DE2360467A1

DE2360467A1 - Verfahren zum trocknen von in fluessigkeiten enthaltenen feststoffen und anlage zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2360467A1
Application number: DE2360467A
Authority: DE
Inventors: Hermann Seiler
Original assignee: Seiler Hermann & Sohn AG
Current assignee: Seiler Hermann & Sohn AG
Priority date: 1972-12-06
Filing date: 1973-12-05
Publication date: 1974-06-12
Also published as: CS202029B2; ATA1010473A; AT330691B; CH559151A5

Description

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§L^f^iT"S ²⁹· November 1973 EB/ju

Postfach lc.27 l'el. 372720

Hermann Seiler & Sohn AG, Zürcherstrasse 71,

8103 Unterengstringen (Schweiz)

Verfahren zum Trocknen von in Flüssigkeiten enthaltenen Feststoffen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

. Priorität: Schweiz, Nr. I7781/72 vom 6.Dez.1972

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von in Flüssigkeiten enthaltenen Feststoffen, bei welchem ein Teil des anfallenden Trockengutes mit der feststoffhaltigen Flüssigkeit vermischt, einem Verdampfungstrockner zugeführt wird, in welchem die Flüssigkeit durch heisse Gase verdampft wird, worauf das angefallene Trockengut von den aus der Flüssigkeit entstandenen Brüdendämpfen getrennt wird. Ein Verfahren dieser Art ist beispielsweise in der schweizerischen Patentschrift 500 916 der Anmelderin näher beschrieben, wobei es sich speziell um die Trocknung von Abwasserschlamm handelt. Beim bekannten Verfahren gelangen, die vom Trockengut getrennten Brüdendämpfe unmittelbar ins Freie, was je nach der Qualität des Schlammes und dem Standard der Anlage zu starker Geruchsbelästigung führen kann. Besonders stark ist die Belästigung, wenn von Gauche stammende Brüdendämpfe ins Freie gelangen. Um den penetranten Geruch der

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Brüdendämpfe zu beseitigen, müssen dieselben auf ca. 800⁰C erhitzt werden, was in gewissen Fällen auch gesetzlich vorgeschrieben wird. Leitet man einfach alle Brüdendämpfe durch eine Brennkammer, um sie in derselben auf die vorbestimmte Temperatur zu erhitzen, so ergibt sich aber ein wirtschaftlich äusserst belastender Brennstoffverbrauch. Die Erfindung bezweckt diesen Nachteil zu vermeiden. Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein erster Teil der Brüdendämpfe einer Hauptbrennkammer zugeführt wird, in welcher er'auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wird, worauf er nach Abkühlung in einem Rekuperator ins Freie entweicht, und dass ein zweiter Teil der Brüdendämpfe zusammen mit Frischluft im Rekuperator erhitzt und dann einer Nebenbrennkammer zugeführt wird, aus welcher die heissen Gase für den Verdampfungstrockner entnommen werden. Behandelt man Abwasser von Kläranlagen oder Jauche nach diesem Verfahren, so empfiehlt es sich, ca. 60% der Brüdendämpfe der Hauptbrennkammer zuzuführen und daselbst auf 800 C zu erhitzen, wobei dann entsprechend 40% der Brüdendämpfe der Nebenbrennkammer zugeführt werden. Bei anderen Anwendungen, z.B. auf Abwässer der Papierindustrie oder der chemischen Industrie kann eventuell eine andere Erhitzungstemperatur vorgesehen werden, und kann gegebenenfalls auch eine etwas andere prozentuale Verteilung der Brüdendämpfe auf die beiden Brennkammern vorteilhaft sein.

Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Diese Anlage, die einen mit heissen Gasen und einem Trockengut-Flüssigkeitsgemisch gespeisten Trommeltrockner, einen Zyklonabscheider zur Trennung von Trockengut und Brüdendämpfen, und einen Mischer zur Mischung von Trockengut und feststoffhaltiger Flüssigkeit aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Hauptbrennkammer und eine Nebenbrennkammer vorgesehen sind, die über eine Hauptleitung und

