PL165418B1

PL165418B1 - Urzadzenie do suszenia osadów sciekowych, zwlaszcza pochodzacych z komunalnychoczyszczalni scieków PL

Info

Publication number: PL165418B1
Application number: PL90284098A
Authority: PL
Inventors: Gerhard Schmidt; Heinz Schmidt
Original assignee: Schmidt Gerhard R; Heinz Schmidt
Priority date: 1989-03-02
Filing date: 1990-03-01
Publication date: 1994-12-30
Also published as: AU5268390A; FI901032A0; JPH05504505A; WO1990009967A1; NO900979L; LU87683A1; PT93325A; DE58909094D1; CZ279058B6; EP0386274A1; EP0386274B1; CA2047732A1; GR900100142A; HU901247D0; ATE119504T1; CN1045962A; CS9000993A2; YU38190A; DD299958A5; ES2072269T3

Abstract

1 . Urzadzenie do suszenia osadów sciekowych zwlaszcza pochodzacych z komunalnych oczyszczal- ni scieków, znamienne tym, ze ma wiele umieszczo- nych obok siebie promienników ciepla (1), z których kazdy posiada komore spalania (4), której dolna sciane stanowi powierzchnia (5) promieniujaca cieplo, a ponadto ma w kazdej komorze spalania palnik (2) na olej opalowy lub gaz, oraz wymiennik ciepla (7 , 8) do podgrzewania powietrza przez gorace gazy spalino- we, przy czym w komorze suszarniczej (11) ponizej powierzchni (5) promieniujacej cieplo, sa umieszczo- ne otwarte elementy do przemieszczania osadu scie- kowego, których droga przemieszczania przebiega od jednego do drugiego konca obszaru promieniowania promienników ciepla (1), które przystosowane sa do posredniego ogrzewania goracym powietrzem, a ponadto zawiera skraplacz (18) dolaczony do komory suszarniczej (11) zgodnie z kierunkiem przeplywu. FIG . 3 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest uiandneecd do auazdoca osadów ściskowych, zwłaszcza pochodzących a komunalnych oczyszczalne ścieków. W mcejskech oczyszczalniach ścisków powstają duże ilości osadów ściekowych, surowych luli przefermżnttoadwye, z którtól eπżee nin ż01 stSała ssę z materiału stałego. Aby ten osad wykorzystać lub usunąć konieczne jest jego wysusdecze. Za pomocą mechanicznego suszenia osadu, jak np. w komorowych filtrach próżniowych, uzyskuje się wysuszone osady których zawartość cccZc sstae^g wyynsó nn. ok. 30% - tym samym składjją się one w przeważającej części z wody. TaZ wysassnne osady ss -w ogół nie snbdycSnse dadecSu. Cż-domo jest również, że osady ściekowe można suszyć w bębnach susnarnieayeh przy pomocy gorącego powietrza o temperaturze ok. 600°C, przy czym uzyskuje scę znaczne zwiększenie zawartości materiału stałego w osadzie i jego w zasadzie neutralny zapach. Podczas tego ulatniające się szkodliwe substancje przechodzą z saadu w postacc oparów tak, że podczas dalszego przebiegu uzyskuje się wodny kondensat z substancjami szkodliwymi lub też substancje szkodliwe znajdują się w powietrzu odlotowym. Często takie termiczne suszenCe osadów połączone jest z jego spalaniem, przy czym powietrze zawierające szkodliwe substancje przeprowadzane jest również przez strefę spalania aby uzyskać spalence szkodliwych substancji.

Zadaniem wynalazku jest stworzence ulznOzdoCz do suszenia osadu ściekowego, którego użycie powoduje, cż nce powstaje, obarczony szkodliwymi substancjami ane gaz odlotowy zoC kondensat. Przy tym wilgotny osad ściekowy którym może być np. surowy osad lub prnsfslżsotsyzoy osad, ma być wysuszony aż do zawartości materiału stałego wynoszącej więcej niż 90% wagowych, korzystnie więcej ncż 98% wagowych.

