WO2013160479A2 - Vorrichtung zur thermischen behandlung eines feuchtsubstrats mit einer schleuderwelle und verfahren zur duchführung dafür - Google Patents

Vorrichtung zur thermischen behandlung eines feuchtsubstrats mit einer schleuderwelle und verfahren zur duchführung dafür Download PDF

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    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the present invention relates to a device for the thermal treatment of a moisturizing substrate according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for the thermal treatment of a moist substrate according to the preamble of claim 11.
  • the moist substrate may also be a solution or suspension containing dry matter.
  • the housing referred to below may be a housing accommodating the device or else a housing accommodating the spinning shaft with a drying space.
  • various methods use the method of returning some of the dried material to the drying process to reduce the relative humidity of the resulting mixture.
  • spin-wave dryers in which rotating blade waves throw up the material and thus create the optimum conditions for convection drying.
  • the same method can also be applied on the one hand to the drying of any, even for non-sticky materials, on the other hand, on the other extreme of the extremes, on liquids, such as bark and Gaerreste from biogas plants.
  • the principles outlined therein can also be applied to any material.
  • the core of the process is that already dry material is in the dryer, either because - in the case of a portion drying - only part of the material removed and another part is left in it, either because - in the case of a passage drying, as shown for example in drawing 1 - the regulation is designed accordingly.
  • This eliminates the need to mix damp and dry material in front of the dryer and eliminates the need to return the dry material after the dryer, back to the dryer or to a mixer in front of it.
  • the invention can be implemented with any spin dryer.
  • the drawing 1 shows a device particularly suitable for this purpose and relates to the drying of sewage sludge, but can be used in this way and analogously for all other applications. It takes up elements from the patent applications 259/12 and 585/12 and develops them further.
  • the sewage sludge comes from the outlet of the centrifuge (a), where it has been brought from a liquid to a muddy consistency, and falls directly into the drier's supply hopper (b).
  • the hopper is provided at the dryer opposite end with an outlet, which allows, if necessary, by reversing the rotary Direction of the screw, the container relatively easy to empty.
  • at least one of the side walls can be made removable or hinged for this purpose.
  • the sludge centrifuge Since the dryer can stand even once, either for maintenance or other reasons, the sludge centrifuge is however inexhaustible, or if, for some other reason, the centrifuge is conveying more sludge than the drier can take up and dry, is under the supply hopper (B) a conveyor device (c) attached, which receives the Klaerschlamm sometime overflowing when the dryer is stopped and promotes in a corresponding buffer storage device.
  • This conveyor device can run continuously, or be turned on automatically when material hits it. If the interruption lasts longer, the ejection of the centrifuge (a) can be made pivotable and the material can be conveyed into containers, which can then be charged and removed.
  • the material travels from the inlet (s), along the spinner shaft, to the outlet (g), which is regulated by a controlled extraction - here represented in the form of a screw conveyor. So not only the residence time of the material can be regulated, but - in the present case particularly important - the amount of material in the dryer.
  • the sewage sludge can be introduced in several places in small doses.
  • the material inlet (e) is not quite attached to the edge of the dryer, but rather a long way behind so that the introduced wet material mixes with dry material from both sides.
  • the screw conveyor runs continuously during the filling phase, or the filling phase is divided into intervals.
  • the moist material mixes because of the dry and the risk of lumping is reduced.
  • the mixing effect can be influenced by the number and size of the throwing blades, as well as by the geometry of the throwing blades.
  • a triangular blade can still enhance the effect already given in the arrangement of individual blades, that the material is conveyed by the upward movement of the blades, not only upwards but also to the side.
  • the material can be thrown up turbulently along the entire route, or increasingly homogeneously thrown up on the way through the drying, the closer it approaches the ejection (g).
  • the geometry of the spinning shaft can be used by, for example, no longer individual blades in the rear, the material aufwerden, but continuous strips, as shown in the drawing 1 also.
  • Klaerschlamm is a very sticky material
  • the mixture ratio is also a special one. According to the invention, a relatively dry mixture is run through the dryer, which moves by 85% dry matter content (TS). This mixture has proven itself in municipal Klaerschlaemmen. If a final moisture of 90% TS is to be achieved, the input mixture will have approx. 80% DM.
  • the values may vary depending on the sewage sludge, but especially for municipal sewage sludge a mixture is used that is clearly above a 50:50 dry / wet mixture and has a TS content of at least 65-70%.
  • a mixture is used that is clearly above a 50:50 dry / wet mixture and has a TS content of at least 65-70%.
  • One that offers itself is to watch the temperature in the dryer. If moist material is introduced (e), the temperature in the dryer drops. Once it has mixed with the surrounding dry or dry material and begins to dry itself, the temperature starts to rise again.
  • the material entry can be controlled relatively easily via an upper temperature limit, which starts the filling and a lower temperature limit, which stops the filling.
  • the temperature values can be adjusted dynamically to the fluctuating inlet temperature of the drying air. Since the mixture is relatively dry and by the Nach Schouellen relatively little wetter, the drying temperature will be higher at the inlet temperature than other processes. For the control, a single temperature probe suffices when the air exits the drying chamber. A series of temperature probes along the material path - in Figure 1 this corresponds along the spin shaft (f) - even allows automated flexible response to changing inlet moisture of the material.
  • the air heated with it single stream, or - as described in the patent applications 259/12 and 585/12 - are divided into several air trains in the dryer, each of which heat a separate segment.
  • These segments can be open, in that a pair of ventilators in each case blows in and out of the given draft, in a given area the path of the material through the dryer.
  • These segments can also be separated by a partition, or in extreme cases even distributed to several dryer units.
  • the introduction of the air can be introduced laterally from both the one and the other side of the spinning shaft (s) according to a method described in the patent applications 259/12 and 585/12, as well as the possibility exists, the air forehead and To introduce the axle side of the shaft.
  • This frontal and the aft side can also Luftwroeme be introduced from different sources of energy, in extreme cases, heated from one side and from the other side only to be cooled.
  • the drying chamber fitted with the centrifugal shaft, for example in a ventilated conveyor screw. If a segment conveyor screw is used, the material is not only conveyed, but additionally mixed.
  • the drying chamber itself can be used for cooling, either because according to the principle described above of one of the selected segments with fresh, unheated, or even cooled ambient air is leaking, either because in a segment, or over the entire drying chamber the burner is switched on and off while the fresh air fan is passing through.
  • the removal of material can - as described in the patent application 585/12 - over the wave load can be controlled. It may be useful to carry out the removal in each case after a filling interval, so that the wet material meets as much as possible dry or pre-dried material. Although the basic advantage of this device is that backmixing is not required, it does not mean that it is closed. A possible execution of such a Materialrueckfuehrung (h) is shown in the drawing 1. Thus, a drying according to the classical principle, the return and the mixing of the materials before or in the dryer is conceivable.
  • this may mean that the material recycling is used for repeated heating and cooling the material. Transferred to the drawing 1 this could mean that the left half is heated and the right half is just chilled.
  • This constellation in which the material circulates in the spin dryer, is also conceivable with a different combination of energy sources and Heilzuegen.
  • the process described in this patent is suitable not only for sewage sludge and other very humid materials, but also for processing liquid solutions into powder, in a spin dryer as described here, or any other spin dryer.
  • the liquid is introduced into the spin dryer, by any suitable method, which wets dry or pre-dried material in the dryer and then dried again. This is of particular interest to Guelle and Geraldae, but is not limited to these materials.
  • a heat recovery can improve the energy efficiency. Since the drying of liquid solutions is particularly energy-intensive, the possibility should be mentioned at this point not only to produce the heat directly, via a fuel, or to use any available Abwaermeuzen, but also renewable energy sources, such as sun, heat, wind energy, or other use. Solar and wind energy can also be used to generate the necessary mechanical energy for moving the spinning shaft (s), the fan and other consumers. In the case of solar, wind and other energy sources, the temperature level available for drying may vary. In the case of materials such as bark or gore residues, or in other materials where a certain degree of sanitization is desired, the material is already sanitized in the course of the drying process at sufficiently high temperatures.
  • the drying material At entry temperatures of the drying air in the middle temperature segment, the drying material will not reach the temperature required for the sanitation until the end. In this case, it is worthwhile to connect the dryer with an insulated, or even heated buffer tank, in which it is kept at the level of the outlet temperature for a while, so that the desired sanitation occurs.
  • the material At inlet temperatures in the low temperature segment, the material is dried, but never reaches the temperature necessary for the hygienization. In this case, for portion driers, the drying phase, with continuous dryers in each case in the last segment, the material is reheated with an additional energy source.
  • the drawing 3 represents a portion dryer.
  • a Zellradschleusen-like device was selected, which extends over a portion or over the entire length of the spinning shaft, the rotational movement empties the dryer.
  • the amount of material can be relatively easily regulated by the wave load. The timing of emptying the dryer as well, possibly in combination with moisture control.
  • This operating mode not only refers to the described dryer devices, but to each spin dryer, which is used for this type of drying process.
  • An alternative to the rotary valve may be a conveyor screw.
  • various small technical supplements are shown.
  • the throwing blades have different angles of incidence so that it is possible to achieve different throwing directions.
  • air intake devices (y) were attached to the centrifugal shaft and, thanks to a suitable geometry, which is not more closely defined here, the effect that the rotational movement
  • the aim of the spinning shaft is to draw the air escaping from the air inlet (m) into the shaft, but also into the material eyelid described by the throw motion, which promotes the mixing of drying air and material.
  • the feeders (y) may be individual elements attached to the blades or devices mounted over the entire length of the spinning shaft.
  • the air inlet (m) is mounted relatively close to the material after it is thrown in the desired direction by a directional baffle (k). So it comes after leaving an immediate contact with the material.
  • rejuvenation of the air inlet (m) means more effort for the fan, the air penetrates deeper into the layer of thrown-out material and the contact between the drying air and the material is intensified.
  • a steep angle of incidence in the opposite direction of the ascending material was chosen.
  • a heating (I) of slide plate (i), wave shell (j) and guide plate (k) is shown, which can be done in various ways.
  • the drying air which is usually very high in spin dryers when Eitnritt in the dryer and moves between 300 and 800 degrees Celsius, first to the slide plate (i), the wave shell (j) and the baffle (k ), before it is deflected and passed through the air inlet (m) into the material.
  • This can be done segment by segment or over the entire dryer length, and it can also be combined with other locations of air introduction, for example with introduction of the air into the material lysis tunnel, as described in 585/12.
