EP1371902A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von Schwimmschlamm - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von Schwimmschlamm Download PDF

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EP1371902A1 EP03090164A EP03090164A EP1371902A1 EP 1371902 A1 EP1371902 A1 EP 1371902A1 EP 03090164 A EP03090164 A EP 03090164A EP 03090164 A EP03090164 A EP 03090164A EP 1371902 A1 EP1371902 A1 EP 1371902A1
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floating sludge
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    • F23G2900/50209—Compacting waste before burning

Definitions

  • the invention relates to a method for burning swimming sludge and a Device for carrying out the process involving sewage sludge incineration Find application.
  • the swimming mud is then dewatered to reduce weight and basically disposed of outside a sewage treatment plant or a recycling process, for example, by producing industrial fat.
  • floating materials are dissolved by adding chemicals.
  • the proportion of floating plastics is not dissolved and builds up with it the known disadvantages as a floating blanket in the post-thickener. by virtue of of the fluctuating proportion of soluble floating substances is used to ensure the Process always carried out an excess chemical dosage.
  • the excess chemical passes through the Central recycling in the clarification process and leads to an increase in chemical Oxygen demand and thus an economic burden due to the higher Oxygenation in the revitalization or in sewage treatment plants without a biological purification stage for loading the clear water drain.
  • floating sludge is used Components mixed in and ultimately composted.
  • the minimization of odor emissions requires the user to mix in quickly with easily rotable Material to limit a digestion process.
  • the recycling is not at Producer carried out, since this only a part of the required material components supplies.
  • the energetic use of the floating materials is, as far as procedural possible at all, not take place at the producer.
  • the object of the invention is to provide a method and an apparatus for burning Specify floating sludge, which is a reduction in pipeline pressure loss and minimizing the additional fuel requirement with sewage sludge incineration enable.
  • the object is achieved in that the floating sludge is introduced into a floating sludge line via a conveying device.
  • the floating sludge is then metered into the sludge cake line with the sludge cake and fed together via the sludge cake line to the fluidized bed incinerator and then burned.
  • the metering takes place via an annular nozzle, which distributes the material evenly Pipe scope allows, or a single point metering. Since the condensed puncture-proof sludge cake does not mix with the flowable swimming sludge, a partial one is formed between the pipe wall and the sludge cake Sliding film. The pipe friction losses are reduced and by the sliding film thus the energy required for pumping the sludge cake is reduced.
  • the swimming mud is burned exothermically and contrary to the mud cake this minimizes the need for additional fuel when burning the Mud cake.
  • a pre-pressing device with an eccentric screw, in which the floating sludge is located, is arranged in front of a floating sludge line.
  • This floating sludge line is connected to a sludge cake line and ends in a fluidized bed furnace via several sludge cake feed lances.
  • the mud cake feed lances are evenly distributed over the circumference of the fluidized bed incinerator.
  • a pressure gauge for measuring the pipeline pressure and an induction measuring device for measuring the volume flow are attached to the floating sludge line and the sludge cake line.
  • the invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment in FIG. 1.
  • the discharge screw 2 installed in a floating sludge storage container 1 conveys the floating substances into the transfer hopper of an eccentric screw pump 3 with a pre-pressing device 4.
  • the pipe pressure indicated by the pressure gauge 5 in the floating sludge pipe 6 rises Ball valve 8 opened and the conveyor path into the sludge cake line released.
  • the non-return valve 9 prevents the backflow of sludge cake into the floating sludge line 6 in the event of a pump failure.
  • the floating sludge volume flow measured by means of an induction measuring device 10 is adjusted by regulating the pump speed, in accordance with the additional energy demand momentary during the combustion process.
