DE3513541A1 - Verfahren und anlage zur thermischen behandlung von organischen schlaemmen - Google Patents

Description

• Verfahren und Anlage zur thermischen
• Behandlung von organischen Schlämmen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Behandlung von organischen Schlämmen, insbesondere Klärschlamm, zur umweltfreundlichen Beseitigung derselben. Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
• Organische Schlämme, insbesondere Klärschlamm, lassen sich durch thermische Zersetzung (Pyrolyse) ähnlich einer Trockendestilation in gasförmige und feste Bestandteile, die sog. Pyrolysegase und den sog.
• Pyrolysekoks, überführen. Die Pyrolysegase stellen dabei einen hervorragenden Energieträger dar, der einen relativ hohen Heizwert besitzt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur thermischen Behandlung von organischen Schlämmen, insbesondere Klärschlamm, zur Verfügung zu stellen, das sich durch eine hohe Ausbeute bzw. einen hohen Wirkungsgrad, einen geringen Energiebedarf und geringste Umweltbelastungen auszeichnet.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der organische Schlamm, bei dem es sich auch um Gemische aus organischen und anorganischen Schlämmen handeln kann, in einer ersten Stufe vorgetrocknet. Im nachfolgenden Text wird stellvertretend für einen deratigen organischen Schlamm immer von Klärschlamm gesprochen, zu dessen Behandlung sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders eignet.
• Ein üblicher Klärschlamm besitzt etwa einen Trockensubstanzanteil von c 30 t. Durch das Vortrocknen des Schlammes werden H2O-Dämpfe abgezogen, die die nachfolgende pyrolytische Behandlung behindern können.
• Um möglichst nur Wasserdampf als Brüden zu bekommen, wird zweckmäßigerweise bei Produkttemperaturen unter 1000 C vorgetrocknet. Als besonders geeignet hat es sich erwiesen, den Klärschlamm auf eine Restfeuchte bis zu 20 0t zu trocknen.
• In einer zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine pyrolytische Behandlung des vorgetrockneten Klärschlammes. Die pyrolytische Behandlung erfolgt vorzugsweise unter völligem Sauerstoffabschluß bei einer definierten Temperatur und Verweilzeit, wobei vorzugsweise Temperaturen von 300 - 8000 C und Verweilzeiten bis ca. 1 Stunde zur Anwendung gelangen. Die durch die thermische Zersetzung gewonnenen gasförmigen Bestandteile (Pyrolysegase) stellen wichtige Energieträger dar, deren Energie in der nachfolgend beschriebenen Weise genutzt wird. Die bei der Pyrolyse anfallenden Festsubstanzen, der sog. Pyrolysekoks, werden ebenfalls abge:#ogen und einer geeigneten Verwendung zugeführt.
• In der dritten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens findet vorzugsweise eine Kondensation der Pyrolysegase zur Trennung in leichte und schwere Fraktionen statt.
• Die hierbei anfallenden Pyrolyseöle (schwere Fraktionen) werden abgeführt und können als Energieträger mit einem vergleichbaren Heizwert wie Heizöl einer nachfolgenden Verwendung zugeführt werden. Die leichteren Fraktionen (Gase) werden ggf. nach einer Gasreinigung einer Verbrennung zugeführt. Die durch diese Verbrennung entstehenden Rauchgase werden zur pyrolytischen Behandlung des vorgetrockneten Klärschlammes eingesetzt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich daher dadurch aus, daß zur Durchführung der pyrolytischen Behandlung deutlich weniger Energie dem System zugeführt werden muß als bei heute üblichen Verwertungsverfahren, sondern daß statt dessen durch Verbrennung eines Teils der bei dem Verfahren entstehenden Produkte die hierfür erforderliche Energie bzw. Atmosphäre zur Verfügung gestellt werden kann. Damit läßt sich mit einem relativ geringen Energiebedarf der in großen Mengen anfallende Klärschlamm nicht nur in umweltfreundliche Endprodukte verarbeiten, sondern es lassen sich hieraus auch Substanzen gewinnen, die hochwertige Energieträger darstellen.
