DE8816171U1 - Device for drying sludge - Google Patents
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Description
Beschreibung:Description:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Schlamm, insbesondere Klär- oder Faulschlamm, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for drying sludge, in particular sewage or digested sludge, according to the preamble of claim 1.
In Kläranlagen fallen Klär- bzw. Faulschlämme mit hoher Schadstoffbeladung und großem Nassergehalt an und müssen deshalb für die Deponie vorbereitet werden. Dazu sind die Schlämme zunächst zu entwässern, wofür nach dem Stand der Technik mechanische und/oder chemische Verfahren eingesetzt werden, und zu trocknen, wobei flüchtige Schadstoffe ausgetrieben, aufgefangen und unschädlich gemacht sowie enthaltene Kohlenwasserstoffe in eine für die Deponierung geeignete Form übergeführt werden müssen. Die trockenen Feststoffe werden dann zur weiteren Behandlung in die Kläranlage rücVgeführt, verbrannt, deponiert oder anderweitig verwende t. Sewage treatment plants produce sewage or digested sludge with a high pollutant load and a high moisture content and therefore must be prepared for landfilling. To do this, the sludge must first be dewatered, using state-of-the-art mechanical and/or chemical processes, and dried, whereby volatile pollutants must be expelled, captured and rendered harmless, and the hydrocarbons contained must be converted into a form suitable for landfilling. The dry solids are then returned to the sewage treatment plant for further treatment, incinerated, landfilled or used in another way .
Die anfallenden Kondensate werden analysiert, neutralisiert, entgiftet und schließlich in den Wasserkreislauf eingeführt. The resulting condensates are analyzed, neutralized, detoxified and finally introduced into the water cycle .
Die Schadgase werden einer thermischen Nachverbrennung zugeführt, wobei die Kohlenstoffverbindungen verbrannt und die möglicherweise vorhandenen Gifte, insbesondere Dioxine, zersetzt werden.The harmful gases are fed into a thermal afterburner, where the carbon compounds are burned and any poisons that may be present, especially dioxins, are decomposed.
Der Stand der Technik zeigt eine Vielzahl von Konstruktionen und Verfahren zur Lösung diese» Probleme. Gerade di« Vielzahl der bekannten Vorschläge zeigt jedoch, daß die mit der Schlammtrocknung verbundenen Probleme bisher nicht gelöst werden konnten. Teilweise sind die bekannten Vorrichtungen sehr aufwendig, beispielsweise durch die Verwendung von Hochdruck-Autoklaven, von Wirbelschichtbrennern und dergleichen, teilweise sind sie ni<~ht in der Lage, die enthaltenen Schadstoffe, insbesondere Dioxine, The state of the art shows a large number of designs and methods for solving these problems. However, it is precisely the large number of known proposals that shows that the problems associated with sludge drying have not yet been solved. Some of the known devices are very complex, for example due to the use of high-pressure autoclaves, fluidized bed burners and the like, and some are not able to remove the pollutants contained in them, especially dioxins.
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wirksam zu zersetzen, teilweise arbeiten sie wenig wirtschaftlich.to decompose effectively, sometimes they are not very economical.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Anlagen besteht darin, daß sie stationär sind, so daß der Schlamm, insbesondere Klär- und Faulschlamm, von den Kläranlagen zur Trocknungsanlage gebracht werden muß, was jedoch wegen des hohen Hassergehalts der Klärschlämme unwirtschaftlich ist.A further disadvantage of the known plants is that they are stationary, so that the sludge, especially sewage and digested sludge, has to be brought from the sewage treatment plants to the drying plant, which is, however, uneconomical due to the high sludge content of the sewage sludge.
Es sei darauf hingewiesen, daß unter dem Begriff "Schlamm" nicht nur Klär-- und Faulschlämme, sondern auch kontaminiertes Erdreich zu verstehen ist, wie es beispielsweise nach einem Chemieunfall, Ölunfall und dergleichen abgetragen wird. Besonders in diesen Fällen zeigen sich die mit der ortsfesten Einrichtung der bekannten Anlagen verbundenen Nachteile.It should be noted that the term "sludge" does not only refer to sewage and digested sludge, but also to contaminated soil, such as that removed after a chemical accident, oil spill, etc. It is particularly in these cases that the disadvantages associated with the fixed installation of the known systems become apparent.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schiammtrocknungsanlage der eingangs genannten Art anzugeben, die eine hochwirkeame Trocknung und insbesondere Entgiftung von Schlamm ermöglicht, mit hohem Wirkungegrad arbeitet und insbesondere sehr kompakt aufzubauen ist.The present invention is based on the object of specifying a sludge drying system of the type mentioned at the beginning, which enables highly effective drying and in particular detoxification of sludge, works with a high degree of efficiency and in particular is very compact in design.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung der gattungegemäßen Art mit Merkmalen gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1.This object is achieved by a device of the generic type with features according to the characterizing part of claim 1.
