DE8816171U1

DE8816171U1 - Vorrichtung zum Trocknen von Schlamm

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Publication number: DE8816171U1
Application number: DE8816171U
Authority: DE
Original assignee: FRUEHBIS HANS 6732 EDENKOBEN DE
Current assignee: FRUEHBIS HANS 6732 EDENKOBEN DE
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1990-04-26
Anticipated expiration: 1998-12-30

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Schlamm, insbesondere Klär- oder Faulschlamm, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Kläranlagen fallen Klär- bzw. Faulschlämme mit hoher Schadstoffbeladung und großem Nassergehalt an und müssen deshalb für die Deponie vorbereitet werden. Dazu sind die Schlämme zunächst zu entwässern, wofür nach dem Stand der Technik mechanische und/oder chemische Verfahren eingesetzt werden, und zu trocknen, wobei flüchtige Schadstoffe ausgetrieben, aufgefangen und unschädlich gemacht sowie enthaltene Kohlenwasserstoffe in eine für die Deponierung geeignete Form übergeführt werden müssen. Die trockenen Feststoffe werden dann zur weiteren Behandlung in die Kläranlage rücVgeführt, verbrannt, deponiert oder anderweitig verwende t.

Die anfallenden Kondensate werden analysiert, neutralisiert, entgiftet und schließlich in den Wasserkreislauf eingeführt.

Die Schadgase werden einer thermischen Nachverbrennung zugeführt, wobei die Kohlenstoffverbindungen verbrannt und die möglicherweise vorhandenen Gifte, insbesondere Dioxine, zersetzt werden.

Der Stand der Technik zeigt eine Vielzahl von Konstruktionen und Verfahren zur Lösung diese» Probleme. Gerade di« Vielzahl der bekannten Vorschläge zeigt jedoch, daß die mit der Schlammtrocknung verbundenen Probleme bisher nicht gelöst werden konnten. Teilweise sind die bekannten Vorrichtungen sehr aufwendig, beispielsweise durch die Verwendung von Hochdruck-Autoklaven, von Wirbelschichtbrennern und dergleichen, teilweise sind sie ni<~ht in der Lage, die enthaltenen Schadstoffe, insbesondere Dioxine,

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wirksam zu zersetzen, teilweise arbeiten sie wenig wirtschaftlich.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Anlagen besteht darin, daß sie stationär sind, so daß der Schlamm, insbesondere Klär- und Faulschlamm, von den Kläranlagen zur Trocknungsanlage gebracht werden muß, was jedoch wegen des hohen Hassergehalts der Klärschlämme unwirtschaftlich ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß unter dem Begriff "Schlamm" nicht nur Klär-- und Faulschlämme, sondern auch kontaminiertes Erdreich zu verstehen ist, wie es beispielsweise nach einem Chemieunfall, Ölunfall und dergleichen abgetragen wird. Besonders in diesen Fällen zeigen sich die mit der ortsfesten Einrichtung der bekannten Anlagen verbundenen Nachteile.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schiammtrocknungsanlage der eingangs genannten Art anzugeben, die eine hochwirkeame Trocknung und insbesondere Entgiftung von Schlamm ermöglicht, mit hohem Wirkungegrad arbeitet und insbesondere sehr kompakt aufzubauen ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung der gattungegemäßen Art mit Merkmalen gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1.

Durch die Verwendung flächenhafter Hochtemperaturbrenner zum Beheizen des im offenen Trog befindlichen Schlamms kann in kürzester Zeit sehr viel Wärme durch Strahlung und Konvektion übertragen werden, so daß Temperaturen erreicht werden, bei denen nicht nur Wasser, sondern auch höhersiedende Stoffe, insbesondere Kohlenwasserstoffe, verdampfen. Dies wird unterstützt durch die mit der Schneckenbewegung verbundene ständige Umwälzung des Schlamms, der dabei gleichsam gewalkt und geknetet wird, so

daß die bei der herkömmlichen Beheizung immer wieder zu beobachtende Verzögerung bei der Verdampfung nicht auftraten kann. Unterstützt wird dies zusätzlich durch die gleichsam integrierte Absaugung der Schadgase und des Brüden. Nachdem die flüssigen und die gasförmigen Schadgasbestandteile durch Abkühlen getrennt sind, werden die Schadgase in einem Hochtemperaturreaktor nachverbrannt, wobei inabesondere Dioxine und vergleichbare Gift- und Schadstoffe sicher zersetzt werden.