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eine Nebenleitung mit dem Zyklonabscheider in Verbindung stehen; dass die Hauptbrennkammer über einen Rekuperator mit der freien Atmosphäre verbunden ist, der die aus derselben austretenden, auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzten Gase abkühlt; und dass die durch die Nebenleitung zur Nebenbrennkammer strömenden Brüdendämpfe zusammen mit Frischluft vor dem Eintritt in die Nebenbrennkammer durch den Rekuperator geführt sind, um in demselben Wärme aufzunehmen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anlage da'rgestellt. Es ist:

Fig. 1 eine schematische Anlage zur Trocknung der im Abwasser von Kläranlagen oder Jauche enthaltenen Feststoffe,

Fig. 2 ein Vertikalschnitt durch einen Doppelofen gemäss Linie II - II von Fig. 4,

Fig. 3 ein Vertikalschnitt durch den Doppelofen gemäss Linie III - III von Fig. 2, und

Fig. 4 ein Horizontalschnitt durch den Doppelofen, im wesentlichen gemäss Linie IV - IV von Fig. 3.

Die in -Fig. 1 rein schematisch dargestellte Trocknungsanlage dient zur Trocknung der in Abwässern oder Jauche 1 enthaltenen Feststoffe, deren Menge im allgemeinen nur etwa 6-8% des Abwassers oder der Jauche entspricht, so dass ca. 92 - 94% Wasser zu verdampfen sind. Das in einem Bunker 2 befindliche Abwasser wird mittels einer Pumpe 3 über Leitungen 4 und 5 einer ersten Dosiervorrichtung 6 zugeführt, von der es in einen Zweiwellen-' mischer (Paddelmischer) 7 gelangt. Ueberschüssiges, von der Dosiervorrichtung B nicht aufgenommenes Abwasser fliesst über

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eine Leitung 8 in den Bunker 2 zurück. Dem Mischer 7 wird ferner über eine, vorzugsweise eine Förderschnecke enthaltende Förderleitung 9 ein Teil des in einem Ausgangssilo 10 der Anlage verfügbaren Trockengutes 11 zugeführt. Im Silo 10 ist ein unten offenes, vertikales Rohr 12 angeordnet, in welchem das Trockengut mittels einer Förderschnecke 13 zu einer Abzweigleitung 14 gefördert wird, von der sie über einen als zweite Dosiervorrichtung 15 dienenden, stufenlos regulierbaren Vibrator 15 der Förderleitung 9 zugeführt wird. Am Silo 10 ist ferner ein Absackstutzen 16 vorgesehen, an welchem das von der Anlage erzeugte Trockengut in Sache 17 gefüllt wird. Das durch die Abzweigleitung 14 dem Silo 1D entnommene Trockengut zirkuliert in geschlossenem Kreislauf in der Anlage.

Die beiden Dosiervorrichtungen B und 15 werden so eingestellt, dass das im Mischer 7 aus Abwasser und Trockengut gebildete Gemisch nur noch etwa 5G% Wasser enthält. Dieses Gemisch wird einem ausgemauerten Kanal 18 zugeführt, der einen Doppelofen mit einem rotierenden Trommeltrockner 19 bekannter Art verbindet. Vom Doppelofen 20, dessen Aufbau später noch näher erläutert werden soll, strömen heisse Gase mit einer Temperatur von etwa 7OD⁰C durch den Kanal 18 in den Trommeltrockner 19 und reissen dabei das vom Mischer 7 gelieferte Abwasser-Trockengut-Gemisch mit in denselben hinein.

Im Trommeltrockner 19 wird durch die heissen Gase das im Gemisch enthaltene Wasser verdampft, so dass sich ein pulverförmiges Trockengut ergibt. Die dabei entstehenden Brüdendärnpfο und das pulverförmigß Trockengut werden von einem Ventilator 21 abgesaugt und durch eine Leitung einem Zyklonabscheidsr 22 zugeführt. Vom unteren Ende des Zyklonabschaiders 22 wird das ausgeschiedene Trockengut mittels einer Förderschnecke 23 in das Ausgangssilo 10 gefördert, während die Brüdendämpfe vom oberen

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Ende des Zyklonabscheiders 22 in eine Brüdenleitung 24 gelangen. Die Brüdenleitung 24 ist einerseits ober eine Hauptleitung 25 mit einer Hauptbrennkammer 26 des Doppelofens 20 verbunden und anderseits über eine Nebenleitung 27, einen Rekuperator 2Θ und eine Leitung 29 mit einer Nebenbrennkammer 30 dieses Doppelofens 20. Eine Ablenkklappe 31 gestattet die Menge der Brüdendämpfe, die in die Hauptleitung 25 bzw. in die Nebenleitung 27 gelangen, zu regulieren. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, die anfallende Brüdenmenge im Verhältnis von etwa 3 : 2 auf die Leitungen 25 und 27 zu verteilen, d.h. also dass ca. 60% der Brüdendämpfe in die Hauptbrennkammer 26 und ca. 40% über den Rekuperator 20 in die Nebenbrennkammer 30 gelangen.

