NL7920195A

NL7920195A - Proces voor het door middel van straaldrogen bereiden van brandstof uit slib.

Info

Publication number: NL7920195A
Application number: NL7920195A
Authority: NL
Original assignee: Hooker Chemicals Plastics Corp
Priority date: 1978-12-27
Filing date: 1979-11-21
Publication date: 1980-10-31
Also published as: BE880910A; JPS56500070A; IT1126694B; IT7928377A0; RO85234B; SE8005856L; US4213407A; WO1980001407A1; EP0020735A4; GB2051328A; AU5396879A; RO85234A; EP0020735B1; PL220701A1; EP0020735A1; AU530232B2; PL123885B1; CA1131013A; GB2051328B

Description

1 7920105 jr N.O. 292ΟΟ

Proces voor het door middel van straaldrogen bereiden van brandstof uit slib.

De verwerking van ruw primair rioolwater, in het bijzonder in stadsrioolwater-behandelingsinrichtingen, resulteert in twee primaire stromen, namelijk ruw primair rioolslib en een primaire geklaarde vloeistof. De verdere verwerking hangt af van twee algemene variabelen: 5 de eisen die gesteld worden ten aanzien van het plaatselijke milieu en de mate van ontwatering nodig voor de voorgestelde werkwijze ter verwerking het slib.

Ruw primair rioolslib kan vol zitten met ziekte-verwekkende organismen en kan mechanisch worden ontwaterd tot een gehalte van 50% aan 10 vaste stoffen. Dergelijke organismen worden normaal vernietigd door anaerobe vertering. De stabiliteit van deze vertering is echter zeer gevoelig en moeilijk te besturen, sporen van chemicaliën of toxinen kunnen de werking teniet doen. Als gevolg van de kleinere cellulaire structuur wordt bovendien het verteerde slib moeilijker te ontwateren.

15 Het primaire in de klaarinrichting bovenkomende vloeistof kan zel den teruggevoerd worden naar de omgeving als gevolg van de hoge biochemische zuurstofbehoefte in de vorm van opgeloste vaste stoffen. Houtskoolfilters kunnen worden gebruikt voor het absorberen van deze vaste stoffen maar dit is zelden economisch. Een chemische behandeling 20 is duur en niet efficënt omdat een tamelijk inert slib wordt geproduceerd. Beluchting wordt algemeen gebruikt voor het reduceren van de biochemische zuurstofbehoefte en een geactiveerd slib wordt geproduceerd dat als gevolg van de hoge cellulaire structuur zeer moeilijk door enige werkwijze te ontwateren is.

25 In kenmerkende secundaire behandelingsinrichtingen wordt verteerd slib gemengd met geactiveerd slib en het resulterende "gemengde verteerde slib" kan worden ontwaterd op droogbedden tot een gehalte van ongeveer 20% vaste stoffen.

De belangrijkste doelstellingen voorzover het gaat om milieu-tech-30 nische overwegingen zijn de destructie van ziekte-verwekkende organismen en virussen en het elimineren van de biochemische zuurstofbehoefte welke schadelijk is voor de kwaliteit van het ontvangende water.

De overwegingen die in gedachte gehouden moeten worden bij het ontwateren van het slib zijn of het ontwaterde slib moet worden gebruikt 35 voor landverspreiding zoals bij ontginning van bouwland en het opvullen van door stripmijnbouw ontstane holten, of dat het gebruikt moet worden als,een veilig landopvulmiddel; of dat het moet worden verbrand 7910195 * 2 of verast, of dat het in de oceaan moet worden gestort.

Het gebruik als veilig landopvulmiddel is in de Verenigde Staten tegenwoordig een algemeen gebruikte werkwijze om het slib kwijt te raken. Ontwaterd slib van elk type kan men op deze wijze kwijtraken. Wan-5 neer het als landopvulmiddel wordt gebruikt dan kan de gehele aandacht worden gericht op de milieu-technische overwegingen bij de behandeling van het slib.

Verassing of verbranding vereist een maximale ontwatering. Primair verteerd slib dat ontwaterd is op droogbedden tot een gehalte van 10 25-35% vaste stoffen is geschikt voor verbranding. De meeste grote ste den zijn niet voorzien van secundaire behandelingsinrichtingen en beschikken ook niet over land of zee om het slib op andere wijze kwijt te raken. Meer dan 25% van het slib dat in de Verenigde Staten wordt verbrand is primair verteerd slib. Gemengd verteerd slib wordt dikwijls 15 verbrand omdat er geen alternatieve mogelijkheden zijn. De hoge kosten zijn het gevolg van een toenemende vraag naar extra lucht, een toenemend vochtgehalte, grotere apparatuur en een lagere werkingsgraad.

Ook indien het slib wordt gestort in de oceaan dan moet het slib worden ontwaterd om de transportkosten te reduceren. De slecht bekend 20 staande rioolwaterafvalsituatie in New York vormt een geval waarin ontwaterd ruw primair rioolslib heeft geleid tot een uitgebreide schade aan het milieu. Gemengd verteerd slib zou het beste zijn om binnen zee-wateromgeving kwijt te raken. Er moeten sterke stromingen bestaan om de vaste stoffen te dispergeren.