Durch die Verwendung flächenhafter Hochtemperaturbrenner zum Beheizen des im offenen Trog befindlichen Schlamms kann in kürzester Zeit sehr viel Wärme durch Strahlung und Konvektion übertragen werden, so daß Temperaturen erreicht werden, bei denen nicht nur Wasser, sondern auch höhersiedende Stoffe, insbesondere Kohlenwasserstoffe, verdampfen. Dies wird unterstützt durch die mit der Schneckenbewegung verbundene ständige Umwälzung des Schlamms, der dabei gleichsam gewalkt und geknetet wird, soBy using flat high-temperature burners to heat the sludge in the open trough, a great deal of heat can be transferred by radiation and convection in a very short time, so that temperatures are reached at which not only water but also higher-boiling substances, especially hydrocarbons, evaporate. This is supported by the constant circulation of the sludge associated with the screw movement, which is thereby rolled and kneaded, so that
daß die bei der herkömmlichen Beheizung immer wieder zu beobachtende Verzögerung bei der Verdampfung nicht auftraten kann. Unterstützt wird dies zusätzlich durch die gleichsam integrierte Absaugung der Schadgase und des Brüden. Nachdem die flüssigen und die gasförmigen Schadgasbestandteile durch Abkühlen getrennt sind, werden die Schadgase in einem Hochtemperaturreaktor nachverbrannt, wobei inabesondere Dioxine und vergleichbare Gift- und Schadstoffe sicher zersetzt werden. that the delay in evaporation that is always observed with conventional heating cannot occur. This is additionally supported by the integrated extraction of the harmful gases and vapors. After the liquid and gaseous components of the harmful gases have been separated by cooling, the harmful gases are burned in a high-temperature reactor, whereby dioxins and similar poisonous and harmful substances in particular are safely decomposed.
Die in den Hochtemperaturbrennern sowie bei der Schadgas-Nachverbrennung entstehenden sehr heißen Abgase dienen zur Aufheizung des Schlamms, wodurch der Gesamtwirkungsgrad der Anlage hoch wird. The very hot exhaust gases generated in the high-temperature burners and during the pollutant gas afterburning serve to heat the sludge, which makes the overall efficiency of the plant high.
Um die Erwärmung des Schlamms zu verbessern und zu beschleunigen, werden der Trog und die Schnecke mit den genannten Abgasen beheizt. Zu diesem Zweck ist der Trog mit einem Doppelmantel, die Schnecke mit einer Hohlwelle versehen.In order to improve and accelerate the heating of the sludge, the trough and the screw are heated with the exhaust gases mentioned. For this purpose, the trough is provided with a double jacket and the screw with a hollow shaft.
Zusätzlich kann die Hohlwelle der Schnecke mit schlitz förmigen Öffnungen versehen sein, wodurch die heißen Gase direkt in den Schlamm eingeleitet werden. Diese Maßnahme empfiehlt sich insbesondere dort, wo der Schlamm schon teilweise getrocknet ist. In addition, the hollow shaft of the screw can be provided with slot-shaped openings , through which the hot gases are introduced directly into the sludge. This measure is particularly recommended where the sludge is already partially dried.
Es versteht sich, daß der getrocknete Klärschlamm vor dem Verlassen der Trocknungsvorrichtung gekühlt und bei Bedarf konditioniert, d.h. zerkleinert und homogenisiert wird. Zu diesem Zweck wird die hier verwendete Rohrschnecke mittels Wasser oder auch Luft gekühlt. Im Fall der Luftkühlung kann die Hohlwelle der Austragschnecke wieder mit schlitzförmigen Öffnungen versehen sein, um den trockenen Klärschlamm direkt kühlen zu können. It goes without saying that the dried sewage sludge is cooled before leaving the drying device and, if necessary, conditioned, ie crushed and homogenized. For this purpose, the tubular screw used here is cooled by water or air. In the case of air cooling, the hollow shaft of the discharge screw can again be provided with slot-shaped openings in order to be able to cool the dry sewage sludge directly.
Un die gesamte Vorrichtung optimal betreiben zu können und
um insbesondere das anfallende Kondensat neutralisieren und entgiften zu können, sind alle erforderlichen Meß-, Steuer-
und Regeleinrichtunqen vorgesehen.To be able to operate the entire device optimally and
In order to neutralize and detoxify the condensate that is produced, all necessary measuring, control and regulating devices are provided.