• Um den Energiebedarf für das erfindungsgemäße Verfahren weiter herabzusetzen, werden bei einer besonderen Ausführungsform die zur pyrolytischen Behandlung eingesetzten Rauchgase nach dieser Behandlung zum Vortrocknen des Klärschlammes verwendet. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens entfällt somit auch eine äußere Energiequelle für den Schritt des Vortrocknens, da die beim Pyrolyseschritt abgezweigten Rauchgase eine ausreichend hohe Temperatur besitzen, um die gewünschte Vortrocknung des Klärschlammes zu erreichen.
• Die zum Vortrocknen eingesetzten Rauchgase können dann in die Atmosphäre abgegeben werden. Diese Gase sind so beschaffen, daß sie den heutigen und zukünftigen Ansprüchen der Umweltverträglichkeit Genüge leisten.
• Auch die während des Vortrocknungsschrittes anfallenden Brüden werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzt.
• Sie werden ggf. einer Kondensation unterzogen und dann zusammen mit den Pyrolysegasen (bzw. deren leichteren Fraktionen) der Verbrennung zugeführt und stellen somit einen Teil der für die pyrolytische Behandlung erforderlichen Energie bzw. Atmosphäre zur Verfügung. Dadurch, daß die Brüden mitverbrannt werden, entsteht keine Geruchsemission.
• Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß sowohl beim Vortrocknungsschritt als auch beim Schritt der pyrolytischen Behandlung der Klärschlamm nicht in direkten Kontakt mit dem zur Aufbringung der thermischen Energie eingesetzten Medium tritt. Die thermische Energie wird vielmehr über ein Zwischenmedium auf den Klärschlamm abgegeben, so daß in der Vortrocknungsphase das zum Vortrocknen verwendete gasförmige Medium (Rauchgase der Pyrolysestufe) keine flüchtigen Teile des Klärschlammes aufnimmt und somit einerseits diesem keine Energie entzieht und andererseits zu keiner Umweltbelastung führt. Entsprechendes gilt für die Pyrolysestufe.
• Um eine kontinuierliche Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zu sichern, findet während der Trocknungsphase und während der Phase der pyrolytischen Behandlung eine Stetigförderung des Klärschlammes statt.
• Hierdurch wird eine gleichmäßige Einwirkung der aufge- brachten thermischen Energie auf den Klärschlamm sichergestellt.
• Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Die Anlage umfaßt zwei Hauptbestandteile, nämlich einen Trockner und einen Pyrolysereaktor. Der dem Pyrolysereaktor vorgeschaltete Trockner arbeitet mit einem Trocknungsgas und weist an einem Ende eine Beschickungsvorrichtung für den zu behandelnden Klärschlamm sowie eine Beschickungsvorrichtung für das Trocknungsgas auf. Am anderen Ende des Trockners besitzt dieserAbnEühreinrichtung für den getrockneten Klärschlamm (Ausfallkammer), eine Abgasabführeinrichtung für die Trocknungsgase und eine Brüdenabzugsvorrichtung.
• Der dem Trockner nachgeordnete Pyrolysereaktor weist an einem Ende eine Beschickungsvorrichtung für den vorgetrockneten Klärschlamm auf, die von der entsprechenden Abführvorrichtung des Trockners gespeist wird. Am anderen Ende des Pyrolysereaktors befinden sich Abführvorrichtungen für die durch die thermische Zersetzung entstandenen festen und gasförmigen Bestandteile. Die erfindungsgemäße Anlage umfaßt ferner zweckmäßigerweise eine Kondensationsvorrichtung zum Gewinnen von leichten und schweren Fraktionen der gasförmigen Bestandteile, wobei die schwereren Fraktionen (Pyrolyseöle) abgezogen und die leichten Fraktionen einer Verbrennungseinrichtung zugeführt werden. Die Verbrennungseinrichtung stellt die Einrichtung zur Beheizung des Pyrolysereaktors dar, wobei die bei der Verbrennung erzeugten Rauchgase ihre thermische Energie auf den vorgetrockneten Klärschlamm übertragen. Schließlich ist der Pyrolysereaktor mit einer Abzugseinrichtung für die Rauchgase ausgestattet.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Brüdenabzugsvorrichtung des Trockners an die Verbrennungseinrichtung für die Pyrolysegase angeschlossen, ggf.