25 Het Amerikaanse Bureau voor Bescherming van het Milieu, de "Environmental Protection Agency" heeft formele richtlijnen opgesteld om rioolslib kwijt te raken en te gebruiken. Daartoe behoort ook het beëindigen van het storten van slib in de oceaan in 1981. De richtlijnen resulteren bovendien in toenemende kosten voor veilige landopvul-30 ling. De huidige houding van dit bureau indiceert klaarblijkelijk een voorkeur voor toepassing op het land. Land dat wordt gebruikt voor het uitspreiden en composteren van slib, opslag van compostresten en andere ! toepassingen is opnieuw gedefinieerd als een integraal deel van het behandel ingsproces en komt in de Verenigde Staten in aanmerking voor fe-!35 derale fondsen in de vorm van 75% aangepaste subsidie. De regelingen van het genoemde bureau geven de mate aan waarin de slibkwaliteit moet worden beschermd tegen toxinen door industriële voorbehandeling zodat : de optie van landtoepassing indien mogelijk gehandhaafd blijft.

Openbare landtoepassingen vereisen verteerd of gestabiliseerd slib |40 met een hoog watergehalte om het slib met een hoog watergehalte om het 7920 1 95 °ίιΓ·ι'/ί·»1 3 slib te kunnen verpompen en grote gebieden beschikbaar land die niet gebruikt kunnen worden voor oogsten van menselijke consumptie. Stedelijke verbrandingsstelsels vereisen een minimum aan land en kunnen zodanig worden ontworpen dat alle typen stedelijk en industrieel slib 5 kunnen worden verwerkt, maar de investeringskosten zijn hoog en de consumptie van waardevolle fosfiele brandstoffen kan een beletsel gaan vormen. Het droogsysteem volgens de uitvinding vergt geen land, en minimale investering en geen extra brandstof wanneer gebruik wordt gemaakt van ontwaterd slib. De werkelijke kosten zullen lager zijn dan 10 voor de meeste stedelijke en openbare stelsels.

Het is in de uit de stand der techniek bekende literatuur vaak gesteld dat nat slib een relatief lage brandstofwaarde heeft en er extra brandstof nodig is voor verbranding. In feite heeft een kenmerkend ri-oolslib met 20% vaste stoffen met een droge verwarmingswaarde van 15 16.277 J/g heeft een natte verwarmingswaarde van slechts 3255 J/g. Dit brandstofgehalte is voldoende om theoretische vlamtemperatuur van slechts 427°C te onderhouden hetgeen natuurlijk zeer onvoldoende is omdat de verbranding van koolstof een minimale temperatuur van 1100°C vereist.

20 Gebaseerd op de illusie van deze veronderstellingen zijn de twee belangrijkste typen slibverbrandingsinrichtingen die nagenoeg uitsluitend worden gebruikt de verbrandingsinrichting met een meervoudige ver-brandingshaard en de verbrandingsinrichting met een gefluïdiseerd bed. Beiden zijn uitstekende inrichtingen voor het verbranden van een mate-25 rie met een verwaarloosbaar thermisch gehalte.

In een verbrandingsinrichting met een meervoudige verbrandingshaard wordt het slib ingevoerd in de bovenste verdieping en valt door afwisselende uithaarden en inhaarden door beweging van de roerarmen. De bovenhaarden worden gebruikt voor het koelen van de uitlaatgassen en het 30 reduceren en drogen van het natte slib. Aan het eind van een 30 tot 60 ; minuten durende verblijfstijd vindt verbranding van het gedroogde slib plaats. Langzaam brandende slak en as wordt verwijderd uit de onderhaard en toegevoerd aan een doofreservoir. Een thermische werkingsgraad van 60% kan verwacht worden voor een kenmerkende verbrandingsinrichting 35 met meervoudige haard. Een nadeel is dat er tot 200% extra lucht nodig is voor een complete verbranding.

Het is bekend dat het reukloos maken van vluchtige gassen een tem-j peratuur vereist van boven de 538°C. De gekoelde uitlaatdampen moeten : uitstromen bij 538°C om het gebruik van een nabrander te vermijden.

I40 Daarvoor is het nodig om extra brandstof te gebruiken in een bepaalde 792 0 1 95 4 haard ontworpen voor verbranding waarin temperaturen van 983°C kenmerkend zijn. Lucht wordt toegepast in een centrale as om de temperatuur van de breek- en roerarmen constant te houden en de lucht wordt daarna gebruikt voor de verbranding. In een kenmerkende uitvoeringsvorm worden 5 grotere hoeveelheden koellucht gebruikt en uitgestoten. De toepassing : van een nabrander kan deze warmteverliezen vermijden maar vergt extra brandstof. Het Amerikaanse octrooischrift 33.643.633 toont een commerciële verbrandingsinrichting met meervoudige baard. Experimenten zijn gedurende de laatste twee jaar uitgevoerd met pyrolyse in een meervou-10 dige haard. De nabrander wordt gebruikt zonder extra brandstof en slib met een gehalte van slechts 24% vaste stoffen is autogeen verwerkt.

