
danach die Brüden von dem Trockengut getrennt und
das Trockengut einem Silo aufgegeben wird, gekennzeichnet
dadurch, daß das unmittelbar am Austrag einer Entwässerungszentrifuge
durch heiße Trocknungsluft getrocknete
Trockengut ohne weitere Zwischenzerkleinerung dosiert einer
pulsierenden Verbrennung zugeführt, bei Temperaturen
über 850°C und Verweilzeiten im Sekundenbereich die organischen
Schad- und Geruchsstoffe nahezu vollständig verbrannt
werden, und daß die Wärmeenergie der Abgase der
pulsierenden Verbrennung durch indirekten Wärmetausch als
Trocknungsenergie verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß
ein Teil der Brüden nach Abscheidung des Kondensats der
pulsierenden Verbrennung als Verbrennungsluft zugeführt
wird.
3. Anlagentechnische Schaltung zur Trocknung und Verbrennung
von Klärschlamm, unter Verwendung eines kombinierten
Zentrifugaltrockners mit nachgeschaltetem Zyklonabscheider
zur Abscheidung des Trockengutes, gekennzeichnet
dadurch, daß dem Zyklonabscheider (3) materialseitig ein
Silo (10) und ein Pulsationsreaktor (13) nachgeschaltet
sind, der Pulsationsreaktor (13) über eine Material-Gasleitung
mit einem Zyklonabscheider (11) verbunden ist,
und daß der Zyklonabscheider (3) gasseitig mit einem
Brüdenkondensator (7) und einem Wärmetauscher (6), in dem
die Abgasleitung des Zyklonabscheiders (11) mündet, verbunden
ist, und daß der Brüdenkondensator (7) über eine
Teilgasleitung (9) mit dem Pulsationsreaktor (13) und der
Wärmetauscher (6) über eine Umluftleitung (15) mit dem
Zentrifugaltrockner (1) verbunden ist, und daß eine
Abgasleitung des dem Pulsationsreaktors (13) nachgeschalteten
Zyklons (11) in den Wärmetauscher (6) mündet.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19944431564 DE4431564A1 (de) | 1994-07-13 | 1994-09-05 | Verfahren und anlagentechnische Schaltung zur Trocknung und Verbrennung von Klärschlamm |
EP95109883A EP0692679A3 (de) | 1994-07-13 | 1995-06-24 | Verfahren und anlagentechnische Schaltung zur Trocknung und Verbrennung von Klärschlamm |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4424653 | 1994-07-13 | ||
DE19944431564 DE4431564A1 (de) | 1994-07-13 | 1994-09-05 | Verfahren und anlagentechnische Schaltung zur Trocknung und Verbrennung von Klärschlamm |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4431564A1 true DE4431564A1 (de) | 1996-01-18 |
Family
ID=6523004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19944431564 Withdrawn DE4431564A1 (de) | 1994-07-13 | 1994-09-05 | Verfahren und anlagentechnische Schaltung zur Trocknung und Verbrennung von Klärschlamm |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4431564A1 (de) |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |