DK160846B - Roterende toerrer samt anvendelse heraf - Google Patents

Description

! DK 160846 B

5 Opfindelsen angår en roterende tørrer for tørring af vandholdige masser, og som angivet i krav l's indledning.

Sådanne roterende tørrere anvendes til tørring af mange forskellige former for vandholdige masser, f.eks. biologisk slam 10 eller findelte masser af organisk eller biologisk materiale, hvis vandindhold skal fjernes ved borttørring.

For at reducere energiforbruget ved tørring af vandholdige masser foretages der ofte først en mekanisk afvanding, f.eks.

15 under anvendelse af en presse, før den termiske afvanding (tørring) etableres. Ved mekanisk afvanding af f.eks. biologisk kloakslam kan vandindholdet kun reduceres til omkring 65-85%, så der stadig er et meget stort vandindhold, der skal borttørres.

20

Ved at nedtørre slammet til helt tørt granulat fås et stabilt og lugtfrit, biologisk inaktivt stof, der kan anvendes som gødning eller jordforbedringsmiddel.

25 Hvis man f.eks. nedtørrer biologisk kloakslam til et vandindhold på under 10%, fortrinsvis omkring 5%, er det tørrede slam brændbart med en brændværdi på ca. 2500-3500 kcal/kg og kan således anvendes som brændstof, f.eks. i forbindelse med frembringelse af termisk energi til tørreprocessen.

30

Fra USA patent nr. 3.950.861 kendes en roterende tørrer til tørring af f.eks. biologisk slam, under anvendelse af en roterende tørretromle, der er udstyret med forskellige løfteskovle m.v. inde i tørretromlen, så slammet bringes i bedre kontakt 35 med den varme tørregas. Ved udformningen af løfteskovlene er der især taget hensyn til, at slammet ikke skal kunne pakke fast på eller omkring disse.

2 DK 160846 B

Biologisk slam fra rensningsanlæg, der mere eller mindre er mekanisk afvandet, har imidlertid den meget uheldige fysiske egenskab, at en tilsyneladende fast pressekage ved mekanisk bearbejdning bliver henflydende og klæbrig (tixotropisk) og 5 vil f.eks. i anlæg, som i USA patent nr. 3.950.861 æltes til store klumper, der er uegnet for en rationel tørring. For at undgå dette tilbageblander man allerede tørret materiale, så slammet fra starten ikke er tixotropisk, men i det væsentlige risledygtigt, eller også må man indføre mekaniske knuseorga-10 ner, der adskiller de store klumper til mindre klumper, således som det f.eks. er anvist i USA patent nr. 3.720.004.

De kendte metoder har således en række ulemper, idet tilbageblanding medfører nedsat kapacitet, øget energiforbrug, kom-15 pliceret styring m.v., og idet indføring af mekaniske knuse-organer bl.a. medfører en kompliceret og kostbar konstruktion med stort energiforbrug og store vedligeholdelsesomkostninger.

Formålet med opfindelsen er at angive en roterende tørrer, 20 hvori man kan indføre og tørre vandholdige masser, f.eks. biologisk slam og nedtørre dette til et granulat med Ønsket vandindhold, uden de foran angivne ulemper ved sådanne apparater.

Dette opnås ved at udforme tørreren ifølge opfindelsen som an-25 givet i krav l's kendetegnende del. Man får en meget effektiv nedbrydning af slammassen til mindre klumper, der løftes op i tromlehulrummet og omskylles af tørregassen. Riveelementerne udgør således på én gang både omrøreorganer, løfteorganer og knuseorganer, vel at mærke uden anvendelse af selvstændige 30 mekanisk bevægelige dele, idet de passive riveelementer er fastgjort på tromlesvøbets indervæg og følger med denne rundt under tromlens rotation. Afstanden mellem riveelementernes ribber bestemmer den maksimale størrelse på de klumper, der kan dannes under tørreprocessen.

Tørreren ifølge opfindelsen er fortrinsvis udformet som angivet i krav 2’s kendetegnende del. Herved fås en meget enkel 35

3 DK 160846 B

mekanisk konstruktion, der både er billig at fremstille og billig at montere i tromlehulrummet.

Ved at udforme tørreren som angivet i krav 3’s kendetegnende 5 del reduceres risikoen for, at det klæbrige materiale kan pakke fast omkring ribberne og dermed tilstoppe åbningerne i skovlorganerne.