Voor de pyrolyse modus is het noodzakelijk dat de gehele verbrandingsinrichting luchtdicht is uitgevoerd en onder druk staat. (Zie ook het contract 68-01-4227 van het genoemde Amerikaanse Bureau Environmental 15 Protection Agency getiteld "Assessment of the Use of Refuse-Derived Fules in Municipal Wastewater Sludge Incinerators", 12/30/77, sectie 2.)

Een verbrandingsinrichting met een gefluïdiseerd bed bestaat uit een zandbed waarin het slib wordt geïntroduceerd. Een opwaartse lucht-20 stroming suspendeert de deeltjes. Roosters en haarden zijn niet noodzakelijk. De turbulente beweging en het zand vermaalt het inkomende slib tot kleine deeltjes waardoor een aanzienlijk gereduceerde verblijfstijd wordt bereikt. Evenals bij een verbrandingsinrichting met een meervoudige haard vindt verbranding plaats voordat het slib droog is en der-25 halve is extra brandstof vereist om de uitgangstemperatuur terwille van het reukloos maken op 538°C te handhaven. Deze brandstof kan worden aangevoerd in de vorm van voorverwarmde lucht, voorverwarmd zand of een haardbrander. Voordelen zijn het feit dat er minder dan 40% extra lucht nodig is dat het reactorvolume aanzienlijk gereuceerd is en dat de 30 thermische werkingsgraad meer dan 80% bedraagt. Evenals bij een kenmerkende inrichting met meervoudige haard is het gebruik van het thermische gehalte van het slib verwaarloosbaar. Het Amerikaanse octrooischrift 3.722.999 toont een commerciële oven met een gefluïdiseerd bed.

35 In een kenmerkend vlamdroogstelsel worden fosfiele brandstoffen verbrand in een oven voor directe verhitting van een verpulverd maalsel (Veselind, P. Aarne [1974] "Treatment and Disposal of Wastewater Sludges, Ann Arbor Science Publishers, Inc., hoofdstuk 8). De dampen worden geurvrij gemaakt en gekoeld in een verbrandingslucht-voorverwar-;40 mingseenheid. De thermische werkingsgraad van het proces is minder dan 792 0195 5 50% en het economisch rendement hangt geheel af van de verkoop van het gedroogde slib als meststof.

Een trommelmolen bestaande uit tegen elkaar in roterende trommels van stalen staven verpulvert het inkomende gemengde slib tijdens het 5 drogen. Er is geen poging gedaan voor gefluïdiseerd bedvermaling of classificatie van het maalsel achteraf voor controle van de produktaf-meting en zoals bij de meeste molens is het bodemprodukt niet beschikbaar voor vermenging.. Als het stoffige gedroogde slibprodukt wordt ge-, bruikt voor menging dan bestaat het gevaar van spontane verbranding.

10 Het is bekend dat explosies opgetreden zijn tijdens het transport, het vermengen, in de cycloonverzamelaar en in de molen zelf. De mengeenheid moet worden voorzien van watersproeiers en de cycloon moet voorzien worden van een ontlaadopening. Lucht wordt gebruikt als transportgas en komt het stelsel binnen als een overmaat aan verbrandingslucht. Deze 15 lucht wordt indirect voorverwarmd door de hete uitlaatgassen. Er treden besturingsproblemen op bij het ontsteken van extra brandstof onafhankelijk van het droogstelsel. Als de toevoersnelheid of het vochtgehalte afneemt dan moet op overeenkomstige wijze de brandstoftoevoer worden geknepen terwijl de temperatuur nodig voor het verwijderen van de geur 20 gehandhaafd blijft. Als dit automatisch wordt uitgevoerd dan levert het opstarten en stilleggen problemen op. Zuurstof van het transportstelsel wordt niet afgevoerd door de dampen bij het starten en zonder dampbe-lasting worden ontstekingstemperaturen bereikt. De algemene aanwezigheid van smeermiddelen heeft geleid tot explosies als gevolg van het 25 lage zelf-ontstekingspunt daarvan.

De uitvinding heeft nu ten doel het bevorderen van de toepassing van, aan de privé-sector behorende en door deze sector bedreven riool-waterslibverwerkingsstelsels, welke efficiënter zijn dan de huidige stelsels in het bezit van de overheid of de gemeente.

30 Verder heeft de uitvinding ten doel een proces te verschaffen voor het verwerken van rioolwaterslib, welk proces een gedroogd vast produkt oplevert geschikt voor gebruik in het droogproces waardoor de behoefte aan extra brandstof wordt geëlimineerd.

