DE4443482A1

DE4443482A1 - Verfahren zur Erzeugung von in der Baustoffindustrie verwertbarer Schlacke aus Klärschlamm

Info

Publication number: DE4443482A1
Application number: DE4443482A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Jungk; Dieter Dr Eidner; Wolfgang Dipl Ing Kadlubowski; Wilhelm Dipl Ing Mottitschka
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1994-12-07
Publication date: 1996-06-13

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von in der Baustoffin dustrie verwertbarer Schlacke aus Klärschlamm.

Zur thermischen Entsorgung von Klärschlamm stehen Verbrennungsverfah ren, die in der Kombination mit Trocknungsverfahren angewandt werden, zur Verfügung. Als Verbrennungsverfahren wird dabei vorrangig die Wir belschichtverbrennung mit nachgeschaltetem Dampferzeuger eingesetzt. Diese Prozeßstufe kann somit einer Trocknungsstufe gekoppelt werden, daß der im Dampferzeuger erzeugte Dampf zur Trocknung genutzt wird und die bei Trocknung anfallenden Brüden nach der Kondensation der Hauptmenge des Wasserdampfes in der Wirbelschichtfeuerung thermisch durch Verbren nung entsorgt werden.

Der generelle Nachteil dieser Verbrennungsverfahren besteht in den großen Rauchgasmengen und der damit verbundenen aufwendigen Rauchgasreini gung. Weitere Nachteile der Wirbelschichtfeuerung sind, daß Sand zum Aufbau des Wirbelbettes erforderlich ist und daß keine eluatsichere Einbin dung der im Klärschlamm vorhandenen Schwermetalle vorliegt.

Eine lau gungsresistente Schlacke ist erzeugbar, wenn die Verbrennung des getrock neten Klärschlammes in einem Schmelzzyklon nach der Patentbeschreibung P 37 29 210 durchgeführt wird. Eine solche Schlacke ist möglicherweise in der Baustoffindustrie einsetzbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren zu entwickeln, das die Erzeugung einer laugungsresistenten und damit in der Baustoffindustrie einsetzbaren Schlacke aus Klärschlamm ohne den An fall großer Abgasmengen, die mit großem Aufwand gereinigt werden müs sen, gestattet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mechanisch ent wässerter Klärschlamm in einem Konvektionstrockner getrocknet und nach Zerkleinerung in einem Schmelzzyklon mit Sauerstoff oder sauerstoffange reicherter Luft vergast wird, daß die im Schmelzzyklon aus der Klär schlammasche gebildete Schlacke im zum Schmelzzyklon gehörigen Unter ofen vom erzeugten Gas getrennt wird und aus diesem in ein Granuliergefäß abfließt, daß das im Unterofen abgetrennte Brenngas der Brennkammer des Konvektionstrockners zugeführt wird, in welcher die Umsetzung der brenn baren Komponenten dieses Gases mit dem Sauerstoff der im Konvektions trockner anfallenden und rückgeführten Brüden und bedarfsweise zugeführ ten Luft erfolgt, daß der Wärmeinhalt des in der Brennkammer erzeugten Verbrennungsgases im Konvektionstrockner zur Trocknung des Klär schlammes genutzt wird, und daß die im Konvektionstrockner gebildeten Brüden in einem Staubfilter entstaubt und nach Passieren eines Gebläses teils in die Brennkammer rückgeführt und teils einer thermischen Nachver brennung zugeführt werden. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfah rens sind:

- daß die mineralischen Bestandteile des Klärschlammes als auslaugungsre sistente Schlacke anfallen und damit in der Baustoffindustrie einsetzbar sind,
- daß die Zusammensetzung der Schlacke den Anforderungen der Baustoff industrie durch Zuführung von Zuschlagstoffen zum Schmelzzyklon an gepaßt werden kann,
- daß die thermische Behandlung des Klärschlammes unter reduzierenden Bedingungen erfolgt und damit eine Dioxin- und Furanbildung weitgehend ausgeschlossen ist,
- daß durch den Einsatz von Sauerstoff als Vergasungsmittel im Schmelz zyklon die anfallende Brenngasmenge und auch der Aufwand zu ihrer Reinigung gering bleibt,
- daß unter den Bedingungen des Schmelzzyklons flüchtige Schwermetalle im Konvektionstrockner wieder am Klärschlamm abgeschieden und damit in den Schmelzzyklon rückgeführt werden,
- daß die thermisch zu entsorgende Brüdenmenge durch die Rückführung von Brüden in die Brennkammer gering gehalten werden kann.