• unter Zwischenschaltung einer Kondensationsvorrichtung, so daß eine Verbrennung der Brüden zusammen mit den Pyolysegasen möglich ist. Ferner ist die Rauchgasabzugsvorrichtung des Pyrolysereaktors an die Trocknungsgasbeschickungsvorrichtung des Trockners angeschlossen.
• Somit kann das Rauchgas des Pyrolysereaktors alsTrocknungsgasquelle für den Trockner eingesetzt werden.
• Der Trockner besitzt ein Gehäuse und ein in diesem drehbar angeordnetes Rohrbündel. Das Gehäuse ist zweckmäßigerweise zylindrisch ausgebildet. Für die erfindungsgemäßen Zwecke sollte das Rohrbündel mindestens drei Rohre enthalten. Die Rohre dienen zur Aufnahme und Förderung des Klärschlammes und weisen hierzu in ihrem Inneren einen Stetigförderer auf, bei dem es sich um eine in die Rohre eingebaute Wendel handeln kann. Naturgemäß können auch andere Stetigförderer Verwendung finden, beispielsweise Schnecken u.ä. Der Einsatz eines Rohrbündels anstelle eines einzigen Rohres hat den Vorteil, daß eine größere Fläche für den Kontakt des Klärschlammes mit dem die thermische Energie abgebenden Medium zur Verfügung steht.
• Das Rohrbündel ist drehbar im Gehäuse des Trockners gelagert, d.h. das Bündel dreht sich als Ganzes um eine zentrale Achse. Es besteht ferner die Möglichkeit, daß zusätzlich zu dieser Drehbewegung jedes Rohr um seine eigene Achse drehbar gelagert ist. Jedenfalls wird durch die Drehbewegung des Rohrbündels der über die Beschickungsvorrichtung in die Rohre eingeführte Klärschlamm aufgrund der in den Rohren angeordneten Wendeln stetig zum Abgabeende des Trockners gefördert.
• Um das zum Vortrocknen des Klärschlammes verwendete Gas mit dem Klärschlamm in indirekten Kontakt bringen zu können, weisen die erwähnten Rohre zur Aufnahme und Förderung des Klärschlammes einen Doppelmantel auf.
• Das Gas wird hierbei durch den zwischen beiden Mänteln vorhandenen Raum bis zum Abgabeende des Trockners geführt, so daß es den Innenmantel des Rohres umströmt.
• Dadurch, daß das Rohrbündel im Betrieb des Trockners gedreht wird, erfolgt eine Um wälzung des Klärschlammes entlang der Innenseite des Innenmantels, so daß eine gleichmäßige Kontaktierung des Gases über die innere Mantelfläche mit dem Klärschlamm sichergestellt wird.
• Der Innenmantel wird somit durch das Gas im wesentlichen gleichmäßig aufgeheizt und kann seine Energie an den zu trocknenden Klärschlamm abgeben. Durch die Doppelmantelausführung der einzelnen Rohre wird ferner eine Gasführung mit hoher Geschwindigkeit erreicht. Die Rohre selbst können als Glattrohre oder als Rippenrohre u. dgl. ausgebildet sein. Durch die Längsführung der Gase entlang der Rohre wird infolge der hohen Gasgeschwindigkeit ein hoher Wärmeübergang über die Rohrwandung auf das Gut erzielt.
• Mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des Trockners läßt sich in einfacher Weise eine definierte Verweilzeit des Klärschlammes im Trockner einstellen.
• Ilierzu braucht lediglich die Drehzahl des Rohrbündels geregelt zu werden, über die gleichzeitig eine Fest- legung der Geschwindigkeit des Guttransportes möglich ist. Für die Zwecke der Erfindung als besonders geeignet haben sich Rohrbündel erwiesen, die 30 - 40 Rohre aufweisen, welche einen Durchmesser von 200 - 600 mm und eine Länge von 10 - 12 m besitzen.
• Uber die Vorteile der im Trockner durchgeführten indirekten Beheizung wurde bereits eingangs hingewiesen.
• Der Pyrolysereaktor ist im wesentlichen ähnlich aufgebaut wie der Trockner und umfaßt ebenfalls ein etwa zylindrisches Gehäuse, in dem ein Rohrbündel drehbar gelagert ist. Die einzelnen Rohre weisen in ihrem Inneren eine Stetigfördereinrichtung, beispielsweise eine Schneckenwendel, auf und dienen zur Aufnahme und Förderung des vorgetrockneten Klärschlammes. Im Gegensatz zum Trockner besitzen hierbei die Rohre jedoch keinen Doppelmantel, da die die the#rmische Zersetzung bewirkenden Gase nicht in Förderrichtung des Klärschlammes, sondern quer zu dieser geführt werden. Diese Querführung wird dadurch erreicht, daß das gesamte, drehbar gelagerte Rohrbündel von einem stationären Mantel umgeben ist, der in seinem unteren Bereich eine Gaseintrittsöffnung und in seinem oberen Bereich eine Gasaustrittsöffnung aufweist. Am oberen Ende des Gehäuses des Pyrolysereaktors ist ein Ventilator angeordnet.
• Im Betrieb saugt der Ventilator die am unteren Ende in den Pyrolysereaktor eingeführten Gase, bei denen es sich um die Rauchgase der Verbrennung handelt, durch die untere Eintrittsöffnung des das Rohrbündel umgebenden Mantels in den mittleren Bereich des Reaktors, wo die Gase mit den einzelnen Rohren des sich drehenden Rohrbündels in Kontakt treten und ihre thermische Energie auf die Rohre abgeben, die diese auf den im Inneren der Rohre stetig geförderten Klärschlamm übertragen. Die Gase verlassen den Mantel über die obere Austrittsöffnung und werden von dort in dem zwischen dem Mantel des Rohrbündels und der Reaktorwand befindlichen Raum wieder abwärts zur Eintrittsöffnung des Mantels geführt bzw. über eine Abzugseinrichtung vom Pyrolysereaktor abgezogen und dem Trockner zugeführt.
• Die Verbrennungsvorrichtung, die in der Form von einer oder mehreren Brennkammern ausgebildet ist, ist dem Pyrolysereaktor zweckmäßigerweise direkt zugeordnet (Unterfeuerung), so daß Leitungen für die Zuführung der Rauchgase entfallen können. Vorzugsweise ist die Brennkammer quer zur Längsachse des Pyrolysereaktors angeordnet, so daß die entstehenden Rauchgase ohne große Wärmeverluste sofort in den Reaktor eingeführt werden können.
• Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Pyrolysereaktor in Förderrichtung des Klärschlamms in mehrere Zonen aufgeteilt ist. Die einzelnen Zonen sind in bezug auf die Gasführung voneinander abgeteilt, wobei jeder Zone eine Brennkammer und ein Ventilator zur Gasumwälzung zugeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform läßt sich über die nunmehr zonenweise erfolgende Queranströmung der Rohre die Wärmestromdichte in Förderrichtung des Klärschlammes zonenweise einstellen, so daß sich der Pyrolyseprozeß weitgehend steuern läßt. Beispielsweise kann bei dieser Ausführungsform in der ersten Zone mit einer niedrigeren Temperatur gefahren werden als in der zweiten Zone etc.