Verder heeft de uitvinding ten doel middelen in te bouwen voor het 35 verwijderen van de geur uit uitlaatgassen en voor het elimineren van de ; potentiële mogelijkheid van spontane ontbranding, bekend uit slibdroog-processen, waarbij een maximale proceswerkingsgraad wordt gehandhaafd.

Tevens heeft de uitvinding ten doel zo mogelijk energie terug te | winnen in de vorm van droog hrandstofslib dat gemakkelijk kan worden 140 getransporteerd voor gebruik elders.

792 0 1 95 6

De uitvinding omvat een proces voor het verwerken van slib waarbij het slib vlamgedroogd wordt tot een droge vaste brandstof waarbij het meeste ervan of alles wordt verbruikt in een oven met een tweeledige functie, te weten het verwijderen van geur uit de uitlaatgassen en het 5 direct voeden van de vlamdroogmolen. Een overmaat aan droog brandstof-slib kan worden opgeslagen om het stelsel op te starten. Een verdere overmaat kan worden verbrand in een afvalinstallatie of worden verpakt als van slib afkomstige meststof.

De figuur toont in schematische vorm een schets van het proces om 10 door middel van vlamdrogen brandstof te maken uit slib en illustreert verder de uitvinding.

Zoals blijkt uit de fig. wordt slib met een gehalte aan vaste stoffen van 16-50% ingevoerd in het stelsel bij 1, vanwaaruit wordt toegevoerd aan een mengeenheid 2 waarin het natte slib wordt gemengd met ge-15 deeltelijk gedroogd slib teneinde het gehalte aan vaste stoffen op te voeren, en wordt vervolgens toegevoerd aan een direct verhitte molen 4 via de leiding 3, welke zodanig gepositioneerd is dat het toegevoerde materiaal direct terechtkomt op de rollen aan de basis van het fluïdum-bed. In de molen 4 wordt het slib blootgesteld aan een hete gasstroom 20 14 waardoor de slibdeeltjes worden verpoederd als ze tegen elkaar wor den vermalen en in de straal worden gedroogd. De gasstroming transporteert tezamen met de tijdens het drogen geproduceerde dampen de kleine deeltjes droog slib door een spinscheider 5 voor classificatie van de deeltjesgrootte en naar cycloon 6, waarin de deeltjes worden gescheiden 25 van de terugkerende dampstroom. De terugkerende dampstroom verloopt naar de dampvoorverwarmer 7, zijnde een warmtewisselaar waarin de terugkerende dampstroom in temperatuur wordt verhoogd voordat de stroom terechtkomt in de oven 9 via een terugkeerdampventilator 8. Deze automatisch bestuurde ventilator 8 bepaalt de hoeveelheid reeiroulerende 30 damp door het oven-molen-voorverwarmingscircuit bij variatie van de te verwerken hoeveelheid slib en zorgt voor een negatieve drukatmosfeer in de molen.

De oven 9 wordt gevoed met brandstof die verzameld wordt bij 6 en toegevoerd wordt aan de branders via de lijn 10. De verbrandingslucht 35 van de ventilator 11 wordt automatisch bestuurd teneinde een overmaat i ' van 10% lucht te leveren welke lucht dienst doet als transportgas voor het gedroogde brandstofslib dat binnentreedt met een hoeveelheid per tijdseenheid bepaald door de oventemperatuurbesturing via een automatisch gemoduleerde roterende luchtvergrendeleenheid 12. De uitlaatgas-40 sen van de oven worden toegevoerd aan een cycloonverzamelaar 13 waarin 792 0 1 95 7 de as wordt verwijderd. Het uitlaatgas of afvoergas van het stelsel wordt vanaf de ovenuitlaattemperatuur (de minimaal acceptabele temperatuur voor het verwijderen van geur) geheel gekoeld in de dampvoorver-warmer 7 tot binnen 40°C van het dauwpunt en toegevoerd aan een zakver-5 zamelaar 15 voor het verwijderen van deeltjes vanwaar het wordt toegevoerd aan een schoorsteen via een ventilator 16 met geïnduceerde trek. Een deel van het ovenuitlaatgas wordt afgevoerd via de leiding 14 voor het direct aandrijven van de molen 4 door middel van de negatieve stel-seldruk die opgewekt wordt door de damprecirculatieventilator 8 waar-10 door dit deel van het gas terugkeert naar de oven.

Een succesvolle en milieu-technisch schone verbranding van slib vereist een adequate toevoer van zuurstof; een innig contact tussen gassen en materialen; voldoende contacttijd; een bestuurde temperatuur teneinde het slib of efficiënte wijze te verwerken en de geur uit de 15 uitlaatgassen te verwijderen. De verbranding van het slib wordt volgens de uitvinding uitgevoerd op de volgende wijze.

