Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Schlamm, insbesondere Klärschlamm, bei dem eine Mischung aus einem Trägermaterial und feuchtem Gut einem Trockner zugeführt und Heißgas bzw. -luft darüber geleitet wird. Sie ist vornehmlich dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrmenge des feuchten Gutes (Naßschlamm) in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Heißgases bzw. Der heißen Luft aus dem Trockner geregelt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Schlamm, insbesondere Klärschlamm, bei dem eine Mischung aus einem Trägermaterial und feuchtem Gut einem Trockner zugeführt und Heißgas bzw. -luft darübergeleitet werden.
Derartige Verfahren sind z.B. aus der WO 93/24800 oder der US 5,069,801 bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren wird üblicherweise als Reaktion auf schwankende Trockengehalte des Naßschlammes die Brennertemperatur bzw. Trockner-Eintrittstemperatur entsprechend geregelt. Daraus ergibt sich jedoch, daß bei Zufuhr von trocknendem Material die Temperatur gesenkt werden muß, was zu einer Reduktion der Trocknungsleistung führt. Wird feuchterer Schlamm zugeführt, muß die Trockner-Eintrittstemperatur erhöht werden, wobei rasch die Grenzen des Brenners erreicht werden und eine ausreichende Trocknung nur mehr durch Reduktion des Durchsatzes erreicht werden kann, die meist durch händischen Eingriff erfolgen muß.
Ziel der Erfindung ist es daher ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Betriebsbedingungen des Trockners konstant gehalten werden.
Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Zufuhrmenge des feuchten Gutes (Naßschlamm) in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Heißgases bzw. der heißen Luft aus dem Trockner geregelt wird. Durch diese Vorgangsweise kann der Trockner jeweils mit optimalen Parametern betrieben werden. Die Schwankungen im Trockengehalt der zugeführten Naßschlamm-Menge werden im wesentlichen durch eine Änderung der Menge ausgeglichen. Dabei bleibt jedoch die gesamte Verdampfungsleistung des Trockners konstant.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Trägermaterialmenge in Abhängigkeit der Trockner-Eintrittstemperatur geregelt wird. Dadurch kann in günstiger Weise eine Anpassung des Systems an eine gewünschte Heizleistung des Trockners erreicht werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Zufuhrmenge des Naßschlamms durch Regelung der Drehzahl der Dossiervorrichtung, insbesondere der Zufuhrschnecke, erfolgt. Dadurch kann in einfacher und kostengünstiger Weise eine gut funktionierende Anpassung der Zufuhrmenge erfolgen.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Trägermaterialmenge durch Regelung der Drehzahl der Dosiervorrichtung, insbesondere der Trägermaterialzufuhrschnecke erfolgt. Auch hier läßt sich die Anpassung der Trägermaterialmenge an die Trocknerbedingungen in einfacher und kostengünstiger Weise durchführen.
Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Heißluft die Brennerabluft, gegebenenfalls vermischt mit Umluft, verwendet wird.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Heißluft die in einem Wärmetauscher erhitzte Umluft verwendet wird, wobei die Umluft durch Brennerabluft oder Thermoöl erhitzt werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Trockner ein Trommeltrockner, Fließbett- oder Scheibentrockner eingesetzt wird.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft erläutert, wobei Fig. 1 eine Variante eines Schlammtrocknungssystems und Fig. 2 eine weitere Variante eines Schlammtrockensystems darstellt.
Vorentwässerter Schlamm 1 wird einem Behälter 2 zugeführt, aus dem er über eine Zufuhrschnecke 3, die mittels eines regelbaren Motors 4 angetrieben ist, einem Mischer 5 zugeführt und von dort über eine weitere Misch- und Förderschnecke 5' in den Trockner 6 gelaugt. Als Trockner 6 kann neben dem dargestellten Dreizug-Trommeltrockner auch ein Fließbett- oder Scheibentrockner eingesetzt werden. Das getrocknete Gut wird durch die zugeführte Trocknungsluft über eine Leitung 7 einem Abschneider bzw. Zyklon 8 zugeführt und über eine Zellenradschleuse 10 an einen Schneckenförderer 11 weitergeleitet. Die feinen Feststoffteilchen, die noch nach dem Zyklon 8 in der Luft verblieben sind, werden in einem nachfolgenden Filter 9 abgeschieden und ebenfalls der Förderschnecke 11 zugeführt. Der granulatförmige Feststoff wird weiters über eine Schleuse 12 einer Siebanlage 13 zugeleitet, bei der zu große Granulatkörner einem Brecher 14 zugeführt werden, und das Granulat mit der gewünschten Körnung über eine Leitung 15 zu Verpackungs- und Transportvorrichtungen gefördert wird. Wahlweise kann auch ein Teilstrom der gewünschten Körnung den Brecher zugeführt werden. Das im Brecher 14 zerkleinerte Material wird mit den Feinstteilchen aus dem Sieb 13 vermischt und über einen