Zadance to, według wynalazku zostało rozwiązane prada to, że urządzenie do suazseCz osadów ściekowych, ma wiele umisaaezsoyeh obok siebie prsżcsoocków ciepła, z których każdy posiada komorę spzlzncz, której dolną ścianę stanowe poyislaehoiz plOżisoiująed ciepło, a ponadto ma w każdej komorze spalania palnik nz olej opałowy lub gaz, oraz wymiennik ciepła do podgrzewania powietrza przez gorące gazy spalinowe, przy czym w komorze suanaloiezsj poniżej powierzchni prsżideiującej ciepło, są użcsszezoes otwarte slsżdoty do prnsżisszezzoca osadu ściekowego, których drogz prasmidaaezzeia przebiega od jednego do drugiego końca obszaru promceeCsyzeia prsżideoCkóy ciepła, które przystosowane są do pośredniego ogrzewania gorącym powietrzem.

Ponadto w korytach znajdują się, kanały odsysające, dołączone do skraplacza, zawierające otwory.

Korzystnym jest również według wynalazku, gdy poniżej otwartych slsmsotóy do przdżisszczania oszdu ściekowego umisaneaooz jest co najmniej jedna warstwa, korzystnie dwce warstwy zamkniętych dUdmdotóy do przsżCsazezaoia osadu ściekowego, których drogc plzsmissnenzoiz odpowiadają drogom przsmidszeaaoia w otwartych slsmsotzeh do plasmisazezzoia oszdu ściekowego e z warstwy na warstwę mzją przeciwny kierunek.

Według wynalazku korzystnym jest również, gdy zamknięte slsmdety do prasmCsszezaeia osadu ściekowego w każdej warstwie składają się z wielu równolegle obok siebie plzsbisgzjąeyeh rur z umcsazezooyżi w nich obracanymi prnsoośeCkzżC ślimakowymi z wydrążonym wałem dlz ogrzewania gorącym powietrzem, natomiast w każdej rurze znajduje się, prasbcdgzjąey wzdłuż rury c połączony z wnętrzem rury otworami kanał odsysający, który dołączony jest z jednej strony do centralnego otworu w wydrążonym wzle lub do łaszczat ury,. - - rugiejp ssrony do ssraplacza.

Ponadto każde koryto i przebiegająca pod nem rura połączone są ze sobą pizsz umidsaeases na pizsżCzo na obu końcach □popadają eicsoso kr!óćc trysląn ppsasycSrsznyrSną dnog puzs żcsazezaoia saz0u ściekowego przez koryto i rury.

Według wynalazku do rury ślimaka wyładowczego, użisazezsesgo poprzecznie do położonych ponad nem ślimaków rurowych, dołączone tg opadjącet k^^^^ee njjnisszjp warstwy ślimaków rurowych z przenośniki ślimakowe do^^c^^c^r^^ ts do silników napędowce, t przt czym prędkość obrotowa silników nsOosj warstwy ślimaków srsrsydea jest oCsaaldżoCs od prędkości obrotowej innej warstwy ślimaków.

165 418

Korzystnym jest również, że na jednym końcu komory suszarniczej umieszczone jest, przeprowadzone przez ścianę komory, urządzenie uprowadzające połączone od strony zasilania z lejem zasobnikowym, a od strony wyprowadzania kończące się ponad końcem wprowadzającym osad do otwartych elementów do przemieszczania osadu ściekowego.

Według wynalazku istotnym jest, że urządzenie wprowadzające składa się ze ślimaków wprowadzających, których liczba równa się liczbie koryt.

Korzystnym jest również, gdy urządzenie według wynalazku umieszczone jest na podwoziu naczepowym.

Zgodnie z powyższym urządzenie składa się z promienników grzewczych, które oprócz promieniowania cieplnego wytwarzają również gorące powietrze , oraz z elementów przemieszzająącchh osad ściekowy, które przemieszczają osad ściekowy przez obszar promieniowania cieplnego poddając go działaniu tego promieniowania, przy czym osad oddaje przy tym wodę w postaci pary, a ponadto ze skraplacza do kondensacji powstałej pary wodnej.