Zuurstof wordt als verbrandingslucht toegevoerd en er is een overmaat aan lucht nodig als gevolg van het inefficiënte contact. Het is wenselijk om de behoefte aan luchtovermaat te reduceren en een hoge 20 proceswerkingsgraad te handhaven en dit wordt primair bereikt door het verpulveren van het toegevoerde materiaal en wordt verder bereikt door het compleet drogen van de brandstof en het sorteren ervan teneinde voor de verbranding optimale oppervlak-gewicht-specificaties te verkrijgen geschikt voor het continu laten werken van een industriële oven 25 onder nauwe temperatuurbesturing. Het verpulveren, drogen en sorteren wordt allemaal uitgevoerd in een direct aangedreven walsmolen welke in het volgende nog wordt beschreven. Het verbranden van het gedroogde gesorteerde slib wordt afzonderlijk uitgevoerd in de genoemde oven met een behoefte van maximaal 10% luchtovermaat.

30 Er is tijd nodig zowel voor het drogen als voor het verbranden.

Door het drogen en het verbranden afzonderlijk en tegelijkertijd uit te voeren wordt de verblijfstijd tot een minimum gereduceerd.

De vereiste temperatuur voor het reukloos maken van de hercircule-rende dampstroom, verontreinigd met de vervluchtigingsprodukten uit het 35 droogproces, wordt verkregen volgend op het verzamelen van het gedroog- i de slib en het voorverwarmen daarvan door tangentiale injectie van de recirculerende dampstroom in de oven, waar de dampen worden gecombineerd met en verwarmd door de verbrandingsgassen. Deze geometrie maakt het mogelijk om de vuurvaste mantel voortdurend te koelen op de minima-40 le geurverwijderingstemperatuur terwijl de inwendige temperatuur kan

yOGO.-JnLC

792 0 1 95 8 fluctueren tussen 1100 en 1400°C.

De werkingsgraad van dit stankverwijderingsstelsel wordt gehandhaafd door het koelen van de afvoergassen in een dampvoorverwarmer teneinde de proceswarmte vast te houden. Door het handhaven van een af-5 voergassentemperatuur die aanzienlijk lager is dan de theoretische vlamtemperatuur van het natte slib (427°C) wordt het proces autoterm bij verwerking van toegevoerd materiaal met slechts 16-17% vaste stoffen. Als gevolg van de gereduceerde procesomvang, apparatuuromvang en verblijfstijd in vergelijking met conventionele verbranding bij het 10 uitvoeren van dezelfde operatie en de gereduceerde apparatuur en uitlaatgas temperatuur in vergelijking met een conventioneel straaldroog-proces is de thermische werkingsgraad van ongeveer 90% resulterend uit toepassing van het proces volgens de uitvinding verrassend.

In een gesloten hercirculatieproces is besturing belangrijk. De 15 oven wordt automatisch bestuurd door een centraal opgesteld besturings-paneel teneinde de stankverwijderingstemperatuur te beïnvloeden welke afhankelijk van tests zal worden ingesteld op een punt tussen 480 en 650°C. Deze besturing zal worden uitgevoerd afhankelijk van de sterkte van de damprecirculatiestroom. Een zuurstofanalyse van de uitlaatgassen 20 zal de besturing van de verbrandingsluchtovermaat op ongeveer 10% vergemakkelijken. De uitlaatgassen worden afgekoeld tot ongeveer 24°C van het dauwpunt waarbij continu een droog zakhuisbedrijf wordt geborgd alsmede een maximale proceswerkingsgraad. Deze temperatuur ligt ongeveer 120°C onder de normale bedrijfsomstandigheden. Besturing van deze 25 koeling wordt gehandhaafd door automatisch bedrijf van de recirculatie-dampventilator waarin de stromingshoeveelheid van de recirculerende dampstroom kan worden gevarieerd van twee tot maximaal viermaal de massa van het uitlaatgas bij het koelen van de uitlaatgassen in de dampvoorverwarmer. Dergelijke veranderingen reflecteren veranderingen in 30 het aangevoerde vochtgehalte hetgeen niet direct wordt waargenomen.

De direct aangedreven walsmolen die voor dit proces wordt aanbevolen wordt gefabriceerd door de Williams Patent Crusher and Pulverizer Company en is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.283.698. Deze molen is in staat gebleken om op de hier voorgestelde wijze het ;35 gemengde verteerde slib te verwerken. De Raymond Division of Combustion Equipment Inc., de Babcock and Wilcox Co., en anderen vervaardigen een ; soortgelijke reeks van walsmolens en ringwalsmolens die met succes voor de uitvinding toegepast kunnen worden.

De ringwalsmolen van Williams is ontworpen voor het verpulveren van 40, een nat toevoermateriaal zoals ruwe natte kool. De kool wordt opgenomen 7920195 9 van de walsrollen door middel van voorverwarmde lucht en overgebracht naar een spinscheider in het bovenste deel van de molen voor sortering ervan. Kool die verpulverd is passeert de sorteereenheid met de lucht terwijl deeltjes van te grote afmetingen onder invloed van de zwaarte-5 kracht terugkeren. Deze bestuurde sortering is in het bijzonder geschikt voor het voeden van roterende kalkovens en industriële ovens waar een nauwe temperatuurbesturing wordt geeist en lange perioden met een continu bedrijf essentieel zijn. Een droog niet gesorteerd produkt kan direct uit het vermalingsgebied worden onttrokken voor ander ge-10 bruik.