Ved at udforme tørreren ifølge opfindelsen som angivet i krav 10 4's eller i krav 5's kendetegnende dele fås en nedbrydning af tørregodset til mindre klumper, end hvad der svarer til åbningerne i riveelementerne. En klump, der netop kan passere en åbning i et riveelement, vil, på grund af tromlens rotation, ved næste riveelement møde en ribbe, og klumpen bliver øje-15 blikkeligt delt eller knust. Med en roterende tørrer af denne art fås tørregodset nedbrudt til granulat.

Den roterende tørrer ifølge opfindelsen kan have skovlorganerne udformet på mange forskellige måder, som nærmere angivet i 20 krav 6-8's kendetegnende dele, alt afhængigt af, hvilket vandholdigt materiale der skal tørres, hvor vandholdigt det er, og afhængigt af, hvor findelt granulat man ønsker.

Opfindelsen angår også anvendelse af en roterende tørrer i et 25 tørreanlæg. Tørreanlægget er fortrinsvis udformet som angivet i krav 9, idet man herved kan få et anlæg til kontinuerlig tørring af vandholdige masser, der er indrettet således, at det sædvanligvis aldrig er nødvendigt at standse tørreanlægget, fordi der er sket en opstuvning eller sammenklumpning af 30 det gods, der skal tørres. Med et sådant tørreanlæg kan man nedtørre i forvejen mekanisk afvandet slam med f.eks. 20% tørstofindhold til et granulat med tørstofindhold på 95% i det væsentlige energineutralt, idet det tørrede granulat i formalet stand indeholder tilstrækkelig termisk energi til ved af-35 brænding at give den nødvendige mængde varmgas eller luft til at nedtørre slammet. Anlægget er automatisk og selvregulerende uden anvendelse af indstillingsorganer, således at anlægget

4 DK 160846 B

kontinuerligt kan nedtørre f.eks. biologisk kloakslam til omkring 95% tørstofindhold, d.v.s. til et vandindhold, der er omkring 5%.

5 Opfindelsen forklares herefter nærmere under henvisning til tegningen, der viser en foretrukken udførelsesform samt alternative udførelsesformer, idet fig. 1 viser skitsemæssigt et tørreanlæg ifølge opfindelsen 10 med en roterende tørrer, delvis i snit, fig. 2 viser et plant, radialt snit II-II i tørreren i fig.

1, 15 fig. 3 viser et plant, radialt snit III-III i resttørrer-zonen i tørreanlægget i fig. 1, i fig. 4a og b viser et plant, radialt snit IV-IV i to forskellige udførelsesformer for opstuvningszonen i 20 ktørreanlægget i fig. 1, fig. 5 viser et udsnit af en tørrer med riveelementer ifølge en første udførelsesform, 25 fig. 6a og b viser det samme som fig. 5, men i en anden udførelsesform, fig. 7a og b viser dét samme som fig. 5, men i en tredie udførelsesform, og 30 fig. 8 viser et systemdiagram for et komplet tørreanlæg for tørring af afvandet kloakslam.

På fig. 1, der er en principskitse over et tørreanlæg ifølge 35 opfindelsen, angiver 1 en roterende tromletørrer, også ifølge opfindelsen, og 2 angiver indløbsenden hertil med skrå fremføringsskovle, så indført våd pressekage ikke opstuves her.

5 DK 160846 B

men straks ledes ind i tørrerens hulrum. Foran tørreren 3 er anbragt et varmgasanlaeg 3, f.eks. en ovn for afbrænding af tørt, pulveriseret slam eller andet affald og med blæseorga-ner, så varm tørregas eller luft ledes til den roterende tør-5 rer 1. Alternativt kan brændsler anvendes, f.eks. olie eller naturgas. Ovnen 3 vil sædvanligvis være ikke-roterende og kan iøvrigt være af enhver kendt art. Efter den roterende tørrer 3 findes i strømningsretningen to medroterende zoner 4,5, hvor zone 4 er en resttørrerzone, og hvor zone 5 er en opstuvnings-10 zone, hvor den helt afsluttende tørring sker, inden det granulerede, risledygtige tørregods forlader anlægget.