Die in den Hochtemperaturbrennern sowie bei der Schadgas-Nachverbrennung entstehenden sehr heißen Abgase dienen zur Aufheizung des Schlamms, wodurch der Gesamtwirkungsgrad der Anlage hoch wird.

Um die Erwärmung des Schlamms zu verbessern und zu beschleunigen, werden der Trog und die Schnecke mit den genannten Abgasen beheizt. Zu diesem Zweck ist der Trog mit einem Doppelmantel, die Schnecke mit einer Hohlwelle versehen.

Zusätzlich kann die Hohlwelle der Schnecke mit schlitz förmigen Öffnungen versehen sein, wodurch die heißen Gase direkt in den Schlamm eingeleitet werden. Diese Maßnahme empfiehlt sich insbesondere dort, wo der Schlamm schon teilweise getrocknet ist.

Es versteht sich, daß der getrocknete Klärschlamm vor dem Verlassen der Trocknungsvorrichtung gekühlt und bei Bedarf konditioniert, d.h. zerkleinert und homogenisiert wird. Zu diesem Zweck wird die hier verwendete Rohrschnecke mittels Wasser oder auch Luft gekühlt. Im Fall der Luftkühlung kann die Hohlwelle der Austragschnecke wieder mit schlitzförmigen Öffnungen versehen sein, um den trockenen Klärschlamm direkt kühlen zu können.

Un die gesamte Vorrichtung optimal betreiben zu können und
um insbesondere das anfallende Kondensat neutralisieren und entgiften zu können, sind alle erforderlichen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtunqen vorgesehen.

Aufgrund der hohen Wirkungegrade der verschiedenen Anlagenteile kann die Gesamtvorrichtung so kompakt aufgebaut werden, daß sie «ich auf einem Lkw-Fahrgestell unterbringen läßt. Dieae mobile Anlage kann somit direkt zum jeweiligen Eineatzort gefahren werden,

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines AusfUhrungebeispiele näher erläutert werden. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine auf einem Lkw-Fahrgestell aufgebaute Trocknungsvorrichtung,

Fig. 2 auszugsweise einen Querschnitt durch die Vorrichtung der Fig. 1,

Fig. 3 eine auszugsweise Darstellung aus Fig. 1 in vergrößertem Haßstab und

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Transport- und Umwälzeinrichtung.

In Fig. 1 erkennt man ein Lkw-Fahrgestell 1 mit Rädern 2. Nachdem die Vorrichtung zum Einsatzort gebracht ist, wird

das Zugfahrzeug abgekoppelt und Stützen 3 ausgefahren.

Die wichtigsten Komponenten der Trocknungsvorrichtung sind
ein Produkteintrag 10, ein Produktaustrag 20, eine
Transport- und Umwälzeinrichtung 30, eine Heizeinrichtung
40, wobei die beiden letztgenannten Einrichtungen 30, 40 in einer Heizkammer 50 untergebracht sind, eine Kondensations-

kammer 60, eine Nachverbrennungseinrichtung 70 und schließlich ein Steuerraum 80, in dem die zum störungsfreien optimalen Betrieb der Gesamtvorrichtung erforderlichen Steuer- und Regeleinrichtungen untergebracht sind.

Wie insbesondere Fig. 3 erkennen läßt, besteht der Produkteintrag 10 aus einem Aufgabetrichter 11 und wenigstens einem Doppelmantelrohr 12, in dem eine Schnecke 13 rotiert. Im Doppelmantel des Rohrs 12 sowie gegebenenfalls in der hohlen Welle der Schnecke 13 werden heiße Abgase geführt, um den eingefüllten Schlamm aufzuheizen und vorzutrocknen.

Über ein Verbinderrohr 34 gelangt der Klärschlamm in eine Transport- und Umwälzeinrichtung 30, die hier in drei Etagen geführt ist. Die oberste Etage 31 wird gebildet durch wenigstens einen offenen Trog 31.1, in dem eine Schnecke 31.3 rotiert. Die mittlere und untere Etage 32, 33 werden gebildet durch geschlossene Rohrschnecken. Alle Schnecken sind über Antriebswellen 35' mit Antriebsmotoren 35 verbunden.

Der ProduHtaustrag 20 besteht, wie Fig. 3 zeigt, aus einer Austragrohrechnecke, deren Außenmantel 21 wenigstens teilweise mit einem Doppelmantel ausgerüstet und deren Welle 23 hohl ist. Doppelmantel 21 und Hohlwelle 23 sind von Kühlwasser oder Kühlluft durchströmt, um den trockenen Klärschlamm vor dem Verlassen der Vorrichtung abzukühlen.

Wie insbesondere Fig. 2 erkennen läßt, sind in jeder Etage eine Vielzahl von Trögen 31 bzw. Rohrschnecken 32, 33 nebeneinander angeordnet und zu je einer Ausdampflinie zusammengefaßt. Dabei befindet sich über den offenen Trögen 31 je ein flächenhafter Hochtemperaturbrenner 41. Derartige Brenner erzeugen Temperaturen bis zu 1.100° C. Die Wärme wird insbesondere mittels Strahlung, aber auch mittels Konvektion auf den in den ofienen Trögen 31 befindlichen

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Schlamm übertragen, wodurch sich dieser und insbesondere das darin enthaltene Wasser und die sonstigen flüchtigen Bestandteile sehr schnell erwärmen.

;a Fig. 4, die «inen Querschnitt durch «in Element der oberen

■·_ Auedampf linie 31 zeigt, läßt erkennen, daß der Trog 31.1

&lgr;, einen Doppelmantel besitzt. Diesem werden die heißen Abgase

* des Hochtemperaturbrenners 41 oder auch der Schadgas-Nach-

I Verbrennungeeinrichtung 70 über einen Anschlußstutzen 31.5

1 zugeführt, so daß der Schlamm auch von unten beheizt wird.

I Zusätzlich ist die Helle 31.4 der Schnecke 31.3 hohl und

ebenfalls mit Abgasen beheizt.

jf Die Hohlwelle 31.4 kann zusätzlich mit schlitzförmigen

M₁ Öffnungen versehen sein, so daß Teile der heißen Abgase

I direkt in den Schlamm geleitet werden, um diesen zusätzlich I aufzuheizen. Diese Maßnahme sollte jedoch weniger bei den

₍| offenen Trogen 31, als vielmehr bei den geschlossenen

■l Rohrschnecken 32, 33 eingesetzt werden.

&Kgr; Nie Fig. 4 weiterhin erkennen läßt, sind oberhalb des

■| ' Doppelmantels des Trogs 31.1 rechts und links Absaugkanäle

:|* 31.2 vorgesehen, die einen sich über die gesamte Länge

* erstreckenden Schlitz besitzen. Auf diese Heise werden <lie

% den Schlamm verlassenden flüchtigen Bestandteile - Schadgase

■i und Brüden - unmittelbar am Entstehungsort abgesaugt.

I Hie Fig. 1 erkennen läßt, befinden sich die Heizvorrichtung I 40 und die Transport- und Umwälzvorrichtung 30 in einem

Heizraum 50, dessen Wand 51 besonders isoliert ist. Außerhalb des Heizraums 50 erkennt man symbolisch dargestellt eine Zuluftanlage 43 zur Luftversorgung insbesondere der Hochtemperaturflächenbrenner 41.

Die abgesaugten Brüden und Schadgase werden, wie schon i; erwähnt, in einer besonderen Kondensationskammer 60 mit

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Kondensator 61 abgekühlt. Die flüssigen Bestandteile werden gesammelt und nach einer Neutralisation und Entgiftung in den Wasserkreislauf eingeleitet.