• Bei dem Aufbau des Pyrolysereaktors wird somit ebenfalls wie beim Trockner von dem eine hohe Wärmeübertragungs- fläche sichernden Vielrohrp-rinzip Gebrauch gemacht.
• Durch die zweckmäßigerweise eingesetzten Wendelrohre findet ein schonender definierter Transport des Klärschlammes unter Minimierung des Staubproblemes statt.
• Die Beschickung der Rohre erfolgt über eine Verteilerkammer, die von dem vom Gas durchströmten Raum abgetrennt ist. Am Ende des Reaktors münden die Rohre in eine vom vom Gas durchströmten Raum-abgetrennte Ausfallkammer, aus der die gasförmigen Bestandteile einerseits und die festen Bestandteile (Pyrolysekoks) andererseits abgeführt werden. Die Beschickung und der Abzug vom Trockner erfolgen zweckmäßigerweise in entsprechender Weise.
• Der Pyrolysereaktor besitzt vorteilhafterweise eine separate Beschickungsvorrichtung für Zuschlagstoffe.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Figur 2 einen schematischen Schnitt durch den in Figur 1 dargestellten Trockner; und Figur 3 einen schematischen Schnitt durch den in Figur 1 dargestellten Pyrolysereaktor.
• Die in Figur 1 dargstellte Anlage besteht aus einem Trockner 2, einem diesem nachgeschalteten Pyrolysereaktor 3, einer Kondensationsvorrichtung 24 für die Pyrolysegase, einer Gasreinigungsvorrichtung 25 und einer Verbrennungsvorrichtung 26 sowie einer Kondensationsvorrichtung 15 für die beim Trocknen entstehenden Brüden. Der Trockner 2 und der Pyrolysereaktor 3 sind mit entsprechenden Beschickungs- und Abführ- bzw.
• Abzugsvorrichtungen versehen. Die einzelnen Teile der Anlage sind über ein Leitungssystem miteinander verbunden.
• Der einen Trockensubstanzanteil < 30 % aufweisende Klärschlamm, der aus einer beliebigen Quelle 32 stammen kann, wird über eine geeignete Beschickungsvorrichtung 4 zur Vortrocknung in den Trockner 2 eingegeben. Uber die Beschickungsvorrichtung 4 gelangt der Klärschlamm an das untere Ende einer Verteilerkammer 5 und wird dort von den Wendeln 7 der Rohre 6 des rotierenden Rohrbündels erfaßt und in stetiger Weise durch die Rohre gefördert. Zum Vortrocknen des Klärschlammes auf eine Restfeuchte von ca. 20 % werden die vom nach folgend beschriebenen Pyrolysereaktor 3 abgeführten Rauchgase über den Rohrstutzen 9 in das Innere des Trockners geführt, und zwar derart, daß sie den Raum 8 zwischen dem Außenmantel und dem Innenmantel der doppelwandig ausgebildeten Rohre passieren können.
• Um eine Beaufschlagung des Innenraumes der Rohre mit dem Gas zu verhindern, sind die Außenmäntel kürzer ausgebildet als die Innenmäntel. Nachdem die Gase ihre thermische Energie an den Innenmantel der Rohre 6 und somit auf den darin befindlichen zu trocknenden Klärschlamm abgegeben haben, verlassen sie die Rohre des Rohrbündels und werden über einen zentralen Rohrstutzen 12 aus dem Trockner herausgeführt. An diesen Stutzen kann eine zu einem Kamin 13 führende Abgas- leitung angeschlossen sein.