Znaczenie ma również to, że wymiennik ciepła do wytwarzania gorącego powietrza jest wbudowany w promiennik ciepła tworząc z nim jedną zwartą konstrukcję. Z tego względu również przewoźna suszarnia może być wyposażona w dużą liczbę takich promienników ciepła. Poszczególny promiennik ciepła wytwarza stożek promieniowania cieplnego. Przez liniowe usytuowane obok siebie wielu promienników ciepła uzyskuje się wydłużony obszar promieniowania,w którym umieszczone są w kierunku wzdłużnym elementy do przemieszczania osadu ściekowego.

W zamkniętych elementach do przemieszczania osadu, częściowo wysuszony osad znajduje się aż do końcowej zawartości materiałów stałych wynoszący 95% wagowych, korzystnie 98% wagowych. Przez warstwowe, jedna na drugą usytuowanie elementów do przemieszczania osadu powstaje zwarta budowa urządzenia o niewielkim zapotrzebowaniu na powierzchnię. Każda warstwa elementów do przemieszczania osadu może się składać z pięciu do piętnastu, korzystnie z ośmiu do dwunastu koryt względnie rur. Ogrzewanie rur następuje, tak jak ogrzewanie koryt, w ten sposób, że gorące powietrze jednego promiennika cieplnego doprowadzane jest zawsze do jednej warstwy ślimaków rurowych. W ślimaku rurowym gorące powietrze kierowane jest najpierw przez płaszcz rury a następnie przez wydrążony wał i stąd poprzez kanał odsysający przechodzi do skraplacza. Powstające w rurach opary przechodzą przez wspomniane otwory do kanału odsysającego i unoszone są przez strumień powietrza do skraplacza i tam podlegają kondensacji.

Wynalazek zostanie wyjaśniony na podstawie przykładu wykonania przedstawionego na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uproszczony schemat blokowy przebiegu suszenia w urządzeniu według wynalazku, fig. 2 uproszczony schemat blokowy przepływu powietrza przy suszeniu w urządzeniu według wynalazku, fig. 3 uproszczony widok promiennika grzewczego stosowanego w urządzeniu według wynalazku, fig. 4 widok ogólny urządzenia według wynalazku, fig. 5 widok perspektywiczny zastosowanego w urządzeniu ślimaka korytkowego, przy czym część powierzchni zewnętrznej jest usunięta, a fig. 6 przedstawia widok perspektywiczny zastosowanego w urządzeniu ślimaka rurowego. Schemat z fig. 1 przedstawia istotne stopnie przebiegu suszenia w urządzeniu według wynalazku i jest samo przez się zrozumiały. Na fig. 2 przedstawione jest schematycznie doprowadzanie gorącego powietrza w urządzeniu według wynalazku. Dla uproszczenia przedstawione są tylko dwa promienniki grzewcze, chociaż urządzenie może zawierać trzy lub więcej promienników. Podczas gdy promieniowanie grzewcze ze wszystkich promienników skierowane jest na ślimak korytowy położony na samej górze, to gorące powietrze wytwarzane przez poszczególne promienniki grzewcze doprowadzane jest zawsze tylko do jednego urządzenia ślimakowego, a więc np. do ślimaka korytowego lub do jednego ze ślimaków rurowych. Powietrze przepływa najpierw przez płaszcz ślimaka a następnie wchodzi do otworu wału ślimaka. W ślimakach korytowych gorące powietrze z wału ślimaka przepływa dalej do ślimaka wprowadzającego, aby ogrzewać również jego. Ponieważ to gorące powietrze było przy wymianie cieplnej tylko w pośrednim kontakcie z osadem, nie zawiera ono żadnych zanieczyszczeń i może być wyprowadzane do atmosfery po stronie wyjściowej ślimaka wprowadzającego. Przykładowo doprowadzane jest ono do komina zmieszane z gazami spalinowymi. Opary tworzące się w ślimaku korytowym odsysane są przez kanał odsysający do skraplania i tam są kondensowane. W ślimaku rurowym gorące powietrze