  • the correct inlet height of the hot air must be ensured, sufficiently high to heat as much of the sliding plate (i) as possible, not sufficiently deep for material deposits in the area where the material impacts the sliding plate (i) ignite.
  • air is not the only medium that heats the spin dryer from below can be. Fluids such as water and oil are also suitable for this purpose.
  • the cooling water of a Verbernungsmotors can be used, or the Abwaerme a water-cooled combustion chamber, which will be described below, or a sun-heated medium, or any otherwise for availing heat source. Again, this is segmented, or can be done over the entire length of the dryer.
  • a filter device (s) in the drying chamber was selected therein, shown in the figure 4 in the form of pocket filters. What has not already been held back by gravity in the calming stretch (z) which can be expanded as desired is deposited here.
  • the filter device can be supplemented by a slide plate (o), at the lower end of which a conveyor screw, or otherwise a suitable removal device, is attached.
  • slip sheet (i), wave shell (j) and baffle (k) are subject to a certain wear, especially in sewage sludge and other materials loaded with inorganic materials, in particular with sand. This can be counteracted on the one hand with a suitable coating.
  • the burner (p) is located in the lower part.
  • the flame has enough space to burn free.
  • the hot flue gases rise and mix with the fresh air that enters through the inlet (r) and leaves the combustion chamber through the air outlet (s) as a hot air / flue gas mixture.
  • Other arrangements of firing, fresh air inlet and mixing of air and fuel gases are also conceivable. All embodiments are common in the invention that they. to be cooled with water, possibly with oil, or otherwise with a suitable gaseous, liquid or even solid medium (q). This makes it possible to make better use of the radiant heat of the burner (p) than if it were only isolated.
  • a first possibility is to remove the heat via a heat exchanger in the area of the air inlet of the combustion chamber (r), by pre-heating the incoming air. If a countercurrent heat exchanger is used, higher temperatures result than with other heat exchanger configurations, which however are not excluded. If a configuration is selected in which no fresh air is added at all, the supply air of the burner can be heated. Another possibility is to use the heat from the combustion chamber cooling (q) to heat the walls of the spin dryer. It is also possible to install a heat exchanger also in the outlet area of the air (s), for example in order to use part of the heat energy in order to produce a steam engine or other power heat. Operate coupling machine.
  • the drawing 6 represents a spark filter, which is especially necessary if solid fuels are burned. It consists of a cylindrical channel (t), in which the flue gases, or the flue gas / air mixture, is set in a rapid rotational movement / are.
  • the rapid movement of the air does not create any build-up on the walls and the sparks are "blown out.”
  • the rotation and the speed can be assisted by another internal cylindrical device, here called the "soul".
  • a suitable Beereinfuehrung will support the rotational movement.
  • the air is introduced tangentially through two opposite inlet channels (v). This leads to an immediate turning movement in the whole channel, whereas at one inlet only it builds up slowly.
  • the same device can also be used for the separation of dust particles, which are pressed by the rotational movement to the outside.
  • a dead-end is provided into which the dust particles are transported by the rotational movement of the air.
  • Both the cylindrical channel (t) and the core (u) can be cooled by any medium, by any convenient method. It can be particularly interesting to design the cylindrical channel (t), the soul (u), or both, in the form of a coil.
  • a possible location for the combustion chamber, with or without spark filter, or for the dryer firing in general, is in drawing 4 with (aa) and is located in the holo behind the slide plate (i), so that this room is used and the entire system becomes even more compact.
  • the radiant heat of the burner, the slide plate (i) directly heated is also possible.
  • the drying process must be divided into several drying chambers, which must pass through the material, as shown for example in patent DE 10 2010 049 339 A1, but this means in comparison to the proposed solution, an extra effort in design and operation.
  • the air is guided so that it is forced through the cloud of material through which deflectors, obstacles, etc. can be dispensed with. Another simplification. This document presents further possibilities for optimization and application of the same invention.
  • Drawing 1 1 Raising with two spinning shafts
  • Drawing 12 raising with a bent trajectory
  • Drawing 13 Air inlet and outlet on the same side.
  • the designation of the elements is the same in the drawings 7 to 13:
  • the spinning-shaft dryer is equipped with a single spinning shaft (a1), as in the drawings 7, 8, 9 and 10, as well as 12 and 13, but this does not exclude the execution with more than one spin shaft.
  • drawing 1 1 a variant is shown with two centrifugal shafts. A larger number of waves is also conceivable.
  • one or more waves the material from the bottom of the dryer raise, while one or more other waves are in the drying room and receive the material raised from the ground and throw further, or swirl.
  • the material is thrown up turbulently and a mixture effect is created, which can be additionally reinforced by the geometry of the blades. This can be a desired effect during the drying process, but also opens up the possibility of using this device not only as a dryer, but simply as a material mixer.
  • the spinning shaft will be equipped with T-pieces, with the longest possible upper crossbar, or even with blades or crossbars, which extend over the entire length of the spinning shaft.
  • a spinning shaft is shown with only two rows of blades. But it can be more. As in drawing 13, there may be four rows of blades, or more. The larger the diameter of the axle and the more uniform the material is to be thrown, the more blade rows are used.
  • the shell in which the spinning shaft rotates (b1), as shown in the drawings 7, 8, 9, 12 and 13, is pulled up so that the throwing direction of the material is defined in a single, desired direction.
  • This part of the spin-wave shell is called the material-throw baffle (c1).
  • Different angles can be defined fixed or adjustable.
  • the sliding wall (d1) is at an angle such that the material passes sufficiently far down the axis of the spinning shaft so that the blades of the latter completely carry the material through the shell (Fig. b1) through and on the other side can raise again. Otherwise, there will be a jam and the device will no longer function optimally. This is particularly important if, as in FIGS. 11 and 12, but also in the drawings 7 to 8, the air inlet (j1) is located on the side of the sliding wall (d1).
  • a wave breaking or material loosening device can also be performed in the form of another spin shaft.
  • this dryer can operate this dryer as a through-dryer, in which the moist material is continuously filled and the dry material is removed continuously.
  • Moving the material through the dryer uses the phenomenon that the material tends to equalize along the spin wave to a uniform level. If material is added in the drawing 10, left, at the material inlet (h1), at one end of the spinning shaft, the material already in the dryer automatically moves in the direction of the material removal (i1), at the other end of the spinning shaft (a1) , displace. The same applies on the other side, in the material removal (i1), at the other end of the spinning shaft (a1), in the reverse operation. If material is removed there, material automatically moves in, as the material tends to equalize to a uniform level.
  • This type of movement of the material through the dryer is additionally associated with the advantage that the residence time of the material can be determined relatively accurately. This can be what is rather difficult with conventional centrifugal shaft dryers with parallel guidance of air and material.
  • the input (h1) and the discharge (i1) of the material provided with an adjustable mechanism, here shown with a feed screw.
  • the auger can be mounted below or to the side, in the area of the skimmer shaft (b1), or in another suitable location.
  • One of the other suitable locations is to attach the material removal screw to the rear wall of the dryer on the sliding wall (d1).
  • other mechanisms than screw conveyors are conceivable. Mentioned as an example that the removal of material on the sliding wall can be done with a slider that is more or less open and thereby more or less material is thrown through this opening out of the dryer. Such a sliding device can also be mounted in other places, for example at the bottom of the dryer. The same applies to any other removal device.
  • the insertion of material can take place laterally or from above, theoretically even from below.
  • the movement of the material can be supported by the inclination of the axis, fixed or adjustable.
  • this type of dryer can also be operated as a portion dryer.
  • the material is introduced at a suitable point and removed after the defined drying time in a suitable manner.
  • Insertion of material (h1) and -due (i1) can be arranged exactly the same as in continuous operation, possibly optimized by an adjustable tendency to dryness. Since the fastest possible filling and removal is advantageous in the case of portion drying, the material can be filled at several points, or even over the entire length of the axis. For removal, one of the sidewalls or floor can be opened, the whole dryer can be tilted, corresponding sliding doors or other devices used, or otherwise used in a manner that allows the dryer to be emptied as quickly as possible at a time.
  • the dryer may basically consist of a single continuous unit, a single unit divided by segments, a plurality of units, or a combination of these variants.
  • the first is, as in the drawings 7, 8, 9, 11 and 12, to introduce the air on the side of the sliding wall (d).
  • drawings 7 to 9 show an embodiment which is not suitable for all materials, or may need to be protected from clogging by a grid
  • the drawings 11 and 12 show an embodiment which is guaranteed to be free from clogging.
  • the slide plate (d1) feeds the material at the correct angle of the spin shaft, as mentioned in the introduction, but that the underlying wall of the air inlet is steep enough that no material can accumulate and that this angle the material also smoothly the centrifugal shaft feeds. This means that the material comes to rest where it can be taken back by the blades of the spinning shaft (a1) and in no case impinges too close to the axis of the spinning shaft.
  • the air enters the cavity (f1) has to pass through the material ellipse (e1), and the material also receives fresh, unsaturated air through the dryer at virtually any point.
  • this solution is structurally the easiest to solve.
  • the latter possibility opens up even more perspectives.
  • In the cavity (f1) can also be fired directly into it, especially in fire-resistant materials, or very wet material, but not exclusively.
  • the material supply can be controlled so that the material, despite maximum inlet temperatures of the flue gases, does not exceed certain maximum material temperatures.
  • the configuration of the impellers of the spinning shaft (a1) can be selected here so that the material is also mixed to a greater or lesser extent, so that there is nowhere too dry material that could ignite.
  • the material can be turbulent, uniform, or mixed.
  • Patent Application 259/12 describes the possibility of having several air streams distributed in the same dryer, on several segments in the dryer, or on several dryers.
  • the variant, in which is fired directly into the material offers itself to lead the dense and high-energy steam, which arises as a result of heat recovery and heat with the recovered heat to heat a second air stream, with another drying section, or another dryer unit can be operated.
  • the "hot” end is fired into the material, or it is added air and the material is burned at this end.
  • the "cold” end the material is introduced and by the described tendency of Material to be balanced along the spinning shaft (a1) is fed to the "hot” end and degassed on the way there.