• Die Rohre 6 des Trockners münden stromab in eine Ausfallkammer 10, an die am unteren Ende eine Beschickungsvorrichtung 16 für den nachgeschalteten Pyrolysereaktor 3 und am oberen Ende eine Abzugsvorrichtung 11 für die gebildeten Brüden (im wesentlichen H2O-Dämpfe) angeschlossen ist. Der vorgetrocknete, eine Restfeuchte von ca. 20 % aufweisende Klärschlamm gelangt über die Beschickungsvorrichtung 16 in eine Verteilerkammer 17 des Pyrolysereaktors 3 und wird von dort durch die Wendeln 21 eines im Reaktor rotierenden Bündels von Rohren 20 erfaßt und stetig durch die Rohre 20 gefördert.
• Während der Förderung des vorgetrockneten Klärschlammes durch den Pyrolysereaktor erfolgt eine thermische Beaufschlagung der Rohre 20 und somit des darin enthaltenen Klärschlammes, die zu einer thermischen Zersetzung des Schlammes führt. Die thermische Beaufschlagung der Rohre 20 wird dadurch erreicht, daß Rauchgase bei 27 in den Pyrolysereaktor 3 eingeführt und quer zur Förderrichtung des Klärschlammes durch den Reaktorgeführt werden. Diese Zwangsführung wird mit Hilfe von Ventilatoren 19 erreicht.
• Der Pyrolysereaktor ist in Längsrichtung in einzelne Zonen 18 aufgeteilt, in denen jeweils eine unterschiedliche thermische Beaufschlagung von einzelnen Rohrabschnitten erfolgen kann.
• Die Rohre 20 münden in eine Ausfallkammer 22, aus der die festen Bestandteile, der sog. Pyrolysekoks, über eine geeignete Vorrichtung abgeführt werden. Die gasförmigen Bestandteile werden über eine Abzugsvorrichtung 23 aus der Ausfallkammer 22 entfernt und einer Kondensationsvorrichtung 24 (nur schematisch gezeigt) zugeführt in der eine Trennung in leichte und schwere Fraktionen stattfindet. Die schweren Fraktionen, d.h. die sog. Pyrolyseöle, werden aus dem System abgeführt und stellen einen ausgezeichneten Energieträger bzw. ein chemisches Vorprodukt dar. Die leichteren, d.h. gasförmigen, Fraktionen werden bei 25 einer Reinigung unterzogen und danach einer Verbrennungsvorrichtung 26 zugeführt. In diese Verbrennungsvorrichtung werden ebenfalls die vom Trockner kommenden Brüden über eine Leitung 14 und eine Kondensationsvorrichtung 15, aus der das gewonnene Abwasser abgeführt wird, geführt. Die Verbrennungsvorrichtung 26 ist unmittelbar dem Pyrolysereaktor 3 zugeordnet und gibt die gebildeten Rauchgase an den Pyrolysereaktor ab.
• Figur 2 zeigt einen Schnitt durch den Trockner 2. Der Trockner besitzt ein zylindrisches Gehäuse, in dem das Rohrbündel rotiert. Das Rohrbündel steht aus einer Vielzahl von Rohren 6, die in Umfangsrichtung des Trockners in gleichen Abständen angeordnet sind. Die Rohre weisen einen Doppelmantel 8 auf, wobei der zwischen dem Innenmantel und dem Außenmantel gebildete Raum von dem die thermische Beaufschlagung bewirkenden Gas durchströmt wird. Die Rohre sind jeweils im Inneren mit einer Schneckenwendel 7 versehen, die für eine stetige Förderung des Klärschlammes sorgt. Bei dieser Ausführungsform sind mehrere kreisförmig angeordnete Rohrreihen vorgesehen, die jeweils unterschiedliche Abstände zur Gehäuseachse aufweisen.
• Figur 3 zeigt einen Schnitt durch den Pyrolysereaktor 3.