Die.Kammern 26 und 30 sind mit Oelbrennern 32 und 33 versehen, durch welche OeI mit der erforderlichen Verbrennungsluft in die Kammern 26 und 30 eingeführt wird. Die Verbrennungsgase des Hauptbrenners 32 erhitzen die in die Hauptbrennkammer 26 eingeführten Brüdendämpfe auf eine Temperatur von etwa 800 C, wobei sich die in diesen Dämpfen enthaltenen Geruchstoffe vollständig zersetzen. Die Dämpfe verlassen die Hauptbrennkammer 26 durch das Innere der Rohre eines im Rekuperator 28 vorgesehenen Rohrbündels 34.

Der Rekuperator 28 weist einen vertikalen, zylindrischen Innenmantel 35 auf, der unten durch eine Stirnplatte 36 abgeschlossen ist. Der Innenmantel 35 ist von einem koaxialen Aussenmantel umgeben, der oben durch eine Stirnplatte 38 abgeschlossen ist. Die Enden der Rohre des Rohrbündels 34 durchsetzen die Stirnplatten 36 und 38, an denen sie festgeschweisst sind. Ueber der oberen Stirnplatte 38 ist ein Abluftstutzen 39 angebracht, durch den die geruchlosen * Dämpfe in die freie Atmosphäre entweichen. Zwischen dem unteren, konisch ausgebördelten Ende 40 des Aussen-

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mantels 37 und dem Innenmantel 35 kann Frischluft im Sinne der Pfeils 41 in den Rekuperator 26 eintreten und zwischen den Mänteln 35 und 37 nach oben strömen. Am oberen Ende des Aussenmantels 37 ist die Nebenleitung 27 angeschlossen; die durch dieselbe strömenden Brüdendämpfe und die Frischluft strömen nun im Sinne der Pfeile 42 um das obere Ende des Innenmantels 35 und dann innerhalb desselben auf der Aussenseite der Rohre des Bündels 34 nach unten, also im Gegenstrom zu den innerhalb derselben aufsteigenden Gase, die dadurch gekühlt werden, unter Rekuperation eines grossen Teiles der in demselben enthaltenen Wärme. Das obere Ende der Leitung 29 ist im unteren Bereich des mit Schikarten 43 versehenen Innenmantels 35 an denselben angeschlossen, so dass die^v Nebenbrennkammer 30 durch diese Leitung 29 ein bereits auf ca. 530 - 580 C aufgeheiztes Frischluft-Brüden-Gemisch erhält, das durch den Nebenbrenner 33 nur noch um etwa 120 - 170 C höher erhitzt wird, um die für den Betrieb des Trommeltrockners 19 erforderliche Temperatur von ca. 700 C zu erreichen.

Dadurch dass nur ein Teil der Brüdendämpfe in der Hauptbrennkammer 26 des Doppelofens 20 auf die vorbestimmte Temperatur von ca. BOO⁰C erhitzt wird, und nach Abkühlung die Anlage verlässt, ein anderer Teil aber mit Frischluft vermischt und grösstenteils durch rekuperierte Wärme aufgeheizt wieder dem Trommeltrockner 19 zugeführt wird, wird eine sehr grosse, für die wirtschaftliche Ausführbarkeit der Trocknung entscheidende Wärmeerspranis erzielt.

Da für die Erzielung der Wärmeersparnis nicht nur das Verfahren als solches, sowie die erläuterte Konstruktion des Rekuperators 2B von Bedeutung sind, sondern auch der Aufbau des Doppelofens 20, soll letzterer anhand der Fig. 2-4 noch näher beschrieben werden.