  • the most suitable, but not exclusive, operation is analogous to through-drying. tion of the air outlet adjusted accordingly. - By the way: even a dryer in countercurrent principle is so conceivable.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines Feuchtsubstrats zur Erhöhung des Trockensubstanzanteils des Feuchtsubstrats vorgeschlagen, mit mindestens einer in einem Gehäuse angeordneten Schleuderwelle mit daran angeordneten Mitteln zur fragmentierten Förderung von Feuchtsubstrat in einen Trocknungsraum der Vorrichtung, wobei die Vorrichtung einen Einlass für Feuchtsubstrat sowie einen Auslass für zumindest teilweise feuchtigkeitsreduziertes Substrat aufweist und der Trocknungsraum einen Einlass sowie einen Auslass für Trocknungsluft besitzt und der Trocknungsraum zum Eintrag von Wärmeenergie ausgebildet ist, wobei der Substratauslass der Vorrichtung zur Steuerung der Menge an im Trockenraum vorhandenem, zumindest teilweise feuchtigkeitsreduzierten Substrat ausgebildet ist. Zeichung

Description

Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines Feuchtsubstrats mit einer Schleuderwelle und Verfahren zur Duchführung dafür Die vorliegende Erfindung betifft eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines Feuchtsubstrats nach dem Oberbegiff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur thermischen Behandlung eines Feuchtsubstrats nach dem Oberbegiff des Anspruchs 1 1 . Bei dem Feuchtsubstrat kann es sich auch um eine Lösung oder eine Suspension handeln, in der Trockensubstanz enthalten ist. Das nachfolgend angesproche Gehäuse kann ein die Vorrichtung aufnehmendes Gehäuse sein oder auch ein die Schleuderwelle mit einem Trocknungsraum aufnehmendes Gehäuse. Fuer die Trocknunung von zur Verklebung neigenden Materialien, wird bei verschiedensten Verfahren die Methode angewendet, einen Teil des Getrockneten Materials in den Trocknungsprozess zurueck zu fuehren, um die relative Feuchtigkeit des dadurch entstehenden Gemisches zu senken. Ebenfalls bekannt sind sogenannte Schleuderwellentrockner, bei denen sich drehende Schaufelwellen das Material auf- werfen und so die optimalen Bedingungen fuer eine Konvektionstrocknung schaffen. Der vorliegenden Erfindung liegt zugrunde ein Verfahren vorzustellen, welche ein einfaches und optimales Trocknen von zur Verklebung neigenden Materialien, insbe- sondere von Klaerschlamm, mit Schleuderwellentrocknern erlaubt, sowie einer dazu besonders geeigneten Vorrichtung. Das gleiche Verfahren kann auch einerseits auf das Trocknen von jeglichen, auch nicht zur Verklebung neigenden Materialien, andererseits, am anderen Ende der Extreme, auf Fluessigkeiten angewandt werden, wie beispielsweise Guelle und Gaerreste aus Biogasanlagen. Die darin geschilderten Grundsatze koennen aber auch auf jegliches Material angewandt werden.
Der Kern des Verfahrens liegt darin, dass sich bereits trockenes Material im Trockner befindet, sei es, weil - im Falle einer Portionentrocknung - nur ein Teil des Materials entnommen und ein weiterer Teil drin gelassen wird, sei es, weil - im Falle einer Durchgangstrocknung, wie beispielsweise in Zeichnung 1 dargestellt - die Regulierung entsprechend ausgestaltet ist. Dadurch entfaellt ein Mischen von feuchtem und trockenem Material vor dem Trockner und es entfaellt ebenfalls eine aufwaendige Rueckfuehrung des trockenen Materials nach dem Trockner, zurueck in den Trockner oder in einen sich davor befindlichen Mischer.
Die Erfindung kann mit beliebigen Schleuderwellentrocknern umgesetzt werden. Die Zeichnung 1 zeigt eine dafuer besonders geeignete Vorrichtung und bezieht sich auf die Trocknung von Klaerschlamm, kann aber so und analog fuer alle weiteren An- Wendungen genutzt werden. Sie greift Elemente aus den Patentanmeldungen 259/12 und 585/12 auf und entwickelt sie weiter.
Der Klaerschlamm kommt aus dem Auslass der Zentrifuge (a), in welchem er von einer fluessigen auf eine schlammartige Konsistenz gebracht worden ist und faellt direkt in den Zufuehrbehaelter des Trockners (b). Dieser ist so ausgestaltet, dass die Waende relativ steil, wenn nicht gar senkrecht sind, so dass sich der Klaerschlamm von selbst durch sein Eigengewicht in die sich unten befindliche Foerderschnecke drueckt. Der Foerdebehaelter ist am Trockner entgegengesetzten Ende mit einem Auslass versehen, welcher es erlaubt, bei Bedarf, durch die Umkehrung der Dreh- richtung der Schnecke, den Behaelter relativ leicht zu entleeren. Ebenso kann zu diesem Zwecke mindestens eine der Seitenwaende abnehm- oder aufklappbar gestaltet werden. Da der Trockner auch einmal stehen kann, sei es zur Wartung oder aus anderen Gruenden, die Klaerschlamm-Zentrifuge jedoch unaufhoerlich laeft, oder wenn aus irgend einem anderen Grund die Zentrifuge mehr Klaerschlamm foerdert, als der Trockner aufnehmen und trocknen kann, ist unter dem Zufuehrbehaelter (b) eine Foerdervorichtung (c) angebracht, welche den beim Stillstand des Trockners irgend- wann einmal ueberlaufenden Klaerschlamm aufnimmt und in eine entsprechende Puffer-Lagerungsvorrichtung foerdert. Diese Foerdervorrichtung kann staendig laufen, oder automatisch eingeschaltet werden, wenn Material darauf auftrifft. Dauert der Unterbruch laenger so kann der Auswurf der Zentrifuge (a) schwenkbar gestaltet werden und das Material in Container gefoerdert werden, die anschliessend aufgela- den und abtransportiert werden koennen.
Bei dieser Art von Schleuderwellentrocknern wandert das Material vom Einlass (e), entlang der Schleuderwelle bis zum Auslass (g), der ueber eine regulierte Entnahme - hier in der Form einer Foerderschnecke dargestellt - reguliert wird. So kann nicht nur die Verweildauer des Materials geregelt werden, sondern - im vorliegenden Falle besonders wichtig - die sich im Trockner befindliche Materialmenge.
Fuer eine schnellstmoegliche Vermischung kann der Klaerschlamm an mehreren Orten in kleinen Dosen eingefuehrt werden. In der Zeichnung 1 ist der Materialeinlass (e) nicht ganz am Rande des Trockners angebracht, sondern ein Stueck weit danach, damit sich das eingefuehrte feuchte Material mit trockenem Material von beiden Seiten her vermischt. Je nach Beschaffenheit des Klaerschlamms lauft die Foerderschnecke waehrend der Einfuellphase durchgehend, oder die Einfuellphase wird in Intervalle aufgeteilt. In den Foerderpausen vermischt sich das feuchte Material je- weils mit dem trockenen und das Risiko einer Klumpenbildung wird vermindert. Der Vermischungseffekt kann durch die Anzahl und die Groesse der Wurfschaufeln be- einflusst werden, wie auch von der Geometrie derselben. So kann eine Schaufel in Dreiecksform den bei der Anordnung von einzelnen Schaufeln sowieso schon gege- benen Effekt, dass das Material durch die Aufwaertsbewegung der Schaufeln, nicht nur nach oben, sondern auch zur Seite befoerdert wird, noch verstaerkt werden.
Das Material kann auf der ganzen Strecke turbulent aufgeworfen werden, oder auf dem weiteren Weg durch den Trocknung, je naeher es sich dem Auswurf (g) naehert, zunehmend homogener aufgeworfen werden. Auch hier kann die Geometrie der Schleuderwelle genutzt werden, indem beispielsweise im hinteren Teil nicht mehr einzelne Schaufeln das Material aufwerden, sondern durchgehende Leisten, so wie dies in der Zeichnung 1 auch dargestellt ist. Da Klaerschlamm ein sehr klebriges Material ist, ist auch das Mischungsverhaeltnis ein besonderes. Erfindungsgemaess wird ein verhaeltnismaessig trockenes Gemisch durch den Trockner gefahren, das um 85% Trockensubstanzgehalt (TS) bewegt. Diese Mischung hat sich bei kommunalen Klaerschlaemmen bewaehrt. Soll eine Endfeuchtigkeit von 90% TS erreicht werden, wird die Eingangsmischung ca. 80% TS haben. Die Werte koennen je nach Klaerschlamm variieren, doch insbesondere bei kommunalem Klaerschlamm wird mit einer Mischung gearbeitet, die deutlich ue- ber einer 50:50 Trocken/Feucht Mischung liegt und einen TS Gehalt von mindestens 65-70% aufweist. Es stehen verschiedene Moeglichkeiten offen, das Einfuehren des Klaerschlamms zu regulieren. Eine die sich dabei anbietet ist jene, die Temperatur im Trockner zu beobachten. Wird feuchtes Material eingefuellt (e), sinkt die Temperatur im Trockner. Sobald es sich mit dem umliegenden trockenen, bzw. trockeneren Material vermischt hat und selbst zu trocknen beginnt, beginnt auch die Temperatur wieder zu steigen. So kann der Materialeintrag relativ einfach ueber eine obere Tempraturgrenze, welche das Einfuellen startet und eine untere Temperaturgrenze, welche das Einfuellen stoppt, geregelt werden. Schwanken die Eintrittstemperaturen, wenn beispielsweise die Trocknungswaerme mit der Sonne hergestellt wird, oder aus einam anderen Grund, koennen die Temperaturwerte dynamisch an der schwankenden Eintrittstemperatur der Trocknungluft angeglichen werden. Da die Mischung verhaeltnismaessig trocken ist und durch das Nachfuellen verhaeltnismaessig nur wenig feuchter wird, wird auch die Trocknungstemperatur hoeher bei der Eintrittstemperatur liegen, als bei anderen Prozessen. Fuer die Steuerung reicht eine einzige Temperatursonde beim Austritt der Luft bei der Trocknungskammer. Eine Serie von Temperatursonden entlang des Materialwegs - in der Zeichnung 1 entspricht dies entlang der Schleuderwelle (f) - erlaubt sogar ein automatisiertes flexibles Reagieren auf sich aendernde Eintrittsfeuchtigkeiten des Materials. Wird der Trockner aus verschiedenen Waermequellen beheizt, was beispielsweise der Fall bei der Nutzung der Abwaerme eines Verbrennungsmotors sein kann, wo die Waerme in der Form von heissen Abgasen und warmem Wasser aus der Motorkueh- lung zu Verfuegung steht, kann die damit erwaermte Luft zu einem einzigen Strom zusammengefasst werden, oder - wie auch in den Patentanmeldungen 259/12 und 585/12 beschrieben - auf mehrere Luftzuege im Trockner aufgeteilt werden, die jeweils ein eigenes Segment beheizen. Diese Segmente koennen offen sein, indem jeweils ein Ventilatorenpaar den gegebe Luftzug, in einem gegebenen Bereich der Wegstecke des Materials durch den Trockner, einblaest und wieder absaugt. Diese Segmente koennen auch durch eine Trennwand getrennt werden, oder im Extremfall sogar auf mehrere Trocknereinheiten verteilt werden. Die Einfuehrung der Luft kann seitlich sowohl von der einen, wie auch von der anderen Seite der Schleuderwelle(n) nach einem in den Patentanmeldungen 259/12 und 585/12 beschrieben Verfahren eingefuehrt werden, ebenso wie die Moeglichkeit besteht, die Luft stirn- und achterseitig von der Welle einzufuehren. Dabei koennen stirn- und achterseitig ebenfalls Lufstroeme aus verschiedenen Energiequellen eingefuehrt werden, im Extremfall von der einen Seite geheizt und von der anderen Seite her nur gekuehlt werden.