• Der Pyrolysereaktor bildet ebenfalls ein etwa zylindrisches Gehäuse, in dem ein Bündel von Rohren 20 drehbar angeordnet ist. Bei dem hier dargstellten Ausführungsbeispiel sind 18 Rohre 20 vorgesehen, deren Mittelpunkte auf zwei Kreisen mit unterschiedlichen Radien liegen. Das auf diese Weise gebildete Rohrbündel wird auf seiner Außenseite von einem Mantel 29 umschlossen, der eine untere Gaseintrittsöffnung 31 und eine obere Gasaustrittsöffnung 30 aufweist. Im Betrieb des Reaktors rotiert das Rohrbündel innerhalb des Mantels 29. Am oberen Ende des Reaktors befindet sich ein Ventilator 19, der aus der quer zur Reaktorachse angeordneten Verbrennungsvorrichtung 26 (Unterfeuerungsanlage) die Rauchgase über eine Offnung 27 in den Pyrolysereaktor saugt, und zwar derart, daß das Rohrbündel quer angeströmt wird. Die Rauchgase treten somit durch die Eintrittsöfffnung 31 in den Mantel 29 ein und verlassen diesen über die Austrittsöffnung 30. Sie werden dann wieder durch den zwischen dem Mantel Z9 und der Reaktorwand gebildeten Raum zum erneuten Umlauf nach unten gedrückt oder über einen Abzug 28 vom Reaktor abgezogen und dem Trockner zugeführt.

Claims (29)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur thermischen Behandlung von organischen Schlämmen, insbesondere Klärschlamm, zur umweltfreundlichen Beseitigung derselben, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h die folgenden Schritte: a) Vortrocknen des zu behandelnden Schlammes; b) pyrolytische Behandlung des vorgetrockneten Schlammes ;und c) Verbrennen der entstandenen Pyrolysegase und Verwenden der dabei entstehenden Rauchgase zur pyrolytischen Behandlung des vorgetrockneten Schlammes.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die entstandenen Pyrolysegase in leichte und schwere Fraktionen getrennt, die schweren Fraktionen abgeführt und die leichten Fraktionen zur pyrolytischen Schlammbehandlung verbrannt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t ,daß die entstandenen Pyrolysegase durch Kondensation getrennt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die pyrolytische Behandlung des vorgetrockneten Schlamms im wesent- lichen unter Sauerstoffabschluß durchgeführt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei der pyrolytischen Behandlung Zuschlagsstoffe zur Neutralisation von sauren Bestandteilen zugesetzt werden.
6. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei Produkttemperaturen < 1000 C derart vorgetrocknet wird, daß der Schlamm eine Restfeuchte bis zu 20 Oo aufweist.
7. 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der vorgetrocknete Schlamm bei einer Temperatur von 300 - 8000 C pyrolytisch behandelt wird.
8. 8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Pyrolysegase vor der Verbrennung gereinigt werden.
9. 9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die zur pyrolytischen Behandlung eingesetzten Rauchgase nach der durchgeführten pyrolytischen Behandlung zum Vortrocknen des Schlammes verwendet werden.
10. 10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die beim Vortrocknen entstehenden Brüdengase zusammen mit den Pyrolysegasen verbrannt werden.
11. 11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schlamm sowohl während der-Vortrocknung als auch während der pyrolytischen Behandlung stetig gefördert wird.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 9 und 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rauchgase zum Vortrocknen des Schlammes in Förderrichtung desselben geführt und in indirekten Kontakt mit diesem gebracht werden.
13. 13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Rauchgase zur pyrolytischen Behandlung quer zur Förderrichtung des vorgetrockneten Schlammes geführt und in indirekten Kontakt mit diesem gebracht werden.