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Der Dpppelofen 20 hat gemass Fig, 4 einen rechteckigen Grundriss und ist durch eine etwa in der Mitte in Längsrichtung verlaufende Zwischenwand 44 in die beiden Kammern 26 und 3D unter' teilt'. Die sehematische Darstellung des Doppelofens 20 in Fig, 1 weicht diesbezüglich und in bezug auf andere Einzelheiten der raumlichen Anordnung vom tatsächlichen Aufbau ab, um die funktionellen Zusammenhänge auf möglichst einfache Weise veranschaulichen zu können.

In der Hauptkammer 26 ist durch ein von einer Stirnwand 45 des Doppelofens 20 bis etwa in ihre Mitte reichendes hylbzylindrisches Gewölbe 46 ein Flammraum 47 abgegrenzt, in welchem sich die Flamme des in Fig. 2 ~ 4 nicht dargestellten Hauptbrenners 32 ausbildet, der auf der Aussenseite der Stirnwand 45 bei deren konischer Oeffnung 48 montiert ist. In einem gewissen Abstand über dem Gewölbe 46 ist eine horizontale Führungsplatte 49 vorgesehen, die langer ist als das Gewölbe 46 und an ihrem freien Ende mit einer abwärts gerichteten Schikane 50 versehen ist. Die Hauptleitung 25, deren Querschnitt rechteckig ist, führt durch die Stirnwand 45 hindurch zwischen das Gewölbe 46 und die horizontale Platte 49, so dass sich die Brüdendämpfe in einem etwa unter dem Endteil dieser Platte 49 befindlichen Mischraum 51 mit den Verbrennungsgasen des Hauptbrenners 32 mischen und wegen ihres Luftgehaltes eine gewisse Nachverbrennung bewirken_t Die Verbrennungsgase, deren Temperatur, wie bereits erwähnt, etwa 800 C beträgt, strömen über der Platt 49 im Gegenström zu den darunter strömenden Brüdendämpfe zu einer Austrittsöffnung 52, über welcher die untere Stirnwand 36 des Rekuperators 37 sitzt.

Die Nebenbrennkammer 30 ist mit der Hauptbrennkammer 26 durch keinerlei fleffnungen oder Kanäle verbunden. Dadurch dass die beiden Kammern unmittelbar aneinander angebaut·sind, d.h. die gemeinsame Wand 44 haben, werden die Wärmeverluste verringert, -

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In der Stirnwand 45 ist eine konische Geffnung 53 vorgesehen, vor welcher der Nebenbrenner 33 montiert wird. Der ausgemauerte, zum Trommeltrockner 19 führende Kanal 18 beginnt an der gegenüberliegenden Stirnwand 54 und ist mit der Oeffnung 53 in Flucht. Die vom Rekuperator 28 kommende Leitung 29 mündet durch eine in der Nähe der Oeffnung 53 befindliche, obere Deffnung 55 in die Nebenkammer 3Q ein, die - wie aus Fig. 2 ersichtlich ist - etwas niedriger ist als die Hauptbrennkammer 26.

Durch die kompakte Vereinigung der beiden Brennkammern 26 und 3G zum Doppelofen 20 und deren beschriebene Ausführung und Anordnung wird ein sehr guter Wirkungsgrad der Brennstoffausnützung erzielt. Der Nebenbrenner 33 braucht in der Regel nur etwa 1/6 bis 1/7 des vom Hauptbrenner 32 verbrauchten Brennstoffes. Selbstverständlich kann anstelle von OeI auch Gas verbrannt werden; es können auch Ausführungsformen für feste BrennstoffE! vorgesehen werden. Anstelle eines Trornmeltrockners könnte auch eine andere Art von Verdampfungstrockner benützt werden.

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Claims

.Patentansprüche

Verfahren zum Trocknen von in Flüssigkeiten enthaltenen Feststoffen, bei welchen ein Teil des anfallenden Trockengutes mit der feststoffhaltigen Flüssigkeit vermischt einem Verdampfungstrockner zugeführt wird, in welchem die Flüssigkeit durch heisse Gase verdampft wird, worauf das angefallene Trockengut von den aus der Flüssigkeit entstandenen Brüdendämpfen getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil der Brüdendämpfe einer Hauptbrennkammer (26) zugeführt wird, in welcher er auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wird, worauf der nach Abkühlung in einem Rekuperator (28) ins Freie entweicht, und dass ein zweiter Teil der Brüdendämpfe zusammen' mit Frischluft im Rekuperator erhitzt und dann einer Nebenbrennkammer (30) zugeführt wird, aus welcher die heissen Gase für den Verdampfungstrockner (19) entnommen werden.