Beim Klaerschlamm und anderen Guetern empfiehlt es sich, das Material nach der Trocknung zu kuehlen. Bei allen Materialien empfiehlt sich die Kuehlung auch aus Gruenden der thermischen Effizienz, da die kuehlende Luft nochmals einen nicht unerheblichen Teil der Feuchtigkeit aus dem Material heraus tragen kann. Erfindungs- gemaess geschieht dies entweder nach der Schleuderwellen bestueckten Trocknungskammer, beispielsweise in einer beluefteten Foerderschnecke. Wird eine Seg- mentfoerderschnecke wird das Material nicht nur gefoerdert, sondern zusaetzlich gemischt. - Doch ebenso kann die Trocknungskammer selbst zur Kuehlung genutzt werden, sei es, weil nach dem oben beschriebenen Prinzip eines der gewählten Segmente mit frischer, ungeheizter, oder gar gekuehlter Umgebungsluft belueftet wird, sei es, weil in einem Segment, oder ueber die ganze Trocknungskammer der Brenner ein- und ausgeschaltet wird, wahrend der Frischluftventilator durchlaeuft. In der Patentanmeldung 585/12 wird beschrieben, dass bei dieser Art von Vorrichtung auch direkt in das Material hinein gefeuert werden kann, sei es in den Holraum, den das aufgeworfene Material ueber der Schleuderwelle beschreibt, sei es an einer anderen Stelle. In diesem Fall kann entweder der Brenner ein direkt Segment beheizen, waehrend ein anderes Segment nur gekuehlt wird, oder abwechslungsweise nur der Brenner oder nur der Ventilator in ein Segment, oder in die gesamte Trocknungskammer feuern, respektive blasen.
Die Materialentnahme kann - wie in der Patentanmeldung 585/12 beschrieben - ue- ber die Wellenlast gesteuert werden. Dabei kann es sinnvoll sein, die Entnahme jeweils nach einem Einfuellungsintervall vorzunehmen, so dass das feucht Material auf moeglichst viel trockenes, beziehungsweise vorgetrocknetes Material trifft. Obschon der Grundsaetzliche Vorteil dieser Vorrichtung darin zu sehen ist, dass eine Rueckmischung nicht erforderlich ist, heisst es nicht, dass sie augeschlossen ist. Eine moegliche Ausfuehrung einer solchen Materialrueckfuehrung (h) ist in der Zeichnung 1 dargestellt. Damit ist auch eine Trocknung nach dem klassischen Prinzip, der Rueckfuehrung und der Vermischung der Materialien vor oder im Trockner denkbar. In der Zeichnung 1 wird fuer die Entnahme von trockenem, oder zumindest angetrocknetem Material, eine aehnliche Konstruktion, wie fuer die Entnahme (g) gewaehlt, bei der das Material unten in eine Oeffnung faellt, beziehungsweise sogar von der Schleuderwelle in diese hineingedrueckt wird. Unter der Oeffnung befindet sich ein Foerdermechanismus - in der Zeichnung in der Form einer Foerderschnecke dargestellt - die das Material zurueckfoerdert und an einer geeigneten Stelle wieder in den Trockner hinein drueckt. In der Zeichnung 1 wurde die gleiche Hoehe der Schleuderwelle gewaehlt, auf der auch das feuchte Material eingebracht wird (e). Der Auslauf des Rueckfuehrkanals ist schraeg. Das austretende Material wird von der sich drehenden Schleuderwelle mitgenommen. Bei Ausfuehrungen mit mehreren Segmenten, oder gar mehreren Trocknern, kann diese Rueckfuehrung ueber mehrere Segmente oder gar Trocknereinheiten fuehren. In der Zeichnung 2 sind weitere Standorte einer moeglichen Rueckfuehrung dargestellt. Eine weitere Moeglichkeit besteht darin, das Material pneumatisch an einer Stelle der Trocknungskammer ab- zusaugen und an einer anderen wieder einzufuehren. Der Transport ist theoretisch auch in die andere Richtung moeglich, so dass aus einer Materialrueckfuehrung eine Materialvorfuehrung werden kann.
Im Zusammenhang mit der weiter oben geschilderten Materialkuehlung kann dies bedeuten, dass die Materialrueckfuehrung zu einer mehrfachen Erwaermung und Kuehlung das Material genutzt werden. Auf die Zeichnung 1 uebertragen koennte dies bedeuten, dass die linke Haelfte beheizt wird und die rechte Haelfte nur gekuehlt wird. Diese Konstellation, bei der das Material im Schleuderwellentrockner kreist, ist auch bei einer anderen Kombination Energiequellen und Luftzuegen denkbar. Der in dieser Patenschrift beschriebene Prozess ist nicht nur fuer Klaerschlamm und andere sehr feuchte Materialien geeignet, sondern auch dafuer, fluessige Loesungen zu Pulver zu verarbeiten, in einem Schleuderwellentrockner wie hier geschildert, oder irgend einem anderen Schleuderwellentrockner. Dabei wird die Fluessigkeit in den Schleuderwellentrockner, nach irgendeiner dafuer geeigneten Methode, eingefuehrt, das sich im Trockner befindliche trockene oder vorgetrocknete Material angefeuchtet und danach wieder herunter getrocknet. Dies ist insbesondere fuer Guelle und Gaer- reste von besonderem Interesse, aber nicht auf diese Materialien beschraenkt. Eine Waermerueckgewinnung kann dabei die energetische Effizienz verbessern. Da das Trocknen von fluessigen Loesungen besonders Energie-intensiv ist, sei an dieser Stelle die Moeglichkeit erwaehnt, die Waerme nicht nur direkt, ueber einen Brennstoff herzustellen, oder eventuell verfuegbare Abwaermequellen zu nutzen, sondern auch erneuerbare Energiequellen, wie Sonne, Erwaerme, Windenergie, oder sonstige zu nutzen. Sonnen- und Windenergie kann auch zur Erzeugung der noetigen mechanischen Energie fuer das Bewegen der Schleuderwelle(n), des Ventilators und weiteren Verbrauchern genutzt werden. Bei Sonnen-, Wind-, aber auch anderen Energiequellen, kann das fuer die Trocknung zu Verfuegung stehende Temperatur-Niveau schwanken. Bei Materialien wie Guelle oder Gaerreste, oder bei anderen Materialien, bei denen eine gewisse Hygienisierung erwuenscht ist, wird bei genuegend hohen Temperaturen, das Material bereits im Zuge des Trocknungsprozesses hygienisiert. Bei Eintrittstemperaturen der Trocknungsluft im mittleren Temperatursegment, wird das Trocknungsgut erst gegen Ende die fuer die Hygienisierung erforderliche Temperatur erreichen. In diesem Falle lohnt es sich, dem Trockner einen isolierten, oder gar beheizten Pufferbehaelter anzuschliessen, in dem es noch eine Weile auf dem Niveau der Austrittstemperatur gehalten wird, so dass die gewuenschte Hygienisierung eintritt. Bei Eintrittstemperaturen im tiefen Temperatursegment, wird das Material zwar getrocknet, erreicht aber die fuer die Hygienisierung notwendige Temperatur nie. In diesem Falle kann bei Portionentrocknern jeweils am Ende der Trocknungs- phase, bei Durchgangstrockner jeweils im letzten Segment, mit einer zusaetzlichen Energiequelle das Material nachgeheizt werden.
Im Weiteren werden nun noch weitere technische Ergaenzungen beschrieben, die sich auf die Ausfuehrung von Schleuderwellentrocknern im Allgemeinen und auf die in diesem Dokument und in den Patentanmeldungen 259/12 und 585/12 beschriebenen Vorrichtungen insbesondere beziehen.
Die Zeichnung 3 stellt einen Portionentrockner dar. Fuer die Materialentnahme (g) wurde eine Zellradschleusen-aehnliche Vorrichtung gewaehlt, die sich ueber einen Teil oder ueber die ganze Laenge der Schleuderwelle zieht, deren Drehbewegung den Trockner entleert. Auf das weiter oben beschriebene Trocknungsverfahren bedeutet dies allerdings, dass entweder das feuchte und das trockene Material gleichzeitig eingefuehrt werden, oder eben, in der vereinfachten Form, das getrockenete Material nicht ganz entleert wird und das was drin bleibt, fuer die naechste Mischung mit feuchtem Material bereit steht. Somit entfaellt eine Rueckfuehrung des getrockneten Materials, ebenso wie ein eventunuteller Mischer vor dem Trockner. Die Materialmenge kann relativ einfach ueber die Wellenlast reguliert werden. Der Zeitpunkt der Entleerung des Trockners ebenso, eventuell in Kombination mit der Kontrolle der Feuchtigkeit. Diese Betriebsart bezieht sich nicht nur auf die geschilderten Trocknervorrichtungen, sondern auf jeden Schleuderwellentrockner, der fuer diese Art von Trocknungsprozess genutzt wird. Eine alternative zur Zellradschleuse kann eine Foerderschnecke sein. In der Zeichnung 4 werden verschiedene kleine technische Ergaenzungen gezeigt. Zuerst einmal haben die Wurfschaufeln verschiedene Anstellungswinkel, so dass es moeglich ist damit verschiedene Wurfrichtungen zu erreichen. Ebenso wurden an der Schleuderwelle Luft-Einzugsvorrichtungen (y) angebracht, welche - dank einer passenden, hier nicht naeher festgelegten Geometrie - den Effekt, dass die Drehbewe- gung der Schleuderwelle die Tendenz hat, die aus dem Lufteintritt (m) ausstroeh- mende Luft in die Welle, aber damit auch in die durch die Wurfbewegung beschriebene Materialelypse, hinein zu ziehen, was die Vermischung von Trocknungsluft und Material unterstuetzt. Bei den Einzugsvorrichtungen (y) kann es sich um einzelne Elemente handeln, die an den Schaufeln angebracht wurden, oder um Vorrichtungen die ueber die ganze Laenge der Schleuderwelle montiert worden sind. Der Lufteintritt (m) verhaeltnismaessig nahe des Materials angebracht, nachdem es durch ein Rich- tung-gebendes Leitblech (k) in die gewuenschte Richtung geworfen wird. So kommt es nach dem Austritt zu einem sofortigen Kontakt mit dem Material. Eine Verjuen- gung des Lufteintritts (m) bedeutet zwar einen hoeheren Aufwand fuer den Ventilator, aber dafuer dringt die Luft tiefer in die Schicht des augeworfenen Materials und der Kontakt zwischen Trocknungsluft und Material wird intensiviert. In der Zeichnung 4 wurde zudem ein steiler Einfallswinkel in der Gegenrichtung des aufsteigenden Materials gewaehlt.