Aufgrund der hohen Wirkungegrade der verschiedenen Anlagenteile kann die Gesamtvorrichtung so kompakt aufgebaut werden, daß sie «ich auf einem Lkw-Fahrgestell unterbringen läßt. Dieae mobile Anlage kann somit direkt zum jeweiligen Eineatzort gefahren werden,Due to the high efficiency of the various system components, the entire device can be built so compactly that it can be accommodated on a truck chassis. The mobile system can therefore be driven directly to the respective location of use.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines AusfUhrungebeispiele näher erläutert werden. Es zeigen jeweils in schematischer DarstellungThe invention will be explained in more detail in the form of an executable example using the drawing. They show each in a schematic representation
Fig. 2 auszugsweise einen Querschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 1,Fig. 2 shows a partial cross-section through the device of Fig. 1,
Fig. 3 eine auszugsweise Darstellung aus Fig. 1 in vergrößertem Haßstab undFig. 3 is an excerpt from Fig. 1 in enlarged hate stick and
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Transport- und Umwälzeinrichtung.Fig. 4 a cross section through a transport and circulation device.
In Fig. 1 erkennt man ein Lkw-Fahrgestell 1 mit Rädern 2. Nachdem die Vorrichtung zum Einsatzort gebracht ist, wirdIn Fig. 1 you can see a truck chassis 1 with wheels 2. After the device has been brought to the site,
das Zugfahrzeug abgekoppelt und Stützen 3 ausgefahren.the towing vehicle is uncoupled and supports 3 are extended.
Die wichtigsten Komponenten der Trocknungsvorrichtung sind
ein Produkteintrag 10, ein Produktaustrag 20, eine
Transport- und Umwälzeinrichtung 30, eine Heizeinrichtung
40, wobei die beiden letztgenannten Einrichtungen 30, 40 in einer Heizkammer 50 untergebracht sind, eine Kondensations-The most important components of the drying device are
a product entry 10, a product output 20, a
Transport and circulation device 30, a heating device
40, the latter two devices 30, 40 being housed in a heating chamber 50, a condensation
kammer 60, eine Nachverbrennungseinrichtung 70 und schließlich ein Steuerraum 80, in dem die zum störungsfreien optimalen Betrieb der Gesamtvorrichtung erforderlichen Steuer- und Regeleinrichtungen untergebracht sind. chamber 60, an afterburning device 70 and finally a control room 80 in which the control and regulating devices required for trouble-free optimal operation of the entire device are accommodated.
Wie insbesondere Fig. 3 erkennen läßt, besteht der Produkteintrag 10 aus einem Aufgabetrichter 11 und wenigstens einem Doppelmantelrohr 12, in dem eine Schnecke 13 rotiert. Im Doppelmantel des Rohrs 12 sowie gegebenenfalls in der hohlen Welle der Schnecke 13 werden heiße Abgase geführt, um den eingefüllten Schlamm aufzuheizen und vorzutrocknen.As can be seen in particular from Fig. 3, the product inlet 10 consists of a feed hopper 11 and at least one double-jacketed pipe 12 in which a screw 13 rotates. Hot exhaust gases are guided in the double jacket of the pipe 12 and, if necessary, in the hollow shaft of the screw 13 in order to heat up and pre-dry the sludge that has been filled in.
Über ein Verbinderrohr 34 gelangt der Klärschlamm in eine Transport- und Umwälzeinrichtung 30, die hier in drei Etagen geführt ist. Die oberste Etage 31 wird gebildet durch wenigstens einen offenen Trog 31.1, in dem eine Schnecke 31.3 rotiert. Die mittlere und untere Etage 32, 33 werden gebildet durch geschlossene Rohrschnecken. Alle Schnecken sind über Antriebswellen 35' mit Antriebsmotoren 35 verbunden.The sewage sludge passes through a connecting pipe 34 into a transport and circulation device 30, which here is arranged in three levels. The top level 31 is formed by at least one open trough 31.1 in which a screw 31.3 rotates. The middle and lower levels 32, 33 are formed by closed tube screws. All screws are connected to drive motors 35 via drive shafts 35'.
Der ProduHtaustrag 20 besteht, wie Fig. 3 zeigt, aus einer Austragrohrechnecke, deren Außenmantel 21 wenigstens teilweise mit einem Doppelmantel ausgerüstet und deren Welle 23 hohl ist. Doppelmantel 21 und Hohlwelle 23 sind von Kühlwasser oder Kühlluft durchströmt, um den trockenen Klärschlamm vor dem Verlassen der Vorrichtung abzukühlen.The product discharge 20 consists, as shown in Fig. 3, of a discharge tube spiral, the outer casing 21 of which is at least partially equipped with a double casing and the shaft 23 of which is hollow. Cooling water or cooling air flows through the double casing 21 and the hollow shaft 23 in order to cool the dry sewage sludge before it leaves the device.