Drivorganer, løberuller, drivmotorer m.v. for tørreanlæggets roterende dele er ikke vist på tegningens fig. 1 og kan i-15 øvrigt udføres efter kendte principper og på kendt måde..

Inde i tørrerens 1 hulrum er anbrgt et antal skovlorganer 6 på svøbets inderside, hvilke skovlorganer giver den ønskede virkning og derfor forklares nærmere under henvisning til teg-20 ningens fig. 2 og fig. 5-7.

På fig. 2 og 5 ses, at skovlorganerne 6, der er påsvejset tromlesvøbets 13 inderside, er udformet som en eller flere "river" eller riveelementer 6, opbygget af ribber 11, hvis 25 frie ender er forbundet med brolignende forbindelsesorganer 12. Ribberne 11 kan være udformet af runde stænger eller rør, f.eks. med en diameter på 10 mm, og forbindelsesorganerne 12 kan være tildannet af 10 x 20 mm fladjern som vist, så forbindelsesorganerne 12 danner en art løfteskovle sammen med rib-30 berne 11, men med et antal mellemliggende åbninger 10, i én eller flere rækker.

Efter hinanden i rotationsretningen anbragte riveorganer 6 er som vist på fig. 5 forsat for hinanden, således at ribberne 35 11' er placerede ud for, f.eks. midt for åbningerne 10 i nabo- riveelementerne, set i rotationsretningen.

6 DK 160846 B

De enkelte riveelementer kan være anbragt på cylindersvøbet med regelmæssige mellemrum, og tandhøjden af hvert riveelement 6 kan være omkring 60 mm, og afstanden imellem ribberne 11 kan være omkring 100 mm. Om der som vist på fig. 5 skal være an-5 bragt mere end et riveelement i radial retning, afhænger både af tromlediameteren, den ønskede fyldningsgrad og af, hvilket materiale der skal tørres. Riveelementernes udstrækning i ak-sial retning fra indløbet igennem tørreren skal være så lang, at tørregodset ikke længere er klæbrigt udvendigt, men mindst 10 har en tynd skaltørret overflade, når det forlader denne zone og glider over i resttørrezonen 4.

På fig. 6a og b er skitsemæssigt og med stiplede linier vist anbringelse af en tredie række riveelementer 6', idet det mest 15 centrale riveelement 6’ er vist med punkteret streg, og de to rækker ved svøbet er vist fuldt optrukket. Til andre anvendelser vil det være tilstrækkeligt, at hver løfteskovl kun omfatter et riveelement 6.

20 På fig. 7a og 7b er vist en anden udformning af riveelementerne 6, idet disse er forøget med løfteskovle 15, der som vist enten kan være anbragt ved tromlesvøbet eller på den indad mod omdrejningsaksen vendende del.

25 Det vil være klart for en fagmand på området, at riveelementerne 6,6',15 kan udformes på mange forskellige måder, og at disse forskellige udformninger kan kombineres uden at afvige fra opfindelsens grundlæggende ide, idet den nærmere udformning af riveelementerne afgøres af tørrerens diameter, tørre-30 rens længde samt af, hvilket materiale der skal tørres, og hvor stort dets vandindhold er. Sædvanligvis skal det samlede areal af åbningerne i skovlorganerne være omkring 60-90% af skovlorganernes samlede areal.

35 Fig. 3 og fig. 4 viser snit i de zoner i tørreanlægget, der befinder sig efter den roterende tørrer 1. I resttørrezonen 4 vil der sædvanligvis være anbragt almindelige, langsgående

7 DK 160846 B

løfteskovle 7 (fig. 3), og i den afsluttende zone 5 kan der være anbragt tilsvarende løfteskovle (7), se fig. 4a eller tilbageførende løfteskovle 8, se fig. 4b, afhængig af, hvor kraftig en opstuvning af tørregodset man har behov for i denne 5 zone. Den afsluttende zone 5 kan også være udstyret med hjælpeorganer 9, se fig. 4a, såkaldte langsgående kryds, der øger faldtiden for det nu risledygtige, i alt væsentligt tørrede slam, således at kontakttiden med tørreluften forøges.