165 418 wchodzi również najpierw do płaszcza a stamtąd do wału ślimaka. Następnie jeszcze gorące powietrze przepływa do kanału odsysającego ślimaka i przenosi w ten sposób opary powstałe z osadu ściekowego, do skraplacza. Po skropleniu się oparów pozostałe powietrze stosuje się do spalania w promiennikach grzewczych. Na fig. 3 przedstawiony jest promiennik grzewczy 1 do wytwarzania promieniowania podczerwonego i gorącego powietrza, które znajduje zastosowanie w urządzeniu suszarniczym według wynalazku. Promiennik grzewczy posiada palnik olejowy 2 do. którego przez 'przewód 3 doprowadzany jest olej opałowy, a przez przewód 42 powietrze do spalania. Palnik 2 otoczony jest wydrążonym płaszczem 2a otwartym na komorę spalania 4, przy czym do płaszcza 2a, przez przewód 41 doprowadzane jest powietrze odlotowe ze skraplacza oparów 18.

W komorze spalania 4 panuje temperatura dochodząca do 1700°C. Metalowy stożek promieniujący 5 wypromieniowuje do dołu promieniowanie cieplne, które pod stożkiem wywołuje temperatury aż do 1200°C. Stożek promieniujący 5 otoczony jest przez ekran odbijający 6 o kształcie stożka ściętego, który skupia promieniowanie cieplne. Komora 4 otoczona jest drugą komorą 7 przez którą przepływa gorący gaz spalinowy z komory 4. W komorze 7 umieszczona jest spiralnie biegnąca rura 8, dołączona do dmuchawy powietrznej 9. Dmuchawa 9 zasysa powietrze z otoczenia i przetłacza je przez wymienniki ciepła 8, 7. Wytworzone przy tym gorące powietrze opuszcza wymiennik ciepła w punkcie 10 przy temperaturze dochodzącej do 80°^oC, korzystnie 600 do 800°C. Przedstawione na fig. 4 urządzenie według wynalazku umieszczone jest na podwoziu 40, które wykonane jest w postaci naczepy i może być ciągnione przez ciągnik. Urządzenie ma trzy promienniki grzewcze 1, których stożki promieniujące 5 oddają promieniowanie cieplne do położonej pod nimi komory suszarniczej 11. W komorze suszarniczej 11 umieszczone jest dziesięć, położonych w kierunku jazdy, ślimaków korytowych 12, których ślimaki napędzane są silnikami elektrycznymi. Każdy ślimak 12 jest napęłniany ślimak wprowadźjjąy, 4, który również napędzany jest silnikiem elektrycznym 15. Szereg ślimaków wprowadzających 14 pobiera wilgotny osad ściekowy z leja zasobnikowego 16 i przenosi go do króćca 17, przez który osad zostaje przeciśnięty do koryta ślimaka 12. W korycie 12 wilgotny osad poddany jest bezpośredniemu wpływowi promieniowania cieplnego z ttzech prrmiennńkkw 1. Poze tym koryto 1, e wa , śiimaka ogrzewane są również przez gorące ppwietrze, jjk dakśj ędóiee oe wyaatkttle. Wilgoć, oaad przemieszczany jest przez ślimak koryta do drugiego końca rury i jest przy tym obracany i w znacznym stopniu wysuszony. Powstające opary odsysane są do kanału odsysającego, /który będzie bliżej opisany/ i kierowane są potem do skraplacza 18, w którym podlegają kondensacji. Częściowo wysuszony osad przechodzi przez króciec 19 do rury ślimaka 20, który napędzany jest silnikiem elektrycznym 21. W rurze ślimaka 20 częściowo wysuszony osad przemieszczany jest ponownie do przodu króćca 22. Rura ślimaka 20 ogrzewana jest przez gorące powietrze ze środkowego promiennika 1 tak, że suszenie osadu postępuje dalej podczas jego rrzemilszczwtiw do króćca 22. Powstające przy tym opary odsysane są strumieniem gorącego powietrza przez kanał odsysający w rurze 20, który będzie dalej opisany, i doprowadzane są również do skraplacza 18 i tam kondensowane. Wysuszony w znacznym stopniu osad przechodzi przez króciec 22 do dolnej rury ślimaka 23 w której następuje prawie całkowite wysuszenie, tzn. wysuszenie aż do 98% zawartości materiału stałego, ślimak rury 23 napędzany jest również silnikiem elektrycznym 24, przez co osad przemieszczany jest do tyłu, do króćca 25. Suchy osad wyciskany jest przez króciec 25 na poprzecznie położony ślimak wyładowczy 26, który wysuszony osad wyrzuca z boku urządzenia. Na obu końcach każdego ze ślimaków korytowych 12 i ślimaków rurowych 20, 23 znajdują się komory powietrzne 27 które służą, przedstawionemu szczegółowo na fig. 2, prowadzeniu powietrza, dla kierowania go z płaszcza do otworu w wydrążonym wale. Przedstawiony na fig. 5 w uproszczeniu ślimak korytowy 12 posiada wydrążony płaszcz 28 przez który przeprowadzane jest gorące powietrze wytwarzane w jednym z promienników grzewczych 1. Gorące powietrze wypływające z płaszcza 28 wchodzi następnie, zgodnie z zaznaczoną strzałką, do otworu 29 w wwśi ślimaka 30a i ogrzewa w ten sposób ślimak 30. Przy korycie ślimaka 12 znajduje się kanał odsysający 31 który wzdłuż boku ślimaka 30 posiada szereg otworów 32. Kanał odsysający 31 dołączony jest do skraplacza 18 /nie uwidoczniony/, który z kolei utrzymywany jest w podciśnieniu tak, że opary powstałe w korycie 12 z osadu, odsysane są przez otwory 32 i kanał odsysający 31.