Wie insbesondere Fig. 2 erkennen läßt, sind in jeder Etage eine Vielzahl von Trögen 31 bzw. Rohrschnecken 32, 33 nebeneinander angeordnet und zu je einer Ausdampflinie zusammengefaßt. Dabei befindet sich über den offenen Trögen 31 je ein flächenhafter Hochtemperaturbrenner 41. Derartige Brenner erzeugen Temperaturen bis zu 1.100° C. Die Wärme wird insbesondere mittels Strahlung, aber auch mittels Konvektion auf den in den ofienen Trögen 31 befindlichenAs can be seen in particular from Fig. 2, a large number of troughs 31 or tube screws 32, 33 are arranged next to one another on each level and combined to form an evaporation line. A flat high-temperature burner 41 is located above each of the open troughs 31. Such burners generate temperatures of up to 1,100° C. The heat is transferred to the evaporators in the open troughs 31, in particular by means of radiation, but also by means of convection.
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Schlamm übertragen, wodurch sich dieser und insbesondere das darin enthaltene Wasser und die sonstigen flüchtigen Bestandteile sehr schnell erwärmen.Sludge, causing it and especially the water and other volatile components contained therein to heat up very quickly.
;a Fig. 4, die «inen Querschnitt durch «in Element der oberen ;a Fig. 4, which shows a cross section through an element of the upper
■·_ Auedampf linie 31 zeigt, läßt erkennen, daß der Trog 31.1■·_ Auedampf line 31 shows that the trough 31.1
&lgr;, einen Doppelmantel besitzt. Diesem werden die heißen Abgase&lgr;, has a double jacket. The hot exhaust gases are
* des Hochtemperaturbrenners 41 oder auch der Schadgas-Nach-* of the high-temperature burner 41 or the harmful gas after-
1 zugeführt, so daß der Schlamm auch von unten beheizt wird.1 so that the sludge is also heated from below.
ebenfalls mit Abgasen beheizt.also heated with exhaust gases.
jf Die Hohlwelle 31.4 kann zusätzlich mit schlitzförmigenjf The hollow shaft 31.4 can be additionally equipped with slot-shaped
M1 M1 Öffnungen versehen sein, so daß Teile der heißen AbgaseOpenings must be provided so that parts of the hot exhaust gases
(| offenen Trogen 31, als vielmehr bei den geschlossenen ( | open trough 31, rather than the closed
■l■l Rohrschnecken 32, 33 eingesetzt werden.Pipe screws 32, 33 are used.
&Kgr; Nie Fig. 4 weiterhin erkennen läßt, sind oberhalb des &Kgr; Nie Fig. 4 still shows, are above the
■| ' Doppelmantels des Trogs 31.1 rechts und links Absaugkanäle■| ' Double jacket of the trough 31.1 right and left suction channels
:|* 31.2 vorgesehen, die einen sich über die gesamte Länge:|* 31.2, which has a length of
* erstreckenden Schlitz besitzen. Auf diese Heise werden <lie* extending slot. In this way, <lie
%% den Schlamm verlassenden flüchtigen Bestandteile - SchadgaseVolatile components leaving the sludge - harmful gases
■i■i und Brüden - unmittelbar am Entstehungsort abgesaugt.and vapors - extracted directly at the point of origin.
Heizraum 50, dessen Wand 51 besonders isoliert ist. Außerhalb des Heizraums 50 erkennt man symbolisch dargestellt eine Zuluftanlage 43 zur Luftversorgung insbesondere der Hochtemperaturflächenbrenner 41.Heating room 50, whose wall 51 is specially insulated. Outside the heating room 50, a supply air system 43 for supplying air, in particular to the high-temperature surface burner 41, can be seen symbolically.
Die abgesaugten Brüden und Schadgase werden, wie schon i; erwähnt, in einer besonderen Kondensationskammer 60 mitThe extracted vapours and harmful gases are, as already mentioned i;, in a special condensation chamber 60 with
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Kondensator 61 abgekühlt. Die flüssigen Bestandteile werden gesammelt und nach einer Neutralisation und Entgiftung in den Wasserkreislauf eingeleitet.Condenser 61 is cooled. The liquid components are collected and, after neutralization and detoxification, are introduced into the water cycle.
Die gasförmigen Bestandteile werden der Nachverbrennungsanlage 70 zugeführt, deren Abgase teilweise in die Heizkammer 50 zurückgeführt, teilweise an die Umluft abgegeben werden.The gaseous components are fed to the afterburning system 70, the exhaust gases of which are partly returned to the heating chamber 50 and partly released into the circulating air.
Es versteht sich, daß die Fig. 1 die Trocknungsvorrichtung nur schematisch zeigt. Nicht dargestellt sind beispielsweise die in der Praxis nötige Feuerlöschanlage, die Energieversorgungsanlage, die Meß-, Neutralisierungs- und Entgiftungsanlage usw. It is understood that Fig. 1 only shows the drying device schematically. Not shown are, for example, the fire extinguishing system, the energy supply system, the measuring, neutralization and detoxification system, etc., which are required in practice.
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