14. 14. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß sie die folgenden Bestandteile aufweist: Einen Trockner (2), eine Schlammbeschickungsvorrichtung (4) für den Trockner (2), eine Trockungsgasquelle, eine Trocknungsgasbeschickungsvorrichtung (9) für den Trockner (2), eine Abgasabführvorrichtung (12) für den Trockner (2), eine Brüdenabzugsvorrichtung (11) für den Trockner, eine Abführvorrichtung (10) des Trockners für den getrockneten Schlamm, einen dem Trockner nachgeschalteten Pyrolysereaktor (3), eine Schlammbeschickungsvorrichtung (16) für den Pyrolyse- reaktor (3), eine Abführvorrichtung (22, 23) für die durch die Pyrolyse entstandenen gasförmigen und festen Bestandteile, eine Zu- und Abführvorrichtung (27, 28) für die zur Pyrolyse eingesetzten Heizgase und eine Vorrichtung (26) zum Verbrennen der entstandenen Pyrolysegase und zum Beheizen des Pyrolysereaktors (3) mit den dabei entstehenden Rauchgasen.
15. 15. Anlage nach Anspruch 14, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß sie eine Vorrichtung zum Trennen- der durch die Pyrolyse entstandenen gasförmigen Bestandteile in leichte und schwere Fraktionen aufweist.
16. 16. Anlage nach Anspruch 15, d a d u r c h g e -ke n n z e i c h n e t, daß die Trennvorrichtung eine Kondensationsvorrichtung (24) ist.
17. 17. Anlage nach einem der Ansprüche 14 - 16, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorrichtung (26) zum Verbrennen und Beheizen gemeinsam als Unterfeuerungsanlage für den Pyrolysereaktor (3) ausgebildet ist.
18. 18. Anlage nach einem der Ansprüche 14 - 16, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Vorrichtung zum Verbrennen getrennt von der Vorrichtung zum Beheizen angeordnet und ausgebildet ist.
19. 19. Anlage nach einem der Ansprüche 14 - 18, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Pyrolysereaktor (3) eine separate Beschickungsvorrichtung für Zuschlagsstoffe aufweist.
20. 20. Anlage nach einem der Ansprüche 14 - 19, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Brüdenabzugsvorrichtung (11) des Trockners (2) an die Verbrennungsvorrichtung (26) angeschlossen ist.
21. 21. Anlage nach Anspruch 16, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Kondensationsvorrichtung (24) eine Gasreinigungsvorrichtung (25) nachgeschaltet ist.
22. 22. Anlage nach einem der Ansprüche 14 - 21, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Trocknungsgasbeschickungsvorrichtung (9) an die Gasabzugsvorrichtung (28) des Pyrolysereaktors (3) angeschlossen ist.
23. 23. Anlage nach einem der Ansprüche 14 - 22 , dad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Trockner (2) ein Gehäuse und ein im Gehäuse drehbar angeordnetes Rohrbündel aufweist, dessen Rohre (6) im Inneren einen Stetigförderer (7) für den Schlamm und einen Doppelmantel zur Längsführung des Trocknungsgases durch den zwischen den Mänteln vorhandenen Raum besitzen.
24. 24. Anlage nach Anspruch 23, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Stetigförderer (7) eine Schneckenwendel ist.
25. 25. Anlage nach einem der Ansprüche 14 - 24, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Pyrolysereaktor (3) ein Gehäuse und ein im Gehäuse drehbar angeordnetes Rohrbündel aufweist, dessen Rohre (20) im Inneren mit einem Stetigförderer (21) versehen sind.
26. 26. Anlage nach Anspruch 25, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Stetigförderer eine Schneckenwendel ist.
27. 27. Anlage nach einem der Ansprüche 25 oder 26, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rohrbündel drehbar in einem stationären Mantel (29) innerhalb des Pyrolysereaktors (3) gelagert ist, der eine Gaseintrittsöffnung (31) und eine Gasaustrittsöffnung (30) aufweist.
28. 28. Anlage nach einem der Ansprüche 25 bis 27, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Pyrolysereaktor (3) einen Ventilator (19) zur Zwangsumwälzung des gasförmigen Energieträgers aufweist.
29. 29. Anlage nach einem der Ansprüche 25 bis 28, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wrolysereaktor (3) in Längsrichtung in mehrere Zonen (18) unterteilt ist, die jeweils eine Gasumwälzungskammer mit Ventilator und Gaszuführung aufweisen.