165 418

Na fig. 6 przedstawiony jest ślimak rurowy 20 identyczny ze ślimakiem korytowym 23 oraz innymi ślimakami rurowymi, które mogą się ewentualnie znajdować w trzeciej warstwie. Rura ślimaka 20 ma wydrążony płaszcz 33, w którym przez promieniowo ustawione ściany 35, wydzielony jest kanał 34. Wał 36a ślimaka 36 jest również wyposażony w otwór 37 dla ogrzewania. W obszarze kanału odsysającego 34 ściana wewnętrzna rury 20 posiada na całej swej długości otwory 39. Przez otwory 39 osad oddaje swe opary do kanału odsysającego 34. Gorące powietrze do ogrzewania ślimaka rurowego 20 przychodzi z promiennika grzewczego 1 w kierunku strzałki najpierw do płaszcza rury 33 a następnie wchodzi w otwór 37 wału 36a i w końcu do kanału odsysającego 34, przez który opary są doprowadzane i ze strumieniem powietrza przemieszczane są do skraplacza 18.

165 418

komin

FIG. 2

165 418

FIG. 3

165 418

FIG. 6

165 418

FIG. 1 cjami szkodliwymi

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do suszenia osadów ściekowych, zwłaszcza pochodzących z komunalnych oczyszczalni ścieków, znamienne tym, że ma wiele umieszczonych obok siebie promienników ciepła /1/, z których każdy posiada komorę spalania /4/, której dolną ścianę stanowi powierzchnia /5/ promieniująca ciepło, a ponadto ma w każdej komorze spalania palnik /2/ na olej opałowy lub gaz, oraz wymiennik ciepła /7, 8/ do podgrzewania powietrza przez gorące gazy spalinowe, przy czym w komorze suszarniczej /11/ poniżej powierzchni /5/ promieniującej ciepło są umieszczone otwarte elementy do przemieszczania osadu ściekowego, których droga przemieszczania przebiega od jednego do drugiego końca obszaru promieniowania promienników ciepła /1/, które przystosowane są do pośredniego ogrzewania gorącym powietrzem, a ponadto zawiera skraplacz /18/ dołączony do komory suszarniczej /11/ zgodnie z kierunkiem przepływu.
2. Urządzenie według zastrz. 1 .znamienne tym , że enemedty do presmies-czania osadu ściekowego stanowi wiele równolegle obok siebie umieszczonych koryt /12/ z umieszcot-ypr w korytach obracanymi promnośnrkamr ślimakowymi /30/, przy czym koryta /12/ wyposażone są w płaszcz /28/ a przenośniki ślimakowe /30/ w wydrążony wał /30a/ dla ogrzewania gorącym powietrzem.
3. Urządzenie według zasrzz. , .znamienny tym, że w korytach /12/ znajdują się, zawierające otwory /32/, kanały odsysające /31/, dołączone do skraplacza /18/.