Bij het verwerken van het slib via een direct gevoede walsmolen moet het ruwe natte toevoermateriaal allereerst worden gemengd met het niet gesorteerde bnodemprodukt in één op éin verhouding en toegelaten worden tot het centrum van de molen met 50 tot 60% vaste stoffen. Door 15 de trommels bewegend worden deeltjes met een maximale grootte van 0,84 mm (20 mesh) gevormd als een mechanisch in beweging gehoudenbed waarvan het bodemprodukt kan worden afgenomen. Het granulaire slib wordt van de oppervlakte van dit bed opgenomen door de hete dampen van de oven. Deze dampen worden in de molen geleid naar de trommels waardoor het bodem-20 produkt wordt gedroogd en een gefluïdiseerd bed van slibdeeltjes wordt gevormd in het centrale gedeelte van de molen. Deze granulaatdeeltjes vermalen elkaar en worden gestraaldroogd tot de consistentie van vliegas. In het bovenste molendeel zorgt een spinseparator ervoor dat alleen deeltjes van de juiste afmetingen kunnen passeren onder handhaving van 25 het gefluïdiseerde gedeelte.

Iedere reeks van afmetingen tot een fijnheid van 90% door maasafme-tingen van 0,037 mm kunnen worden bereikt gebruik makend van de Williams spinseparator en de verwachte eis zal liggen in de orde van 70% door 0,074 mm.

30 . Het voordeel van de Williams-molen boven andere walsmolens is gelegen in het feit dat het bodemprodukt kan worden onttrokken voor vermenging met het natte slib teneinde een optimale voedingsconcentratie te bereiken. De gelegenheid wordt dus geboden om het droge gewalste slibprodukt, dat een uitstekend bodemconditioneringsprodukt vormt, te 35 onttrekken. Droog granulair slib kan een aanzienlijke hoeveelheid water absorberen zonder structureel verlies. Het vormt tevens een redelijke brandstof die zonder het explosiegevaar van het meer ontvlambare droge brandstofslib kan worden getransporteerd.

De dampvoorverwarmer bestaat uit een gasfase/gasefase-wisselaar en !40 hiervoor kunnen allerlei typen conventionele warmtewisselstelsels wor- ÜÜfïH^LC: 792 0 1 95 10 den toegepast.

De cycloonverzamelaars, het zakhuis, de ventilatoren en de schoorsteen zijn van conventioneel ontwerp en worden geleverd door talloze fabrikanten en leveranciers.

5 De oven die in het bijzonder uitgevoerd is op de beschreven wijze, kan ook door diverse fabrikanten worden gefabriceerd als variatie op een conventioneel luchtverwarmerontwerp.

Zoals reeds bij de bespreking van de stand der techniek werd opgemerkt treden er talloze problemen op bij het conventionele straaldroog-10 proces. Het ontsteken van gedroogd brandstofslib in het straaldroogpro-ces en het gebruikmaken van een veelzijdige ringtrommelmolen lost de meeste van de bekende straaldroogproblemen op. De recirculatie van de ovenverwarmde slibdampen levert een uitstekend transportstelsel. Deze damp heeft tweemaal de warmte-overdrachtscoëfficiënt van lucht en eli-15 mineert de potentiële kans op spontane ontsteking. De overmaat aan lucht is geminimaliseerd en gedroogd brandstofslib wordt gebruikt zonder blootstelling aan lucht. Warmteverliezen door de ovenwanden worden gereduceerd in vergelijking met conventionele straaldroogprocesen met de gereduceerde temperatuur (dalend tot 480°C voor stankverwijdering) 20 en de warmteverliezen door de schoorsteen worden geminimaliseerd door het handhaven van een minimale bedrijfstemperatuur in het zakhuis. Het opstarten wordt vergemakkelijkt door het recirculeren van de dampstroom gevolgd door het fluïdiseren van het gedroogde slib en het ontsteken van eerder geproduceerd droog brandstofslib.

25 Er is voorzien in een continu proces en de gehele stedelijke slibpro-duktie kan worden geaccepteerd.

De gegevens omtrent de energie- en massabalans in de tabel zijn gebaseerd op een kenmerkend gemengd verteerd stedelijk rioolslib met 20% vaste stoffen, een droge verwarmingswaarde van 16299 Jg en een droog 30 asgehalte van 37%. Een gebruikelijke 40% verbrandingsluchtovermaat, een stankverwijderingstemperatuur van 650°C en een geschat warmteverlies van 2162 J/uur geldt voor dit voorbeeld. Het resultaat is een 10% opbrengst van gedroogd brandstofslib met een overigens autoterm proces dat 240 ton nat slib per dag verbruikt.