In der Zeichnung 4 ist ebenfalls eine Beheizung (I) von Rutschblech (i), Wellenschale (j) und Leitblech (k) dargestellt, die auf verschiedene Arten erfolgen kann. In der vorliegenden Darstellung wird die Trocknungsluft, die bei Schleuderwellentrocknern beim Eitnritt in den Trockner in der Regel sehr hoch ist und sich zwischen 300 und 800 Grad Celsius bewegt, erst um das Rutschblech (i), die Wellenschale (j) und das Leitblech (k) herum gefuehrt, bevor sie umgelenkt und durch den Lufteintritt (m) in das Material geleitet wird. Dies kann Segmentweise oder ueber die ganze Trockner- laenge erfolgen und es kann auch mit anderen Orten der Lufteinfuehrung kombiniert werden, beispielsweise mit einem Einfuehren der Luft in den Tunnel der Materiale- lypse, wie in 585/12 beschrieben. Bei dieser Art der Beheizung ist auf die richtige Eintrittshoehe der heissen Luft zu achten, genuegend hoch, um moeglichst viel des Rutschbleches (i) zu beheizen, genuegend tief um Materialablagerungen im Bereich, wo das Material auf das Rutschblech (i) auftrifft, nicht zu entzuenden. Doch Luft ist nicht das einzige Medium, mit dem der Schleuderwellentrockner von unten beheizt werden kann. Fluessigkeiten wie Wasser und Oel sind dafuer ebenfalls geeignet. Hierbei kann das Kuehlwasser eines Verbernnungsmotors verwendet werden, oder die Abwaerme einer wassergekuehlten Brennkammer, die weiter unten beschrieben werden wird, oder ein durch die Sonne erwaermtes Medium, oder jede sonst zur Ver- fuegung stehende Waermequelle. Auch hier gilt, dass dies segmentiert, oder ueber die ganze Laenge des Trockners erfolgen kann.
Deweiteren wurde eine Filtervorrichtung (n) in der Trocknungskammer drin gewählt, in der Zeichnung 4 in der Form von Taschenfiltern dargestellt. Was in der - beliebig ausbaubaren - Beruhigungsstrecke (z) nicht bereits von der Schwerkraft zurueck gehalten worden ist, wird hier abgeschieden. Die Filtervorrichtung kann durch ein Rutschblech (o) ergaenzt werden, an dessen unterem Ende eine Foerderschnecke, oder sonst eine geeignete Entnahmevorrichtung angebracht ist. Schliesslich sei noch erwaehnt, dass Rutschblech (i), Wellenschale (j) und Leitblech (k) gerade bei Klaerschlamm und anderen mit anorganischen Materialien, insbesondere mit Sand belasteten Materialien einem gewissen Verschleiss unterliegen. Dem kann einerseits mit einer passenden Beschichtung entgegen gewirkt werden. Andererseits besteht auch die Moeglichkeit die genannten Elemente doppelt zu fuehren, wobei die dem Material ausgesetzte Schicht in regelmaessigen Intervallen ersetzt wird. Bei doppelt, aber auch bei einzeln gefuehrten Elementen besteht die Moeglichkeit, diese Elemente nicht fest zu verschweissen, sondern durch geeignete Haltevorrichtungen nur hinein zu legen, ev. daran nur leicht zu befestigen, so dass die Elemente leicht herausgenommen und ersetzt werden koennen. - Analoges gilt auch fuer die Schleuderwelle, deren Enden, in der Trocknungskammer, jeweils vor den Lagerungen, so gestaltet werden, dass die Schleuderwelle leicht ersetzt werden kann, sei es durch an einander anliegende verschraubte„Teller", sei es durch eine andere geeignete Vorrichtung. ln der Patentanmeldung 259/12 wird beschrieben, dass fuer den Start der Welle nach einer Blockierung durch das Material, oder im Falle einer Ueberladung des Trockners, ein zweiter Elektromotor montiert werden kann, um den erforderlichen Extra-Schub fuer den Start geben zu koennen. Dies kann aber auch ganz einfach durch die Anbrinung einer fixen, oder abnehmbaren mechanischen Vorrichtung geschehen, beispielsweise mit einem Drehschluessel, der nur in eine Richtung dreht, einem entsprechend langen Hebel und ein passendes Ende der Schleuderwelle, an dem dieser angesetzt werden kann. Die Zeichnung 5 zeigt eine Brennkammer. Der Brenner (p) befindet sich im unteren Teil. Die Flamme hat genuegend Platz frei zu verbrennen. Die heissen Rauchgase steigen auf und vermischen sich mit der frischen Luft, die durch den Einlass (r) eintritt und als heisses Luft/Rauchgasegemisch die Brennkammer durch den Luftaustritt (s) verlaesst. Andere Anordnungen von Feuerung, Frischlufteintritt und Vermischung von Luft und Brenngasen sind ebenfalls vorstellbar. Allen Ausfuehrungen ist erfin- dungsgemaess gemeinsam, dass sie. mit Wasser, ev. mit Oel, oder sonst einem geeigneten gasfoermigen, fluessigen oder gar festen Medium gekuehlt werden (q). Dies erlaubt, die Abstrahlungswaerme des Brenners (p) besser zu nutzen, als wenn sie nur isoliert wird. Eine erste Möglichkeit besteht darin, die Waerme ueber einen Waermetauscher im Bereich des Lufteintritts der Brennkammer (r) abzunehmen, indem die eintretende Luft vorgewaermt wird. Wird dabei ein Gegenstrom Waermetauscher eingesetzt ergeben sich hoehere Temperaturen als bei anderen Waermetau- scher-Konfigurationen, die aber auch nicht ausgeschlossen sind. Wird eine Konfiguration gewaehlt, bei der gar keine Frischluft hinzugefuehrt wird, kann die Zuluft des Brenners erwaermt werden. Eine weitere Moeglichkeit besteht darin, mit der Waerme aus der Brennkammerkuehlung (q) die Waende des Schleuderwellentrockners zu beheizen. Erwaehnt sei auch die Moeglichkeit einen Waermetauscher auch im Austrittsbereich der Luft (s) anzubringen, beispielsweise um einen Teil der Waermeener- gie zu nutzen um damit eine Dampfmaschine, oder eine sonstige Kraft-Waerme- Koppelungsmaschine zu betreiben. Damit kann, unter anderem die Energie fuer die Bewegung der Schleuderwelle, der Ventilatoren, sonstiger Verbraucher des Trockners, oder sogar mechanische Energie ueber die Beduerfnisse des Trockners selbst gewonnen werden. Bei Stirling oder anderen Motoren, die eher hohe Tempera- turen benoetigen, wird der entsprechende Waermetauscher naeher an der Flamme angeordnet werden sein. Die Abwaerme der Brennkammer kann auch fuer Heizwecke ausserhalb des Trockners verwendet werden, unter anderem im Winter zur Beheizung des Lokals, in dem der Trockner steht. Die Zeichnung 6 stellt einen Funkenfilter dar, der vor allem dann benoetigt wird, falls feste Brennstoffe verfeuert werden. Er besteht aus einem zylindrischen Kanal (t), in dem die Rauchgase, oder das Rauchgas/Luftgemisch, in eine schnelle Drehbewegung versetzt wird/werden. Durch die schnelle Bewegung der Luft entstehen an den Waenden keine Anhaftungen und die Funken werden„ausgeblasen". Die Drehbewe- gung und die Geschwindigkeit kann durch eine weitere, innen liegende zylindrische Vorrichtung, hier„Seele" genannt, unterstuetzt werden. Desweiteren wird eine geeignete Lufteinfuehrung die Rotationsbewegung unterstuetzen. In der vorliegenden Darstellung wird die Luft tangential durch zwei sich gegenueber liegende Einlasskanaele (v) eingefuehrt. Dies fuehrt zu einer sofortigen Drehbewegung im ganzen Kanal, wah- rend sie sich bei nur einem Einlass erst allmaehlich aufbaut. Die gleiche Vorrichtung kann auch zur Abscheidung von Staubpartikeln genutzt werden, welche durch die Drehbewegung nach aussen gedrueckt werden. Dafuer wird an einer geeigneten Stelle, ueber einen Teil, oder ueber die ganze Laenge des zylindrischen Kanals (t) eine Sackgasse angebracht, in welche die Staubpartikel durch die Drehbewegung der Luft hineinbefoerdert werden. Steht der Eintritt dieser Sackgasse in der Form einer „Nase" hervor, steigt der Aufwand fuer die Befoerderung der Luft, aber der Staubabscheidungsgrad verbessert sich. Diese Vorrichtung kann in die Brennkammer integriert, oder danach installiert werden. Sowohl der zylindrische Kanal (t) wie auch die Seele (u) koennen mit irgendeinem Medium, nach irgendeinem gaengigen Verfahren gekuehlt werden. Besonders interessant kann es dabei sein, den zylindrischen Kanal (t), die Seele (u), oder bei- des, in der Form einer Rohrschlange zu gestalten.