Schneckenförderer 16 und einen anschließenden Förderlift 17 einem Trägermaterialsilo 18 zugeführt. Von diesem wird das Trägermaterial über eine Trägermaterial-Zufuhrschnecke 19, die durch einen drehzahlgeregelten Motor 20 angetrieben ist, dem Mischer 5 zugeführt. Die Energie für die Trocknung wird gemäß Fig. 1 durch einen Brenner 21 erzeugt, der seine Wärme in einem Wärmetauscher 22 an die Umluft abgibt. Das Brennerabgas wird mittels eines Ventilators 23 teilweise über eine Leitung 24 wieder dem Brenner zugeführt bzw. über eine Leitung 25 in den Abgaskamin 26 geleitet und von dort an die Umgebung abgegeben. Die im Wärmetauscher 22 aufgeheizte Umluft wird über die Leitung 27 dem Trockner 6 zugeführt. Die Förderung der Trockenluft erfolgt durch einen nach dem Filter 9 angeordneten Ventilator 28. Dadurch wird auch gewährleistet, daß im Bereich des Luftsystems, in dem Material gefördert wird, ein Unterdruck herrscht und somit kein Staub an die Umgebung abgegeben werden kann. Die heiße, mit Feuchtigkeit beladene Luft wird nach dem Ventilator 28 einem Wäscher / Kondensator 29 zugeführt, bei dem Kühlwasser eingespritzt wird. Anschließend wird die nun abgekühlte und getrocknete Luft über eine Leitung 30 wieder dem Wärmetauscher 22 und somit einer erneuten Nutzung zugeführt. Ein Teilstrom der Luft wird aus dem Wäscher 29 über eine Leitung 31 dem Brenner zur Verbrennung zugeführt.
Die Trockner-Eintrittstemperatur in der Leitung 27 wird über einen Temperaturfühler 32 gemessen und die Brenneraustrittstemperatur in der Leitung 7 mittels eines Temperaturfühlers 33. Um die gewünschte Temperatur der Trocknerzuluft (32) zu gewährleisten, wird das Signal des Temperaturfühlers 32 verwendet, um die Brennstoffzufuhr mittels eines Ventils 34 zu regeln. Als Brennstoff kann hierbei Gas oder Öl verwendet werden. Tritt nun eine Änderung des Trockengehalts des zugeführten Schlamms 1 auf, so wirkt sich das nach dem Trockner in der Trockner-Austrittstemperatur 33 aus. Bei bisherigen Systemen wurde abhängig von dieser Austrittstemperatur 33 die Brennertemperatur bzw. Lufteintrittstemperatur des Trockners geregelt. Das führt dazu, daß bei höheren Trockengehalten des Schlammes 1 die Lufteintrittstemperatur (32) gesenkt werden muß, was zu einer Verringerung der Trocknerleistung führt. Wird Schlamm mit niedrigerem Trockengehalt zugeführt, muß die Trocknereintrittstemperatur erhöht werden, wobei hier relativ rasch eine Grenze erreicht wird und die zu trocknende Schlamm-Menge in ihrem Durchsatz reduziert werden muß.
Durch die erfindungsgemäße Regelung der Schlammzufuhrmenge in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur aus dem Trockner kann nunmehr die Trockner-Eintrittstemperatur konstant gehalten werden. Wird nun Schlamm mit einem höheren Trockengehalt zugeführt, so erhöht sich durch die geringere notwendige Verdampfungswärme die Austrittstemperatur aus dem Trockner. Über den Temperaturfühler 33 wird dann ein Signal auf den drehzahlgeregelten Motor 4 der Zufuhrschnecke 3 gegeben, wodurch die Durchsatzmenge erhöht wird. Damit wird erreicht, daß im Trockner immer dieselbe Wassermenge zu verdampfen ist.
Im anderen Fall, wenn der Trockengehalt des zugeführten Schlamms geringer wird, erniedrigt sich die Temperatur am Trockneraustritt und es wird ein Regelsignal gegeben, wodurch der Motor 4 die Zufuhrschnecke 3 langsamer dreht. Dadurch kann ebenfalls erreicht werden, daß die zu verdampfende Wassermenge konstant bleibt.
Um die Trocknerkapazität einzustellen, kann eine entsprechende Eintrittstemperatur für den Trockner vorgegeben werden. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn die zu trocknende Naßschlamm-Menge gering ist und durch eine Verringerung der Trocknungstemperatur beim Brenner eine Energieeinsparung einerseits und bei den Abgasen eine Verringerung der Emissionen andererseits erreicht werden kann. Bei einer derartigen Änderung der Trockner-Eintrittstemperatur wird vom Temperaturfühler 32 ein Signal auf den Motor 20 der Trägermaterial-Zufuhrschnecke 19 gegeben, wobei die Menge des Trägermaterials bei niedrigerer Trockner-Eintrittstemperatur verringert wird. Dadurch reduziert sich der Trockengehalt der dem Trockner zugeführten Mischung aus Naßschlamm und Trägermaterial und in weiterer Folge tritt auch eine niedrigere Trockner-Austrittstemperatur auf. Durch die vorher beschriebene Regelung wird dadurch auch die zugeführte Schlamm-Menge 1 reduziert, wodurch wiederum die dem Trockner zugeführte Mischung einen konstanten Trockengehalt aufweist. Insgesamt wird auf diese Weise der Gesamtdurchsatz durch den Trockner reduziert.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, vielmehr könnte z.B. auch statt des Brenners Thermoöl zur Aufheizung der Umluft eingesetzt werden oder eine andere Schaltung des Kreislaufes bzw. andere Anlagenkomponenten zur Ausführung kommen.