Nachstehend wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Fließschemas ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Dem Schmelzzyklon (2) wird aus einem Zwischenbunker (1) getrockneter und zerkleinerter Klärschlamm und über die Leitung (10) Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft zugeführt. Im Schmelzzyklon erfolgt bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes der mineralischen Bestandteile des Klär schlammes die Vergasung der organischen Bestandteile des Klärschlammes. Die sich dabei bildende Schlacke läuft als Film an der Innenwand des senk recht stehenden Schmelzzyklons (2) ab und gelangt über ein Verbindungs stück gemeinsam mit dem erzeugten Gas in den unterhalb des Schmelzzyklons (2) angeordneten Unterofens (3). In diesem Unterofen (3) trennt sich die Schlacke vom Brenngas und bildet ein Schlackebad, aus dem sie diskon tinuierlich oder kontinuierlich einer Granuliervorrichtung zugeführt wird. Der Schmelzzyklon (2) ist wassergekühlt ausgeführt. Die Abführung der an das Kühlwasser übertragenen Wärme erfolgt über das Kühlsystem (14). Aus dem Unterofen (3) strömt das Brenngas in die Brennkammer (4). In dieser Brennkammer (4), die mit einer Stützfeuerung ausgestattet sein kann, er folgt die Umsetzung der brennbaren Bestandteile des Brenngases mit dem Sauerstoff der über die Leitung (11) rückgeführten Brüden bzw. über Lei tung (12) zugeführter Luft zu Verbrennungsgas. Der Wärmeinhalt des in der Brennkammer (4) gebildeten heißen Verbrennungsgases dient im Kon vektionstrockner (5) als Wärmeträger. Die aus dem abgekühlten Verbren nungsgas und dem durch Verdampfung des Wassers des Klärschlammes gebildeten Brüden werden im Staubfilter (6) entstaubt und nach der Verdich tung in einem Gebläse (7) in die Brennkammer zurückgeführt bzw. der thermischen Nachverbrennung (9) zugeführt. Die thermische Nachverbren nung arbeitet regenerativ mit Erdgas, das über die Leitung (13) zugeführt wird, als Zusatzbrennstoff.

Der aus dem Konvektionstrockner (5) ausgetragene Klärschlamm wird in einer Siebhammermühle (8) zerkleinert und gemeinsam mit dem im Staub abscheider (6) abgeschiedenen Staub dem Zwischenbunker (1) zugeführt.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung von in der Baustoffindustrie verwertbarer Schlacke aus Klärschlamm, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Konvektionstrockner (5) getrockneter und in einer Mühle (8) zerklei nerter Klärschlamm in einem Schmelzzyklon (2) mit Sauerstoff oder mit sauerstoffangereicherter Luft vergast wird, daß die gebildete Schlacke im Unterofen (3) des Schmelzzyklons vom Brenngas getrennt wird, daß das Brenngas der Brennkammer (4) des Konvektionstrock ners zugeführt wird, daß der Brennkammer (4) gleichfalls Luft und rückgeführte Brüden des Konvektionstrockners (5) zugeführt werden, daß das in der Brennkammer (4) gebildete Verbrennungsgas dem Kon vektionstrockner (5) als Wärmeträger zugeführt wird, daß die im Kon vektionstrockner (5) gebildeten staubhaltigen Brüden in einem Staubfil ter (6) entstaubt werden, daß nach Passieren eines Gebläses (7) ein Teil der Brüden in die Brennkammer (4) rückgeführt und daß der Brüden überschuß in einer thermischen Nachverbrennung (9) mit regenerativer Nutzung der Abwärme entsorgt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schmelzzyklon (2) zusätzlich ein Brennstoff in Form von Gas, Feststoff oder als Flüssigkeit zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schmelzzyklon (2) zusätzlich ein Zuschlagstoff zugeführt wird, der die Eigenschaften der Schlacke hinsichtlich des Einsatzes in der Baustoff industrie oder der eluatsicheren Einbindung der Schwermetalle verbes sert.