2. Anlage zur Durchführung des^Verfahrens nach Anspruch 1, die einen mit heissen Gasen und einem Trockengut-Flüssigkeitsgemisch gespeisten Trommeltrockner, einen Zyklobabscheider zur Trennung von Trockengut und Brüdendämpfen, und einem Mischer zur Mischung von Trockengut und feststoffhaltiger Flüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hauptbrennkammer (26) und eine Nebenbrennkammer (30) vorgesehen sind, die über eine Hauptleitung (25) und eine Nebenleitung (27) mit dem Zyklonabscheider (22) in Verbindung stehen: dass die Hauptbrennkammer (26) über einen Rekuperator (2B) mit der freien Atmosphäre verbunden ist, der die aus derselben austretenden, auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzten Gase abkühlt; und dass die durch die Nebenleitung (27) zur Nebenbrennkammer (30) strömenden Brüdendämpfe zusammen mit Frischluft vor dem Eintritt in die Nebenbrennkammer durch den Rekuperator (28) geführt sind, um in demselben Wärme aufzunehmen.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ca. 60% der BriidencfSmpf e der Hauptbrennkammer (26) und ca. 40% der Nebenbrennkammer (30) zugeführt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Brüdendämpfe in der Hauptbrennkammer (2B) auf ca. BOO C erhitzt und der Nebenbrennkammer (30) heisse Gase mit einer Temperatur von ca. 70O°C entnommen werden.

5. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet« dass die beiden Brennkammern (2B, 30) einen Doppelofen (20) bilden, in welchem sie durch eine gemeinsame Wand (44) voneinander getrennt sind.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelofen (20) einen rechteckigen Grundriss hat, und dass die gemeinsame Wand (44) vertikal ist und in Längsrichtung verläuft.

7. Anlage nach Anspruch B, dadurch gekennzeichnet, dass in

der mit einem OeI- oder Gasbrenner (32) versehenen Hauptbrennkammer (26) mittels eines etwa halbzylindrischen Gewölbes (46) ein Flammraum (47) abgegrenzt ist; dass oberhalb dieses Gewölbes (46) eine horizontale Führungsplatte (49) vorgesehen ist, um die der Kammer zugeführten Brüdendämpfe einem Mischraum (51) zuzuführen, zwecks Mischung mit den Verbrennungsgasen des Brenners (32) und Nachverbrennung derselben; und dass das heisse Gasgemisch oberhalb der Fürhungsplatte (49) im Gegenstrom zu den unterhalb derselben strömenden Brüdendämpfe dem Rekuperator (28) zuströmen.

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θ. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ebenfalls mit einem OeI- oder Gasbrenner (33) versehene Nebenbrennkammer (30) durch einen diesem Brenner gegenüberliegenden, mit dem Ausgang des Mischers (7) verbundenen Kanal (1B) an den Trommeltrockner (19) angeschlossen ist.

9. Anlage nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 6 - Θ, dadurch gekennzeichnet, dass der über der Hauptbrennkammer (26) auf dem Doppelofen (20) angeordnete Rekuperator (28) ein vertikales Rohrbündel (34) aufweist, das von einem zylindrischen Innenmantel (35) umgeben ist, der seinerseits innerhalb eines koaxialen Aussenmantels (37) angeordnet ist; dass die unteren Enden der Rohre des Bündels (34) eine den Innenmantel (35) unten abschliessende Stirnplatte (36) durchsetzen, die über einer Austrittsöffnung (52) der Hauptbrennkammer (2G) angeordnet ist; dass die oberen Enden der Rohre des Bündels (34) eine das obere Ende des Aussenmantels (37) abschliessende Stirnplatte (38) durchsetzen, über welcher ein Ablaufstutzen (39) angebracht ist; dass der Aussenmantel(37) unten mit der freien Atmosphäre und oben mit der Nebenleitung (27) in Verbindung' steht; dass der vom Innenmantel (35) umschlossene Raum in seinem unteren Bereich über eine Leitung (29) mit der T'ebenbrennkammer (30) verbunden ist; und dass der Ringraum zwischen den beiden koaxialen Mänteln (35, 37) am oberen Ende des Innenmantels (35) mit dem von demselben umschlossenen Raum in Verbindung steht.

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