Die gasförmigen Bestandteile werden der Nachverbrennungsanlage 70 zugeführt, deren Abgase teilweise in die Heizkammer 50 zurückgeführt, teilweise an die Umluft abgegeben werden.

Es versteht sich, daß die Fig. 1 die Trocknungsvorrichtung nur schematisch zeigt. Nicht dargestellt sind beispielsweise die in der Praxis nötige Feuerlöschanlage, die Energieversorgungsanlage, die Meß-, Neutralisierungs- und Entgiftungsanlage usw.

Claims

Schutzansprüche:

1. Vorrichtung zum Trocknen von Schiamm, insbesondere Klär- oder Faulschlamm, umfassend eine Transporteinrichtung (30) zum Fördern des Schlammes zwischen Produkteintrag (10) und Produktaustrag (20), eine Einrichtung (30) zum kontinuierlichen Umwälzen des Schlamms, eine Heizeinrichtung

(40) zum Aufheizen und Ausdampfen des Schlamms, eine Einrichtung (60) zum Absaugen, Abkühlen und gegebenenfalls Neutralisieren des Brüden und eine Einrichtung (70) zum Nachverbrennen der Schadgase, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (40) aus wenigstens einem flächenhaften, gas- oder ölbeheizten Hochtemperaturbrenner (41) an der Decke eines Heizraums (50) besteht, daß darunter die Transport- und Umwälzeinrichtung (30) angeordnet ist., die aus wenigstens einem oben offenen Trog (31.1) und einer darin rotierenden Schnecke (31.3) besteht, daß die Einrichtung (60) zum Absaugen der Schadgase und des Brüden aus wenigstens einem zur Schnecke (31.3) offenen, sich Über die Länge des Trogs (31.1) erstreckenden Saugkanal (31.2) sowie einem Kondensator (61) besteht und daß die Einrichtung (70) zum Nachverbrennen der Schadgase ein mit Gas oder Öl beheizter Hochtemperaturreaktor ist, dessen Abgase zum Erwärmen des Schlamms wenigstens teilweise rückgeführt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (31.4) der Schnecke (31.3) hohl und mittels der Abgase des flächenhaften Hochtemperaturbrenners (41) bzw. der Einrichtung (70) zum Nachverbrennen der Schadgase beheizt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trog (31,1) einen Doppelmantel besitzt und mittels der Abgase des flächenhaften Hochtemperaturbrenners

(41) bzw. der Einrichtung (70) zum Nachverbrennen der Schadgase beheizt ist.

• · • ·

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von offenen Trögen (33.1) nebeneinander zu einer Ausdampflinie (31) zusammengefaßt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdampflinie (31) aus offenen Trögen (31.1) wenigstens eine weitere Ausdampflinie (32, 33) aus Rohrschnecken mit integrierter Brüden- und Schadgasabsaugung nachgeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre der Rohrechnecken einen Doppolmantel besitzen und mittels der Abgase des flächenhaften Hochtemperaturbrenners (41) bzw. der Einrichtung (70) zum Nachverbrennen der Schadgase beheizt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecken der Rohrschnecken (11) hohl und mittels der Abgase des flachenhaften Hochtemperaturbrenners (41) bzw. der Einrichtung (70) zum Nachverbrennen der Schadgase beheizt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwellen der Rohrschnecken schlitzförmige Öffnungen aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche S bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröge und Rohre der Ausdampflinien (31, 32, 33) mittels Übergaberohren (34) verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Produkteintrag (10) wenigsten» einen Aufgabetrichter (11) und wenigstens eine Förderschnecke (12) umfaßt und beheizt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktaustrag (20) wenigstens eine Austragsforderschnecke (22) umfaßt und gekühlt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragförderschnecke (22) wassergekühlt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Helle (23) der Austragförderschnecke (22) hohl und mit Luft gekühlt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Helle (23) der Austragförderschnecke (22) schlitzförmige Öffnungen aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktaustrag (20) eine Zerkleinerungs- und/oder Homogenisierungeanlage umfaßt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ^«kennzeichnet, daß sie mit allen erforderlichen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen (80) versehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einem Fahrgestell (1) montiert ist.