Ein moeglicher Standort fuer die Brennkammer, mit oder ohne Funkenfilter, oder fuer die Trocknerbefeuerung ganz allgemein, ist in Zeichnung 4 mit (aa) bezeichnet und befindet sich im Holraum hinter dem Rutschblech (i), so dass auch dieser Raum ge- nutzt wird und die Gesamtanlage noch kompakter wird. Hier besteht auch die Moeglichkeit, dass die Strahlungswaerme des Brenners das Rutschblech (i) gleich direkt beheizt.
Die Kombination der Brennkammer - in der Ausfuehrung mit oder ohne Frischluftzu- fuhr - mit dem Funkenfilter, kann als Vorrichtung nicht nur zur Beheizung mit festen Brennstoffen von Trocknern, sondern auch anderen Vorrichtungen dienen. Die eventuell nachfolgenden Waermetauscher werden durch die Entstaubung der Rauchgase weniger belastet. Nachfolgend wird auf die Zeichnung 7 bis 13 eingegangen:
Im Februar 2012 wurde vom gleichen Erfinder unter der Nummer 259/12 eine Optimierung von Schleuderwellen-Trocknern vorgestellt, die sich im Wesentlichen dadurch auszeichnet, dass die Schleuderwelle längs zur Fliessrichtung des Materials angebraucht ist, die Trocknungsluft aber quer zur Fliessrichtung eingebracht und durch den Trockner hindurch geleitet wird. Dies bringt den grossen Vorteil, dass das Material, an jedem Punkt seines Durchgangs durch den Trockner frisch erwärmte, ungesättigte Trocknungsluft erhält. Dies ist ein Gegensatz zu herkömmlichen Schleuderwellen-Trocknern, bei denen die Trocknungsluft parallel zum Materialfluss geführt wird. Bei gewissen Materialien besteht die Gefahr, dass am Ende des Durchgangs die inzwischen gesättigte Luft wieder Feuchtigkeit an das Material abgibt, anstatt es zu Ende zu trocknen. Oder aber, der Trocknungsprozess muss auf mehrere Trocknungskammern aufgeteilt werden, welche das Material durchlaufen muss, wie beispielsweise in Patent DE 10 2010 049 339 A1 dargestellt, was aber im Vergleich zur vorgeschlagenen Lösung ein Mehraufwand in Konstruktion und Betrieb bedeutet. Ausserdem wird die Luft so geführt, dass sie durch die Materialwolke hindurch gezwungen wird und dadurch auf Umleitbleche, Hindernisse, etc. verzichtet werden kann. Eine weitere Vereinfachung. Im vorliegenden Dokument werden weitere Opti- mierungs- und Anwendungsmöglichkeiten der gleichen Erfindung vorgestellt.
Zeichnung 7: Aufwerfen des Materials
Zeichnung 8: Aufwerfen des Materials mit Wellenbrechern
Zeichnung 9: Aufwerfen des Materials mit Luftleitplanke
Zeichnung 10: Ein- und Auswurf des Materials
Zeichnung 1 1 : Aufwerfen mit zwei Schleuderwellen
Zeichnung 12: Aufwerfen mit gekröpfter Flugbahn
Zeichnung 13: Luftein- und -austritt auf der gleichen Seite. Die Bezeichnung der Elemente ist in den Zeichnungen 7 bis 13 gleich:
Bei der vorliegenden Variante wird der Schleuderwellen-Trockner mit einer einzigen Schleuderwelle (a1 ) ausgestattet, so wie in den Zeichnungen 7, 8, 9 und 10, sowie 12 und 13, was aber die Ausführung mit mehr als einer Schleuderwelle nicht aus- schliesst. In Zeichnung 1 1 wird eine Variante mit zwei Schleuderwellen dargestellt. Eine grössere Anzahl Wellen ist ebenfalls vorstellbar. Dabei besteht auch die Möglichkeit, dass eine, oder mehrere Wellen, das Material vom Boden des Trockners aufwerfen, während eine oder mehrere weitere Wellen sich im Trocknungsraum befinden und das vom Boden aufgeworfene Material aufnehmen und weiter werfen, beziehungsweise verwirbeln. Desweiteren ist auch eine Möglichkeit, das Material von Etage zu Etage zu werfen, wobei jede Etage eine Kombination von Schleuderwellen (a1 ) und Schleuderwellen-Schalen (b1 ) geformt wird. Werden die Schaufeln auf der Schleuderwelle versetzt angeordnet, wird das Material turbulent aufgeworfen und es entsteht ein Mischungseffekt, was durch die Geometrie der Schaufeln noch zusätzlich verstärkt werden kann. Dies kann während des Trocknungsprozesses ein gewünschter Effekt sein, eröffnet aber auch die Möglichkeit, diese Vorrichtung nicht nur als Trockner, sondern einfach nur als Materialmischer einzu- setzen.
Wie weiter hinten in der Beschreibung ausgeführt wird, kann es aber auch gewünscht sein, dass das Material möglichst an der gleichen Stelle aufgeworfen wird. In diesem Falle wird die Schleuderwelle mit T-Stücken bestückt werden, mit möglichst langem oberem Querbalken, oder sogar mit Schaufeln oder Querbalken, welche sich über die ganze Länge der Schleuderwelle ziehen.
In den Zeichnungen 7, 8, 9 und 12 ist eine Schleuderwelle mit nur jeweils zwei Schaufelreihen dargestellt. Es können aber durchaus mehr sein. Es können, wie in Zeichnung 13, vier Schaufelwellen-Reihen sein, oder noch mehr. Je grösser der Durchmesser der Achse und je gleichmässiger das Material aufgeworfen werden soll, desto mehr Schaufelwellen-Reihen werden angewandt.
Die Schale, in welcher die Schleuderwelle dreht (b1 ), wie in den Zeichnungen 7, 8, 9, 12 und 13 dargestellt, wird so weit hochgezogen, dass die Wurfrichtung des Materials in eine einzige, gewünschte Richtung definiert wird. Dieser Teil der Schleuderwellen- Schale sei Materialwurf-Leitblech genannt (c1 ). Es können verschiedene Winkel fix oder verstellbar definiert werden. Dadurch wird einerseits der Raum, den das aufgeworfene Material einnimmt, verkleinert und andererseits verhindert, dass sich in dem Bereich, der durch die Schleuderwelle nicht mitgenommen werden kann, unerwünscht Ablagerungen bilden.
Auf der anderen Seite der Welle ist es wichtig, dass die Rutschwand (d1 ) in einem solchen Winkel steht, dass das Material genug weit hinter der Achse der Schleuderwelle hinunter geführt wird, so dass die Schaufeln derselben das Material vollständig mitnehmen, durch die Schale (b1 ) hindurch führen und auf der anderen Seite wieder aufwerfen können. Anderenfalls bildet sich ein Materialstau und die Vorrichtung funktioniert nicht mehr optimal. Dies ist besonders zu beachten, wenn wie in den Zeich- nung 1 1 und 12, aber auch in den Zeichnungen 7 bis 8, sich die Lufteinführung (j1 ) auf der Seite der Rutschwand (d1 ) befindet.
In dieser Konstellation beschreibt das aufgeworfene Material, das auf die zur Schleuderwelle hin schräg geneigte Rutschwand (d1 ) fällt und so zur Schleuderwelle zurück gelenkt wird, eine Elypse (e1 ). Der Hohlraum (f1 ) im inneren dieser Elypse kann, wie später dargelegt und in den Zeichnungen 7, 8, 12 und 13 gezeigt, gewünscht sein.
Da wo dieser Hohlraum jedoch nicht gewünscht wird, besteht die Möglichkeit, auch diesen Raum mit Material zu füllen. Dazu werden, wie in Zeichnung 8 und 9 darge- stellt, längliche Vorrichtungen, in der Form von runden Stangen, flachen Platten, geraden, gewinkelten oder anderen Formen in die durch die Schleuderwelle (a1 ) hervorgerufene Material-Elypse (e1 ) eingeführt. Diese Vorrichtungen seien Wellenbrecher (gl ) genannt, da sie tatsächlich diesen optischen Eindruck machen. Die Welle wird gebrochen und das Material wird teilweise oder ganz in den Hohlraum (f1 ) im Inneren der Material-Elypse (e1 ) umgelenkt, so dass auch dieser mit Material gefüllt und der Raum besser genutzt werden kann. Diese Art von Vorrichtung kann, von Hand oder automatisch, verstellbar vorgesehen werden. Es gibt noch weitere Gründe analoge Elemente vorzusehen. In der Zeichnung 6 wird beispielsweise die Form der Material-Elypse (e1 ) beeinflusst. Im gezeigten Fall wird auch der Winkel des Aufpralls des Materials auf die Rutschwand (d1 ) verändert. Ein weiterer Grund kann sein, feuchtes oder schweres Material, das bei gleichmässigem Aufwerfen in länglichen Portionen aufgeworfen wird, aufzulockern, damit auch hier die entsprechende Kontaktoberfläche geschaffen wird. In beiden Fällen werden eher Kamm-artige Vorrichtungen zum Einsatz kommen.
Schliesslich sei noch erwähnt, dass eine Wellen brechende oder Material auflockernde Vorrichtung auch in der Form einer weiteren Schleuderwelle ausgeführt werden kann.
Man kann diesen Trockner als Durchgangstrockner betreiben, in den das feuchte Material kontinuierlich eingefüllt und das trockene Material kontinuierlich entnommen wird. Für das Bewegen des Materials durch den Trockner hindurch wird das Phäno- men genutzt, dass das Material dazu neigt, sich entlang der Schleuderwelle auf ein einheitliches Niveau auszugleichen. Wird in der Zeichnung 10, links, beim Material- einlass (h1 ), am einen Ende der Schleuderwelle, Material hinzugegeben, wird es automatisch das bereits im Trockner befindliche Material in Richtung der Materialentnahme (i1 ), am anderen Ende der Schleuderwelle (a1 ), verdrängen. Das Selbe gilt auf der anderen Seite, bei der Materialentnahme (i1 ), am anderen Ende der Schleuderwelle (a1 ), in der umgekehrten Funktionsweise. Wird dort Material entnommen, rückt automatisch Material nach, da das Material ja dazu tendiert, sich auf ein einheitliches Niveau auszugleichen. Dadurch kann man im Trockner eine kontinuierliche Bewegung des Materials durch den Trockner hindurch entstehen lassen. Wird dazu eine eher gleichmässige Art des Aufwerfens gewählt, wird auch die Gleichmässigkeit dieser Bewegung unterstützt. Diese Art der Bewegung des Materials durch den Trockner ist zusätzlich mit dem Vorteil verbunden, dass die Verweildauer des Materials relativ genau bestimmt wer- den kann, was bei herkömmlichen Schleuderwellen-Trocknern mit paralleler Führung von Luft und Material eher schwierig ist. Um die Verweildauer einstellen zu können, kann man, wie in Zeichnung 10 dargestellt, den Ein- (h1 ) und den Austrag (i1 ) des Materials mit einem regulierbaren Mechanismus versehen, hier mit einer Förder- Schnecke dargestellt. Die Förderschnecke kann unten oder seitlich, im Bereich der Schale der Schleuderwelle (b1 ), oder an einem anderen geeigneten Ort angebracht werden. Eine der weiteren geeigneten Stellen ist, die Materialentnahme-Schnecke im hinteren Teil des Trockners an der Rutschwand (d1 ) anzubringen. Ausserdem sind auch andere Mechanismen als Förderschnecken vorstellbar. Genannt sei als Bei- spiel, dass die Materialentnahme auf der Rutschwand mit einem Schieber erfolgen kann, der mehr oder weniger geöffnet wird und dadurch mehr oder weniger Material durch diese Öffnung aus dem Trockner hinaus geworfen wird. Eine solche Schiebevorrichtung kann auch an anderen Orten angebracht werden, beispielsweise am Boden des Trockners. Das Selbe gilt für jede andere Entnahmevorrichtung.