Fig. 2 zeigt eine Schlammtrocknungs-Anlage, bei der die Abluft des Brenners 21 über die Leitung 27 direkt dem Trockner 6 zugeführt wird. Die vom Wäscher / Kondensator 29 kommende Umluft 30 wird dabei dem Brenner 21 als Verbrennungsluft zugeführt. Aus dem Wäscher / Kondensator 29 tritt überschüssige feuchte Luft über eine Leitung 31' in die Umgebung aus, wobei hier gegebenenfalls noch Filteranlagen zwischengeschaltet werden können.
Die Erfindung soll in weiterer Folge anhand von Ausführungsbeispielen und der nachstehenden Tabelle näher erläutert werden.
Nach dem Stand der Technik wird die Austrittstemperatur aus dem Trockner durch Regelung der Eintrittstemperatur konstant gehalten. Beim vorliegenden Beispiel wird einem Trockner mit einer konstanten Verdampfungskapazität ein Naßschlamm mit einem Trockengehalt von 25 % aufgegeben. Die vorgegebene Lufteintritts-Temperatur in den Trockner beträgt 450° C, die Austrittstemperatur 90° C. Wird nun Naßschlamm mit einem höheren Trockengehalt zugeführt, so erhöht sich naturgemäß die Menge an trockenem Schlamm entsprechend. Aus der Tabelle ergibt sich, daß z.B. bei einem Naßschlammtrockengehalt von 27 % die Austrittstemperatur aus dem Trockner auf 98° C ansteigen würde. Durch Regelung der Eintrittstemperatur auf 441° C ergibt sich wiederum die gewünschte Austrittstemperatur von 90° C.
Wird der Schlammtrocknungs-Anlage ein Naßschlamm mit geringerem Trockengehalt zugeführt, so läßt sich hier z.B. erkennen bei einem Trockengehalt von 23 %, daß die Luftaustritts-Temperatur aus dem Trockner 79° C betragen würde. Durch Erhöhung der Lufteintritts-Temperatur auf 462° C wird wiederum eine Austrittstemperatur von 90° C erreicht. Bei einer weiteren Reduktion des Trockengehalts des zugeführten Naßschlammes erhöht sich die notwendige Eintrittstemperatur auf z.B. 478° C bei einem Trockengehalt von 20 % wobei bei noch niederigeren Trockengehalten die hohen Temperaturen nicht mehr erzielt werden können. In diesem Fall muß die zugeführte Schlamm-Menge reduziert werden.
Wird nun bei einer Anlage gemäß der Erfindung ein Naßschlamm mit höherem Trockengehalt zugeführt, wie z.B. 27 %, so wird die Menge an Naßschlamm erhöht, sodaß immer die Lufttemperatur am Austritt des Trockners konstant bleibt. Die angeführten Mengen des Naßschlamms sind hierbei mit den Werten aus Beispiel 1 zu vergleichen.
Analog wie bei Beispiel 3 wird hier bei einem niedrigeren Trockengehalt des zugeführten Naßschlamms die Naßschlamm-Menge reduziert. Auch hier sind die Mengen des Naßschlamms mit Beispiel 2 zu vergleichen.
Soll nun aufgrund geringeren Naßschlammanfalls die Kapazität der Trocknungsanlage verringert werden, so wird die Eintrittstemperatur der Luft vor dem Trockner reduziert. Ausgehend von einem Naßschlamm mit einem konstanten Trockengehalt von 25 % wird z.B. eine Temperatur von 400° C eingestellt. Um dieselben Eingangsbedingungen am Trockner zu erhalten, wird nunmehr die Menge des Rückmischschlamms durch Regelung der Zufuhrschnecke reduziert. Durch diese Reduktion des trockenen Rückmischschlamms wird dem Trockner feuchterer Schlamm zugeführt, wodurch sich gemäß Beispiel 2 die Austrittstemperatur aus dem Trockner erniedrigt. In weiterer Folge wird daher durch die Regelung auch die Zufuhrmenge des Naßschlamms entsprechend reduziert, so daß für die gegebene Trockner-Eintrittstemperatur wiederum die gewünschte konstante Trockner-Austrittstemperatur von hier 90° C erreicht wird. Schwankungen im Trockengehalt des zugeführten Naßschlamms werden wie zuvor in Beispiel 3 bzw. Beispiel 4 beschrieben analog kompensiert, wobei lediglich die Trockner-Eintrittstemperatur und dadurch die Menge des Rückmischschlamms reduziert sind.