792 0 1 95 - 11

I CQ

‘ <D CD

+3 -H 0 H

Fh Fh i ii ill l i to,

tÖCD III III II- II

£ t> CM I I

MO

V-

CM

KN KN pq O

ra ιοί iio i i i oo

CÖ I VO I I I NO III O MO

MO τ ι bo Ό -3- 0 Ö <H pa - · ·

Ο (β ΟΉ 3· IS -- KM |q O

Fi fi -p h -- mo i iico i I kn oo

tM! r I I I T- I I ON OMO

CM MO τ ι

-P

cö ö CÖ CD

(H CQ · · -P m ο T- Ο -Γ» KN ·*— ON (¾ o Ή CÖ I I CM KN -- MO "3--3-C0 Ο Ό

2¾) I IO COOCO KN ITN -r- O CM

CO' CM Ο -3- MO 00 v- CM -3- KN t-

CM

0 o o

1 U

cö -p

H CQ

ί Pi · ·

O 0 -3- pq O

FM CÖ 00 ON ON CM KN LTN NO OO

•H 3 v- CM F ON 00 CM V- O KN

O CD I I C— OCOO LfN KN KN CM 00

taCD-H I I T- 1--3-KN T-t- f— KN

g H -P -- KN MO

i—i CÖ 02 rQ CÖ

CÖ fciO

02 02 • 02 £t0 H CÖ Id ·

CD a Ö cö >3- Pq O

p 0) δβ 00 ononcmknmoo OO

CÖ Ö Η -P x- CMC— ON 00ONLTN 0-~

EHCDO-H I If- OCOO LfNC— KN LfN CM

0 p! I I -— -“ -3" KN C- CM ν- Ι -- KN -3"

CD

•H CQ

Etf cö FH 0D ·

CD I Fl Ph O

flÖCD MO ON ON 3 LTN C— LfN OO

CD CD O KN CM C— -3" CM LTN KN OO

h i> I ion οοοω -3- KN oo o in

oö I ION -— -3" LTN T- C— CM MO

0 ·Η -- CM -3---

-P

Ph Pq O

O III C— CO LfN Ο O OO

pi I II Of-GO C— t— I OMO

H On MO LfN -— -— I NO v-

CM ON CM

&

•H

rH

02 CM O "3- 43 -3" C— CO O KN . .

CÖ -- MO I I MO I I LTN pqO

fl V- CM IIO I I ON OO

t— ON CM O MO

MO --

ft ft Fl I

h ona pi ΌΛ10 · ·

cö -P pi cö ft Fl ·ο ·Η Fl pq O

CÖ CQplOO\ · CÖ · ·Η 0OO

CQ-H RWH-Pil i«Hfl ÖCÖÖHCD pi CD Fl CDpii)0-FpiCQpi1MC0pi'3O'HCD+J \ ·· OCD ft pi Λί ,3 pi Fl F* CÖ pi 800^0^1-3 ft ft o -p ra\ o\ pi\ ca -p\ \cö\FiFipi 00

FH CÖ CÖ £|0 CQ O^Dï^^cOcÖ O^DCM-PCM CD CÖ O 0 CDCD

ft 0 CÖ >Γ0 N Λ ?20 ft γΜ 0Ο20&^ΛΘΕΗΕ-Ι 792 0 1 95 12

De uitvinding biedt nu maximale flexibiliteit wat betreft de toe-voermaterialen en de produkt-marketing en slibverwijdering onafhanke onafhankelijk van de verkoop van het produkt, de kosten van fosfiele brandstoffen en lokale samenwerkingsprogramma's op het gebied van 5 rioolafval of efficiënte wijze met lagere investerings- en bedrijfskosten dan in enig ander bekend droog- of verbrandingsproces.

Met behulp van de uitvinding kunnen allerlei vormen van industrieel afvalwater, verbruikte oplosmiddelen, verven, ruwe olie, afvalwater uit kolenmijnen, natte afvalstoffen van pyrolyse of rioolwater, voedsel-10 afval, mest en dierlijk afval van veestapels alsook stedelijk rioolwater worden gedroogd en verwerkt.

In een uitvoeringsvorm wordt het droge brandstofslib gebruikt voor het voeden van het stelsel. De overmaat aan droge brandstofslib kan aan het stelsel worden onttrokken en moet eerst worden opgeslagen voor 15 noodgevallen zoals opstarten van het stelsel of het verbranden van slib met een hoog vochtgehalte. Een verdere overmaat kan eenvoudig worden getransporteerd naar lokale met afval gestookte inrichtingen zoals industriële heetwaterinrichtingen, energiebedrijven of cementovens. Het kan ook worden verwerkt in verbrandingsovens, gebruikt worden als land-20 opvulmiddel of als meststof ter beschikking worden gesteld aan plaatselijke bewoners.