4. Urządzenie wwdług zastrz. znamienne ty,, że poniżej otwartych elementów do przemieszczania osadu CrmkOemety /H, 8832/, prmeecet-sy y co najmniej jedna warstwa, korzystnie dwie warstwy zamkniętych elementów do przemieszczania osadu ściekowego /20, 33-39/, których drogi przemieszczania odpowiadają drogom przemieszczania w otwartych elementach do przemieszczania osadu ściekowego i z warstwy na warstwę mają przeciwny kierunek.
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zamknięte elementy do przepieszcoa-ra osadu ściekowego w każdej warstwie składa się z wielu równolegle obok siebie przebiegających rur /20/ z umieszczonymi w nich obracanymi proe-tśnrkamr ślimakowymi /36/ z wydrążonym wałem /36a/ dla ogrzewania gorącym powietrzem, natomiast w każdej rurze /20/ znajduje się, przebiegający wzdłuż rury i połączony z wnętrzem rury otworami /39/, kanał odsysający /34/, który dołączony jest z jednej strony do centralnego otworu /37/ w wydrążonym wale /36a/ lub do płaszcza /33/ rury /20/, a z drugiej strony do skraplacza /18/.
6. Urządzenie wwdług zzatrz. ,y znamienne , y ei.Sc eykor koyy1o yiy/ z przebiegająca pod nim ruua 1/200 ppołącone z^ sobą pirez umieszczone na ppdefnprn nn o^u kodcach opadające króćce /19, 22/ tworząc posuwisto - zwrotną drogę przemieszczania osadu ściekowego przez koryto i rury.
7. Urządzenie według zast^. 4, znamienne tym, że do rury ślimaka wyładowczego /26/, umieszczonego /tpromlznlm do położonych ponad nim ślimaków rurowych /20, 23/, dołączone są opadające króćce /25/ najniższej warstwy ślimaków rurowych /23/.
8. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne ty,, że /domnoś-ikr ślimakowe /30, 36/ dołączone są do silników napędowych /13, 21, 24/, a prędkość obrotowa silników jednej warstwy ślimaków s0kmdoes- jjes nl-rmOsżmln od pΓpdęd0tl obtbrtkte ϊι-^ wwars^^ śllimków.
9. Urządzenie wwdług zzatrz. i. znamienne tym, że na j6^^^i^m kkńcu komory sssoar-rczeJ /11/ umreszlot-m jest /rzmprowadoonm przmo ścisnę komory urządzenie wprowadzające /14/ połączone od strony zasila-ia z lejem zasobnikowym /16/, a od strony wyprowadzania kończące się ponad końcem wprowadzającym osad do otwartych elementów do przmpimszlzsnia osadu ściekowego /12, 28-32/.
10. Urządze-ie według zas^z. 9, znamienne tym, że uroądoe-im wprowadzające /14/ składa się ze ślimaków wprowadzających, których liczba równa się liczbie koryt /12/.

165 418
11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że umieszczone jest na podwoziu zaczepowym /40/.

* * *