Für die automatische Steuerung dieses Materialdurchsatzes gibt es auch wiederum mehrere Möglichkeiten, von denen zwei hier beschrieben werden. Die eine besteht darin, dass Materialeinwurf und Materialentnahme, unter Berücksichtigung der erforderlichen Verweildauer, auf einander abgestimmt sind, wie es die Ein- und Austritts- feuchtigkeiten verlangen. Ist das feuchte Material doppelt so schwer wie das trockene, so wird der Materialeinwurf (h1 ) pro definierter Zeiteinheit auf die doppelt so hohe Menge eingestellt, wie am anderen Ende die Materialentnahme (i1 ), die ebenfalls entsprechend eingestellt wird. Die andere Möglichkeit besteht darin, den Materialeinwurf steuerungstechnisch auf eine gewisse Wellenlast auszulegen, so dass immer so viel Material eingeworfen wird, dass diese Wellenlast konstant gehalten wird. Die Verweildauer kann dann allein durch die Materialentnahme (i1 ) geregelt werden.
Bei sehr feuchten Materialien, bei sehr langen Verweildauern, oder bei Materialien, bei denen die Endfeuchte sehr exakt bestimmt sein muss, kann man den Durchfluss auf mehrere Kammern aufteilen. Im Extremfall hilft nur noch die Portionen- Trocknung, die weiter hinten im Text beschrieben wird.
Der Materialeinwurf kann seitlich oder von oben, theoretisch sogar von unten erfol- gen. Die Bewegung des Materials kann durch die Neigung der Achse, fix oder verstellbar, unterstützt werden.
Diese Trocknerart kann natürlich auch als Portionentrockner betrieben werden. Dazu wird das Material an einer geeigneten Stelle eingeworfen und nach Ablauf der defi- nierten Trocknungszeit auf eine geeignete Art entnommen. Materialeinwurf (h1 ) und -entnähme (i1 ) können genau gleich angeordnet werden wie beim Durchlaufbetrieb, eventuell durch eine regulierbare Trocknerneigung optimiert. Da bei einer Portionentrocknung eine möglichst schnelle Befüllung und Entnahme von Vorteil ist, kann die Materialbefüllung an mehreren Stellen, oder gar über die ganze Länge der Achse erfolgen. Für die Entnahme kann eine der Seitenwände oder der Boden aufgeklappt werden, der ganze Trockner geneigt werden, entsprechende Schiebetüren oder andere Vorrichtungen verwendet werden oder sonst eine Art und Weise angewendet werden, die erlaubt, den Trockner möglichst auf einmal und schnell zu entleeren. Eine weitere interessante Möglichkeit besteht darin, das Material pneumatisch aus dem Trockner abzusaugen. Nicht nur, aber gerade bei der pneumatischen Förderung ist es auch vorstellbar, den Trockner durch Trennwände in Segmente aufzuteilen. Damit kann eine eventuelle Aufteilung des Portionen-Trocknungsprozesses auf mehrere Trocknereinheiten umgangen werden, die aber natürlich auch möglich ist. Damit kann also, egal ob bei der Durchlauf- oder der Portionen-Trocknung, der Trockner grundsätzlich aus einer einzigen durchgehenden Einheit, einer einzigen aber durch Segmente unterteilte Einheit, aus mehreren Einheiten, oder einer Kombination dieser Varianten bestehen. Für das Einführen der Luft bestehen mehrere Varianten. Die erste besteht darin, wie in den Zeichnungen 7, 8, 9, 1 1 und 12, die Luft auf der Seite der Rutschwand (d) einzuführen. Während die Zeichnungen 7 bis 9 eine Ausführung zeigt, die nicht für alle Materialien geeignet ist, oder eventuell durch ein Gitter vor Verstopfung geschützt werden muss, zeigen die Zeichnungen 1 1 und 12 eine Ausführung, die garantiert verstopfungsfrei ist. Dabei ist zu achten, dass das Rutschblech (d1 ) das Material im richtigen Winkel der Schleuderwelle wieder zuführt, wie Eingangs erwähnt, aber dass auch die dahinter liegende Wand der Lufteinführung steil genug ist, dass sich kein Material ansammeln kann und dass dieser Winkel das Material ebenfalls störungsfrei der Schleuderwelle zuführt. Das heisst, dass das Material dort zu liegen kommt, wo es von den Schaufeln der Schleuderwelle (a1 ) wieder mitgenommen werden kann und auf keinen Fall zu nahe der Achse der Schleuderwelle auftrifft.
Bei der Einführung der Luft von der Seite des Rutschbleches (d1 ) her, wird sie die gleiche Bewegung wie das Material machen. Bei verhältnismässig grobem Material, wird die Luft in der Material-Elypse (e1 ) drin bleiben und erst an deren Spitze austreten. Bei feineren Materialien wird die Luft relativ bald nach dem Materialwurf- Leitblech (d ) aus der Material-Elypse (e1 ) austreten. Hier kann es sinnvoll sein, wie in Zeichnung 9 dargestellt, den Innenraum des Trockners mit einem Luft-Leitblech (m1 ) zu ergänzen, um die Verweildauer der Luft im Material zu erhöhen. Auch in der Zeichnung 1 1 kann ein analoges, den Strömungsverhältnissen angepasstes Luft- Leitblech nützlich sein, auch wenn in der Zeichnung eine Variante ohne ein solches dargestellt ist. So ein Luft-Leitblech kann auch für die weiteren, nachfolgenden Luft- führungs-Varianten, oder noch weitere Ausführungsvarianten nützlich sein.
Bei dieser, aber auch bei allen weiteren Luftführungs-Varianten, ist es sinnvoll, eine Beruhigungsstrecke (11 ) vorzusehen, auf welcher sich die Strömungsgeschwindigkeit der Luft reduziert und die Schwerkraft möglichst viel der in ihr enthaltenen Schwebestoffe abscheiden kann. In praktisch allen Zeichnungen ist eine solche dargestellt. Nach der Möglichkeit, die Luft auf der Seite des Rutschblechs (d1 ) einzuführen, gibt es eine weitere, so wie sie in der Zeichnung 13 dargestellt ist. Hierbei wird die Luft auf der Seite des Material-Leitblechs (d ) eingeblasen. Dadurch entsteht im Vergleich zur Bewegung des Materials eine Art Gegenstrom. Interessant ist dabei zu beobachten, dass die Schleuderwelle (a1 ) zumindest einen Teil der Luft durch die Material- Elypse (e1 ) in den sich darin befindlichen Hohlraum (f1 ) hinein zieht. Diese Luft muss mindestens zweimal durch die Material-Elypse (e1 ) hindurch: einmal beim Eintritt, einmal beim Austritt. Wird der Luftaustritt auf der gleichen Seite gewählt, entsteht automatisch eine Beruhigungsstrecke (11 ) für die Luft, vor ihrem Austritt (j1 ).
Schliesslich sei noch die Möglichkeit erwähnt, die Luft direkt in den Hohlraum (f1 ) einzuführen, von einer, oder gleich von beiden Seiten her. Damit weicht man zwar von der grundsätzlich quer zur Fliessrichtung des Materials geführten Luftführung, aber die Wirkung ist sehr ähnlich. Die Luft geht in den Hohlraum (f1 ) hinein, muss durch die Material-Elypse (e1 ) hindurch und das Material erhält ebenfalls praktisch an jedem Punkt durch den Trockner hindurch frische ungesättigte Luft. Zudem ist diese Lösung konstruktiv am einfachsten zu Lösen. Die letztgenannte Möglichkeit eröffnet noch weitere Perspektiven. In den Hohlraum (f1 ) kann auch direkt hinein gefeuert werden, insbesondere bei feuerunempfindlichen Materialien, oder bei sehr feuchtem Material, aber nicht ausschliesslich. Die Materialzufuhr kann so geregelt werden, dass das Material, trotz maximaler Eintrittstemperaturen der Rauchgase, gewisse maximale Material-Temperaturen nicht überschreitet. Je nach Material kann hier die Konfiguration der Schaufelräder der Schleuderwelle (a1 ) so gewählt werden, dass das Material in einem höherem oder geringerem Masse auch gemischt wird, so dass nirgends zu trockenes Material vorhanden ist, dass sich entzünden könnte. Das Material kann also, wie Eingangs erwähnt, turbulent, gleich- mässig, oder in einer Mischform aufgeworfen werden. ln der Patentanmeldung 259/12 wird die Möglichkeit beschrieben, mehrere Luftzüge im gleichen Trockner, auf mehrere Segmente im Trockner, oder auf mehrere Trockner verteilt zu haben. Gerade die Variante, bei der direkt in das Material gefeuert wird, bietet sich an, den dichten und energiereichen Dampf, der dadurch entsteht, über eine Wärmerückgewinnung zu führen und mit der zurück gewonnen Wärme einen zweiten Luftstrom zu erwärmen, mit der ein weiterer Trocknungsabschnitt, oder eine weitere Trocknereinheit betrieben werden kann. Diese können auch sequentiell zu einander stehen, wobei das Material, das erst dem Feuer direkt ausgesetzt war, im nachfolgenden Segment gekühlt und allfällige Funken definitiv ausgeblasen werden. Die Möglichkeit, ein zweites Segment oder einen zweiten Trockner mit der Abwärme eines ersten zu beheizen ist natürlich nicht auf den Fall einer direkten Exposition des Materials gegenüber dem Feuer beschränkt. Hingegen sei die Variante mit direkter Exposition des Materials gegenüber dem Feuer insbesondere auch im Zusammenhang mit problematischen Materialien erwähnt, wie zum Beispiel, aber nicht ausschliesslich Klärschlamm, Schlachtabfällen und weiteren tierischen Nebenprodukten. Die weiter oben im Text erwähnte mögliche kontinuierliche Befüllung und Entnahme von Material in eine solche Vorrichtung, kann nicht nur zum Trocknen, sondern auch zum Vergasen von Material verwendet werden. Eine Variante davon sei hier kurz geschildert, bei der das Material im Gegenstrom vergast wird. An einem, dem„heissen" Ende, wird in das Material hinein gefeuert, oder es wird Luft hinzu geführt und das Material wird an diesem Ende verbrannt. Am andern, dem„kalten" Ende, wird das Material eingeführt und durch die beschriebene Tendenz des Materials, sich entlang der Schleuderwelle (a1 ) auszugleichen, wird es dem„heissen" Ende zugeführt und auf dem Weg dorthin entgast. Am besten geeignet, aber nicht ausschliesslich, ist ein Betrieb analog zur Durchgangstrocknung. Dafür wird auch die Art und die Positionie- rung des Luftaustritts entsprechend angepasst. - Übrigens: auch ein Trockner im Gegenstrom-Prinzip ist so vorstellbar.
Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird in übrigen ausdrücklich auf die Patentansprüche und die Zeichnung verwiesen.
Bezugszeichenliste a) Austritt des Klaerschlamms aus der Zentrifuge.
b) Zufuehrbehaelter des Trockners
c) Foerdervorrichtung fuer den Fall eines Ueberlaufens des Zufuehrbehaelters. d) Schleuderwellentrockner
e) Eintritt des Klaerschlamms in den Trockner
f) Schleuderwelle
g) Materialentnahme
h) Materialrueckfuehrung
i) Rutschblech
j) Schale
k) Leitblech
I) Heizung von i + j + k
m) Lufteintritt
n) Filter
o) Rutschblech Staub
p) Brenner
q) Wassermantel
r) Lufteintritt Brennkammer
s) Luftaustritt Brennkammer
t) äusserer Mantel Funkenfilter
u) Seele Funkenfilter
v) Lufteintritt(e) Funkenfilter
w) Sackgasse fuer den Staub
x)„Nase" der Sackgasse fuer den Staub
y) Lufteinzugsvorrichtung
z) Beruhigungsstrecke
aa) Moeglicher Standort fuer Trocknerbefeuerung a1) Schleuderwelle b1) Schale der Schleuderwelle c1) Materialwurf-Leitblech d1) Rutschwand
e1) Material-Elypse
f1) Hohlraum
gl) Wellenbrecher
h1) Materialeinlass
i1) Materialentnahme
j1) Luft ein
k1) Luft aus
11) Beruhigungsstrecke für die Luft m1) Luft-Leitblech
n1) Material-Zuführbehälter

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines Feuchtsubstrats zur Erhöhung des Trockensubstanzanteils des Feuchtsubstrats, mit mindestens einer in einem Gehäu- se angeordneten Schleuderwelle mit daran angeordneten Mitteln zur fragmentierten Förderung von Feuchtsubstrat in einen Trocknungsraum der Vorrichtung, wobei die Vorrichtung einen Einlass für Feuchtsubstrat sowie einen Auslass für zumindest teilweise feuchtigkeitsreduziertes Substrat aufweist und der Trocknungsraum einen Einlass sowie einen Auslass für Trocknungsluft besitzt und der Trocknungsraum zum Eintrag von Wärmeenergie ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratauslass der Vorrichtung zur Steuerung der Menge an im Trockenraum vorhandenem, zumindest teilweise feuchtigkeitsreduzierten Substrat ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung am Substratauslass zur Steuerung der Substratmenge eine Förderschnecke oder eine
Zellradschleuse aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine am Einlass für Feuchtsubstrat vorgesehene Förderschnecke, die Feuchtsubstrat benachbart zum Randbereich des Trockenraums in den Erfassungsbereich der Schleuderwelle ausbringt.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderwelle entlang ihrer Längserstreckung mit Mitteln zum turbulenten und/oder weitgehend homogenen Fördern von Feuchtsubstrat und/oder Substrat in den Trocknungsraum versehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderwelle mit Schaufeln in Dreiecksform und/oder Leisten versehen ist, wobei Schaufeln mit unterschiedlichen Anstellwinkeln vorsehbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine im Gehäuse angeordnete Förderschnecke zur Rückführung von Substrat in einen Bereich der Schleuderwelle, in dem sich das Substrat mit Feuchtsubstrat weitgehend klumpenfrei mischt oder Mitteln zum Absaugen von Substrat aus dem Trockenraum und Rückführung an eine andere Stelle des Trockenraums zur weitgehend klumpen- freien Mischung mit Feuchtsubstrat.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Schleuderwelle vorgesehenen Mitteln zur Ausbildung einer ellipsenförmigen Wurfbahn des in den Trockungsraum geförderten Substrats und/oder Feuchtsubstrats ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderwelle im unteren Bereich einer aus einem weitgehend geradlinig ausgebildeten Rutschblech, einer gekrümmt ausgebildeten Wellenschale und einem Substratleitblech gebildeten Aufnahme für Feuchtsubstrat und/oder Substrat angeordnet ist und sich die an der Schleuderwelle angeordneten Mittel radial in Richtung der Wellenschale erstrecken.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Wärme in den Trocknungsraum mittels Wärmebeaufschlagung einer Feucht- subtrat und/oder Substrat führenden Aufnahme und/oder Wärmebeaufschlagung von entlang der Aufnahme in das Feuchtsubstrat und/oder Substrat geführter Track- nungsluft und/oder Wärmebeauschlagung von im Trocknungsraum vorhandenem Feuchtsubstrat und/oder Substrat und/oder Trocknungsluft einbringbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ei- nen Wärmetauscher zur Rückgewinnung von Wärme aus der aus der Vorrichtung ausgetragenen feuchten Trocknungsluft.
1 1 . Verfahren zur thermischen Behandlung eines Feuchtsubstrats zur Erhöhung des Trockensubstanzanteils des Feuchtsubstrats mittels mindestens einer in einem Trocknungsraum angeordneten Schleuderwelle, die Mittel zum fragmentierten Fördern von dem Trocknungsraum zugeführtem Feuchtsubstrat in den Trocknungsraum aufweist, in dem sich zur Aufnahme von Feuchtigkeit aus dem Feuchtsubstrat vorgesehene Trocknungsluft befindet und Substrat mit niedrigerem Feuchtigkeitsgehalt als das zugeführte Feuchtsubstrat dem Trocknungsraum über einen Auslass entnom- men wird, dadurch gekennzeichnet, dass Feuchtsubstrat in den Trocknungsraum hinein befördert wird, in dem sich Substrat mit niedrigerem Feuchtigkeitsgehalt als das Feuchtsubstrat befindet und der Auslass zur Veränderung der kontinuierlich oder diskontinuierlich entnehmbaren Austragsmenge zur Steuerung des im Trocknungsraum vorhandenen Substrats mit niedrigerem Feuchtigkeitsgehalt gesteuert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schleuderwelle zur Vermischung des Feuchtsubstrats mit dem Substrat drehbetätigt wird und die Zufuhr von Feuchtsubstrat in Abhängigkeit der im Trocknungsraum an mindestens einer Stelle gemessenen Temperatur und/oder an mindestens einer Stelle gemesse- nen Feuchtigkeitswert und/oder der zur Drehbetätigung der Schleuderwelle benötigten Antriebsleistung gesteuert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungskammer Wärme in der Form von Abwärme einer Brennkraftmaschine und/oder Wärme des Rauchgases einer Feuerung zugeführt wird, welches vor der Einbringung in den Trocknungsraum mittels eines Funkenfilters und eines Staubpartikelabscheiders behandelt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Feuchtsubstrat vor der thermischen Behandlung einen Trockensubstanzanteil von vorzugsweise mindestens 50% aufweist.
15. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14 zur thermischen Behandlung von Klärschlamm oder Gärresten oder Gülle oder thermischen Trocknungsbehandlung von mit Trockensubstanz versehenen Lösungen und/oder Suspensionen zur Gewinnung pulverförmiger Trockensubstanz.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010049339A1 (de) 2010-10-22 2012-04-26 Franz Josef Kraus Vorrichtung und Verfahren für die Trocknung von Gütern in einem Schleuderwellentrockner

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US663868A (en) * 1899-01-03 1900-12-18 Francis Charles Crean Treatment of wood-pulp.
US2304221A (en) * 1940-03-27 1942-12-08 Celanese Corp Drying apparatus
DE1038485B (de) * 1955-07-08 1958-09-04 Hazemag Hartzerkleinerung Trockner fuer mehliges, griessiges oder stueckiges Schuettgut
CH418981A (de) * 1961-05-18 1966-08-15 Harlacher Benedikt Verfahren zum Trocknen von zerkleinertem Gras
DE2263968C3 (de) * 1972-12-29 1984-09-13 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur Herstellung von nichtstaubenden oder praktisch nichtstaubenden Farbstoffkörnern
DE4447311C2 (de) * 1994-12-31 2000-05-04 Michael F Rossmann Verfahren zur energieeinsparenden und umweltverträglichen Trocknung von Futterstoffen und/oder feuchten Erntegütern in Anlagen mit Bandförderung und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
US6122841A (en) * 1998-05-07 2000-09-26 Asj Holding Aps Apparatus for the drying of moist particulate material in superheated steam
DE202007019055U1 (de) * 2007-11-06 2010-05-27 Spaleck Oberflächentechnik GmbH & Co. KG Trocknungsanlage zur Trocknung eines Feststoffanteils aus der Fest-Flüssig-Trennung einer biologisches Material enthaltenden Dispersion
EP2527771A1 (de) * 2011-05-23 2012-11-28 Buss-SMS-Canzler GmbH Trocknungsreaktor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010049339A1 (de) 2010-10-22 2012-04-26 Franz Josef Kraus Vorrichtung und Verfahren für die Trocknung von Gütern in einem Schleuderwellentrockner

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