Heizeinrichtung zum Erwärmen von Schlamm, insbesondere Abwasserschlamm
Der in Abwasseranlagen durch Reinigung anfallende und allenfalls eingedickte Frischschlamm wird meistens in einen Faulraum geleitet, der meist aus einem zylindrischen Behälter aus Beton oder Stahl besteht. Hier unterliegt der Frischschlamm einem anaeroben Faulungsprozess, wobei die anorganischen Feststoffe durch die Mikroorganismen zersetzt werden unter Bildung von Wasser- und Faulgas. Der Prozessverlauf hängt im wesentlichen von der Temperatur des Faulrauminhalts beziehungsweise des Schlamms ab. Besonders wirtschaftlich lassen sich besonders kurze Zersetzungszeiten dadurch erzielen, dass der Faulrauminhalt auf eine Temperatur von 300 bis 350 Celsius erwärmt wird.
Es ist bekannt, den Schlamm mittels Wasserdampf durch Wärmeübertrager zu beheizen. Wärmeübertrager erfordern jedoch grosse Investitionskosten und sind in der Anwendung zum Beheizen von Schlamm sehr störanfällig und problematisch. Es ist auch bekannt, den im Faulraum befindlichen Schlamm durch Einleiten von Dampf in den Faulraum unmittelbar zu beheizen. Die dafür eingerichteten Faulräume weisen Rohre auf, die den ruhenden Schlamm durchziehen und deren Wandung mit Löchern versehen sind. Der einzuleitende Dampf durchströmt die Rohre und tritt durch die Löcher in den Schlamm aus, an den er seine Wärme direkt abgeben soll.
Bei einer derartigen Verfahrensführung lässt sich weder die einzuleitende Dampfmenge genau regulieren, noch lässt sich der Dampf bei jeder Belastung gleichmässig im Schlamm verteilen. Die Regulierung der Dampfmenge ist aber für die Prozessführung und die Wirtschaftlichkeit sehr wichtig und die gleichmässige Verteilung des Dampfes im Schlamm für den Wirkungsgrad des Beheizungsverfahrens ausschlaggebend. Man hat daher bereits Heizeinrichtungen für den Schlamm vorgeschlagen mit einem Transportrohrabschnitt und einem einen Teil dieses Transportrohrabschnittes umgebenden, an eine Dampfzuleitung anzuschliessenden Mantel, wobei der Rohrabschnitt innerhalb des Mantels mit mindestens einer öffnung für den Durchtritt des Dampfes aus dem Mantel ins Transportrohr versehen ist.
Auch diese Anlagen haben sich nicht hinreichend bewährt, weil es bis jetzt nicht möglich war, die benötigte Dampfmenge und damit den nötigen Eingangsquerschnitt richtig vorauszubestimmen. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile dieser Einrichtung zu beheben um eine wirtschaftliche und gleichmässige Beheizung des ganzen in einen Faulraum gelangenden Schlamms auch bei schwankender Belastung des Faulraumes und bei schwankender Heizlast sicherzustellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei der vorstehend beschriebenen Heizeinrichtung mit einem Transportrohrabschnitt und einem einen Teil dieses Transportrohrabschnittes umgebenden, an eine Dampfzuleitung anzuschliessenden Mantel, wobei der Rohrabschnitt innerhalb des Mantels mit mindestens einer Öffnung für den Durchtritt des Dampfes aus dem Mantel ins Transportrohr versehen ist, der Querschnitt der Öffnung für den Dampfdurchtritt einstellbar ausgebildet ist.
Es kann dabei zweckmässig sein, die Anordnung so zu treffen, dass der Transportrohrabschnitt aus zwei voneinander getrennten Teilabschnitten gleichen Durchmessers gebildet wird und dass der an die Dampfleitung anzuschliessende Mantel sich in der Durchflussrichtung konisch bis auf den Querschnitt des Transportrohres verjüngt und der den Dampfeintrittspalt bildende Abstand zwischen dem Ende des in der Strömungsrichtung gesehen ersten Abschnitt und dem Verjüngungskonus einstellbar ist.