Als er een markt kan worden gecreëerd op een bepaalde plaats voor gedroogd slib als kunstmest of bodemverbeteraar, dan kan de waarde van het gedroogde slib als zodanig z'n waarde als brandstof overtreffen en 25 kan, strikt afhankelijk van het verkooppotentiaal op economische wijze extra brandstof worden toegepast. Deze brandstof kan worden gebruikt in de vorm van poederachtig uit afvalmateriaal verkregen brandstof, houtskool of ruwe kool met een laag zwavelgehalte of gas of olie. Als grond-verbeteringsmiddel kan het bodemprodukt van de walsmolen worden ont-30 trokken via de mengboxleiding en voor de verkoop worden verpakt. Dit granulaire produkt heeft een capaciteit voor het absorberen en vasthouden van vocht en als gevolg van de wijze waarop het is gevormd heeft het een goede structurele stabiliteit.

Vanwege de onafhankelijkheid van de uitvinding van lokale afvalver-35 werkingsinrichtingen en afvalsamenwerkingsprogramma's, extra brandstoffen en de verkoop van het droge produkt kan de totale stedelijke slib-produktie verwerkt zonder dat de installatie stil komt te liggen of de capaciteit wordt gereduceerd.

Daardoor wordt het mogelijk om over lange termijn werkende contracten 40 af te sluiten voor het verwerken van stedelijk afvalslib, waarbij in- 792 0 1 95 13 komsten worden verkregen als riooltaxen waardoor de bedrijfskosten worden gereduceerd tot een punt waarop private afvalverwerkingsindustrieën winst kunnen maken.

Alhoewel het proces en het produkt volgens de uitvinding in het bo-5 venstaande aan de hand van voorkeursuitvoeringsvormen uitvoerig zijn besproken zal het duidelijk zijn dat de uitvinding niet tot deze exacte uitvoeringsvormen beperkt is en dat wijzigingen gemaakt kunnen worden zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

10 (conclusies) 792 01 95

Claims

1. Werkwijze voor het verwerken van rioolslib, gekenmerkt door de volgende stappen: a) inbrengen van het slib in een direct verhitte walsmolen voor het 5 drogen, verpulveren en sorteren, waarbij een gedroogd produkt wordt geproduceerd alsmede een waterdamp bevattend afvoergas, b) transporteren van dit produkt vanaf de molen door middel van de damp-afvoergasstroom van de molen naar een produktverzamelaar waarin een deel van het genoemde produkt wordt verwijderd en wordt toegevoerd 10 als brandstof aan een oven, c) oververhitten van de damp-afvoergasstroom bij het verlaten van de produktverzamelaar voorafgaand aan de injectie van genoemde oven door middel van een warmtewisselaar in een dampvoorverwarmer met de ovenuitlaatgassen, en 15 d) het geleiden van een deel van de ovenuitlaatgassen naar de ge noemde molen voor het verwarmen en drogen van het genoemde slib.

2. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat het ovenuitlaatgas, dat door de dampvoorverwarmer wordt geleid, wordt afgevoerd naar de atmosfeer na verwijdering van aanwezige deeltjes.

3. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat de genoemde oven is aangepast voor het stankvrij maken van de dampaf-voerstroom afkomstig van de direct gestookte molen, waartoe de damp-stroom tangentieel wordt geïnjecteerd in de oven en de dampen worden vermengd met de verbrandingsgassen die in de oven worden gevormd waar- 25 bij de gassen langs de rand van de oven worden gekoeld en de dampen worden verwarmd door contact met de verbrandingsgassen in het inwendige van de oven tot de minimale temperatuur voor het verwijderen van de stank.

4. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat 30 de oven automatisch wordt bestuurd teneinde te werken op of boven de voor stankverwijdering benodigde temperatuur onafhankelijk van de sterkte van de dampstroom.

5. Werkwijze volgens conclusie 4,met het kenmerk, dat de hoeveelheid verbrandingslucht automatisch wordt bestuurd door de 35 werking van een verbrandingsluchtventilator welke op zijn beurt werkt afhankelijk van een zuurstofanalyse van de ovenuitlaatgassen.

6. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat de dampstroom minder dan 5% zuurstof en meer dan 40% oververhitte waterdamp bevat zodat het gaat om een niet-oxyderend transportgas. 792 0 1 95 *1 A , 15

7. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de dampvoorverwaremer zorgt voor koeling van de ovenuitlaatgassen tot ongeveer 40°C boven het geschatte dauwpunt.

8. Werkwijze volgens conclusie 7,met het kenmerk, dat 5 het koelen van de uitlaatgassen worden bestuurd door het automatisch bedrijven van de recirculatiedampventilator welke op zijn beurt wordt bestuurd afhankelijk van de temperatuur van de uitlaatgassen van het stelsel.

9. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat 10 terugwinning vanuit het slib verkregen brandstof resulteert wanneer het vochtgehalte toegevoerde materiaal kleiner is dan 84 gew.%.

10. Produkt, geproduceerd met behulp van de werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, bevattende een droge uit slib verkregen brandstof. 15 ====== ί _ : 792 0 1 95