10 På fig. 8 ses et systemdiagram over tørreprocessen for tørring af afvandet, biologisk slam. Mekanisk afvandet slam med et tørstofindhold på omkring 15-35% føres med en transportør 14 til et tørreanlæg 16, der er et tørreanlæg af den på fig. 1 viste art. Det tørrede produkt føres til en cyklon 19, hvor 15 tørregasserne adskilles fra det tørre produkt. Det tørrede produkt føres herfra til en silo 20, hvorfra det kan borttransporteres 24 eller via en transportør 26 føres til en cyklonbrænder 17, der til opstart eller alternativ drift kan være forsynet med en olie- eller gasbrænder 18. Den varme tør-20 regas fra cyklonen 19 føres efter behov gennem en ledning 27 enten til ovnen 17 eller direkte til tørreanlægget 16. Herved genbruges den termiske restenergi i tørregassen. Overskydende tørregas kondenseres og renses i en kondensator 21 og en scrubber 22, der gennem en ledning 28 forsynes med vand, og 25 hvorfra spildevand 25 føres til et spildevandsanlæg. I stedet for vand-serubberen kan anvendes et biologisk filter af kendt art, f.eks. et såkaldt kompostfilter, idet behovet for vand herved reduceres betydeligt. Den rensede luft ledes til skorstenen 23. Hvis det afvandede slam, der tilledes tørrean-30 lægget 16, har en rimelig brændværdi, hvilket er tilfældet med f.eks. tørret kloakslam, vil en sådan tørreproces linder anvendelse af et tørreanlæg 16 med en roterende tørrer ifølge opfindelsen uden tilbageføring af tørregods i alt væsentligt fungere energineutralt, idet der kun skal tilføres energi i 35 form af olie eller gas under opstart.

Claims (9)

1. Roterende tørrer (1) for tørring af vandholdige masser, f.eks. biologisk slam og omfattende en aflang, roterbar trom- 5 le, hvor der på indersiden af tromlesvøbet (13) er anbragt et antal skovlorganer (6), der rager ind i tromlehulrummet, og er indrettet til at løfte slammet under tromlens rotation, kendetegnet ved, at i hvert fald en del af skovlorganerne omfatter et riveelement (6) bestående af et antal 10 ribber (11) i radial retning og brolignende forbindelsesorgan (er) (12), der forbinder ribbernes frie ender, så mindst én åbning (10) fremkommer.

2. Roterende tørrer ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved, at riveelementet/elementerne (6) er anbragt radialt og i det væsentlige med forbindelsesorganerne (12) parallelle med tromleaksen.

3. Roterende tørrer ifølge krav 1 eller 2, kendeteg-20 net ved, at ribberne (11) har afrundet tværsnitsprofil, medens forbindelsesorganerne (12) er udformet med løfteflader.

4. Roterende tørrer ifølge krav 1, kendetegnet ved, at åbningerne (10) i naboskovlorganer (6) er forsat for 25 hinanden set i rotationsretningen.

5. Roterende tørrer ifølge krav 4, kendetegnet ved, at forsætningerne fremkommet ved, at ribberne (11,11') i naboskovlorganer (6) er forsat for hinanden. 30

6. Roterende tørrer ifølge et hvilket som helst af kravene 1- 5, kendetegnet ved, at skovlorganerne (6) er udformet med i det væsentlige plane løfteflader (15).

7. Roterende tørrer ifølge et hvilket som helst af kravene 1- 6, kendetegnet ved, at hvert skovlorgan er sammensat af mere end ét riveorgan (6) (fig. 5) i radial retning. DK 160846 B

8. Roterende tørrer ifølge et hvilket som helst af kravene 1- 8, kendetegnet ved, at det samlede areal af åbningerne i skovlorganerne udgør 60-90% af skovlorganernes samlede areal set i rotationsretningen. 5

9. Anvendelse af roterende tørrer (1) ifølge et hvilket som helst af kravene 1-8 til et tørreanlæg til tørring af vandholdige masser, f.eks. biologisk slam, og omfattende 10 a) et foran tørreren anbragt stillestående varmgasanlæg (3), b) en eller flere medroterende eftertørringszoner (4,5) anbragt efter tørreren, og hvori der er anbragt løfteskovle (7,8) samt eventuelt hjælpeorganer (9) til at øge fald- 15 tiden for det tørrede slam, idet den første eftertørrings- zone (4) omfatter langsgående løfteskovle (7) parallelt med rotationsaksen, og at den sidste tørrezone (5) omfatter løfteskovle (8) udført som tilbageføringsskovle. 20