Nachfolgend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Die drei Figuren der Zeichnung zeigen je einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Beispiel.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden voneinander getrennten Teilabschnitte des Transportrohrabschnittes mit 1 und 2 bezeichnet. Jeder dieser Teilabschnitte ist mit einem Flansch la bzw. 2a versehen, der dazu dient, den Rohrabschnitt in eine Leitung einzusetzen. Die beiden Teile sind durch einen Mantel 3 miteinander verbunden, der einen Anschlussstutzen 4 zum Anschluss an eine Dampfzuleitung, einen durch einen nicht gezeichneten Hahn abschliessbaren Entleerungsstutzen 5 und einen durch ein ebenfalls nicht gezeichnetes Absperrorgan absperrbaren Entlüftungsstutzen 6 aufweist. Auf dem dem Teilabschnitt 2 zugewandten Ende des Abschnittes 1 ist eine Manschette 7 aufgeschoben, die einen etwa sägezahnförmigen Rand 7a besitzt.
Dieser Rand 7a der Manschette 7 liegt auf dem Rand des zweiten Teilabschnittes 2 auf, so dass die dem Durchtritt des Dampfes vom Mantel 3 ins Transportrohr dienende Öffnung zwischen den beiden Transportrohrteilabschnitten in viele Teile aufgeteilt ist, deren Grösse sich durch Verschieben der Manschette 7 verändern lässt. Man kann zum Verschieben der Manschette 7 die ganze Heizeinrichtung durch Lösen an den Flanschen aus der Leitung herausnehmen. Man kann jedoch auch einen dem Stutzen 6 ähnlichen weiteren Stutzen vorsehen, in welchen ein mit der Manschette 7 verbundener Stab hineinragt und nach Aufschrauben dieses Stutzens durch eine über den Stab geschobene Hülse die Manschette verschieben.
Die Heizeinrichtung nach der Fig. 2 weist ebenfalls zwei Teilabschnitte eines Transportrohres auf. Diese sind hier mit 11 und 12 bezeichnet. Mit dem Teilabschnitt 12 ist eine Führungshülse 17 fest verbunden, in welcher das eine Ende 13a eines Mantels 13 verschiebbar geführt ist.
Dieses Ende ist durch einen konischen Abschnitt 13b mit dem Mantelhauptteil 13c verbunden, dessen anderes Ende mit einem auf dem Transportrohrabschnitt 11 gleitenden Flansch 13d versehen ist. Eine Dichtung 19 dient zum dichten Abschluss des Mantels 13 auf dem Rohrabschnitt 11. Sie ist zwischen dem Flansch 13d und einem Pressring 18 angeordnet und kann durch das Anziehen von Schrauben 20 so zusammengepresst werden, dass sie eine sichere Abdichtung gewährleistet. Auch hier hat der Mantel einen Anschlussstutzen 14 zum Anschluss an eine Dampfzuleitung, einen durch einen nicht gezeichneten Hahn anschliessbaren Entleerungsstutzen 15 und einen durch ein ebenfalls nicht gezeichnetes Absperrorgan absperrbaren Entlüftungsstutzen 16.
Der Anschlussstutzen 14 für die Dampfzuleitung 30 ist mit dieser über eine flexible Leitung, also zum Beispiel über einen hitzebeständigen Schlauch 22 verbunden.
Dadurch ist es möglich, den Mantel 13 nach dem Lösen der die Dichtung 19 zusammenpressenden Schrauben 20 zu verschieben, um so den Querschnitt des die Eintritts öffnung für den Dampf in den Schlamm bildenden Ringspalt 10 zwischen dem freien Ende des Rohrabschnittes 11 und dem Konus 13b kontinuierlich zu verändern und nach Wunsch einzustellen.
Eine im Prinzip ähnliche, aber etwas einfachere Konstruktion ist in der Fig. 3 dargestellt: Hier wird der Transportrohrabschnitt, welcher der Durchleitung des mit Dampf zu heizenden Schlamms dient, durch den Stutzen 21, auf dessen freiem Ende eine Hülse 27 verschiebbar gelagert ist, und dem mit einem Flansch 23d versehenen Stutzen 23a gebildet. An der dem Flansch 23d abgewandten Ende ist an den Stutzen 23a der Konus 23b angesetzt, an welchen sich der eigentliche Mantel 23c anschliesst. Dieser ist bei 29 am Stutzen 21 angeschweisst und mit einem Anschlussstutzen 24 zum Anschluss an eine Dampfzuleitung, einem durch einen nicht gezeichneten Hahn abschliessbaren Entleerungsstutzen 25 und einem durch ein ebenfalls nicht gezeichnetes Absperrorgan absperrbaren Entlüftungsstutzen 26 versehen. Die Eintrittsöffnung für den Dampf in den Schlamm ist mit 28 bezeichnet.
Ihr Querschnitt lässt sich durch Verschieben der Hülse 27 stufenlos ändern.