  • the sludge cake conveyed by the sludge cake pump 11 meets the floating sludge at the integration of the floating sludge line.
  • the floating sludge is distributed on the circumference of the sludge cake line 13 by means of a single-point metering 12. Due to the high compression of the sludge cake, the floating sludge does not mix with the sludge cake, but forms a partial sliding film between the pipe wall and the sludge cake. The occurring reduction in pipe friction losses requires the sludge cake pump 11 to be reduced to the original sludge cake volume flow, which is continuously measured by means of an induction measuring device 14.
  • the sludge cake line 13 divides in the further course and opens into several, evenly distributed over the circumference of the fluidized bed combustion furnace 15 Mud cake feed lances 16.
  • the fluidized bed itself ensures a quick and Even distribution and mixing of floating sludge and sludge cake. Due to the high calorific value of the sludge, the support oil firing in the form of heating oil according to the desired firing temperature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Schwimmschlamm und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die mit der Klärschlammverbrennung Anwendung finden. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbrennen von Schwimmschlamm anzugeben, die eine Reduzierung von Rohrleitungsdruckverlusten und eine Minimierung des Zusatzbrennstoffbedarfs mit der Klärschlammverbrennung ermöglichen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Schwimmschlamm über eine Fördereinrichtung in eine Schwimmschlammleitung (6) eingebracht, in eine Schlammkuchenleitung (13) mit dem Schlammkuchen dosiert und gemeinsam über die Schlammkuchenleitung (13) dem Wirbelschichtverbrennungsofen (15) zugeführt und anschließend gemeinsam verbrannt wird und, dass eine Vorpresseinrichtung (4) mit einer Exzenterschnecke (3), in der sich der Schwimmschlamm befindet, vor einer Schwimmschlammleitung (6), die mit einer Schlammkuchenleitung (13) verbunden ist, und über mehrere vorhandene Schlammkuchenaufgabelanzen (16) in einem Wirbelschichtverbrennungsofen (15) mündet, angeordnet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbrennen von Schwimmschlamm und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die mit der Klärschlammverbrennung Anwendung finden.
In einer Kläranlage werden über den Abwasserzulauf neben Fäkalien, Rechengut und Schwerstoffen, gelöste oder emulgierte Öle und Fette kontinuierlich in schwankenden Konzentrationen in den Abwasserreinigungsprozess eingetragen. Diese Schwimmstoffe werden bekannterweise mittels Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit in der Vorklärstufe dichteabhängig an der Wasseroberfläche abgeschieden und über Räumeinrichtungen aus dem Abwasserreinigungsprozess entfernt.
Üblicherweise wird der Schwimmschlamm zur Gewichtsreduktion anschließend entwässert und grundsätzlich außerhalb einer Kläranlage entsorgt oder einem Verwertungsprozess, beispielsweise durch Herstellung von Industriefett, zugeführt.
Nach der DE 33 07 509 A1 werden Schwimmstoffe durch Zugabe von Chemikalien gelöst. Der Anteil an schwimmfähigen Kunststoffen wird nicht aufgelöst und baut sich mit den bekannten Nachteilen weiterhin als Schwimmdecke im Nacheindicker auf. Aufgrund des schwankenden Anteils an löslichen Schwimmstoffen wird zur Sicherstellung des Verfahrens immer eine Chemikalien-Überschussdosierung durchgeführt. Nach der Entwässerung des eingedickten Schlammes gelangt der Chemikalienüberschuss über die Zentratrückführung in den Klärprozess und führt zu einer Erhöhung des chemischen Sauerstoffbedarfs und damit zu einer wirtschaftlichen Belastung, infolge des höheren Sauerstoffeintrages in die Belebung oder bei Kläranlagen ohne biologische Reinigungsstufe zur Belastung des Klarwasserablaufes.
Es ist nach der DE 199 23 108 A1 ein Verfahren zur Auftrennung von Stoffgemischen in die einzelnen Bestandteilfraktionen bekannt, das zur Auftrennung von Stoffgemischen in die einzelnen Bestandteilfraktionen dient. Die jeweiligen Fraktionen werden anschließend separat den entsprechenden Verwertungsmöglichkeiten zugeführt.
Nachteilig hierbei ist, dass die Verwertungsmöglichkeiten entsprechend der abfallrechtlichen Auflagen stark eingeschränkt sind. Es müssen ausreichend Stapelkapazitäten zur Überbrückung von Transport- und Verwertungsengpässen vorgehalten werden. Soweit für die Organikfraktion eine Kompostierung vorgesehen ist, entsteht eine erhebliche Belastung für die Umwelt durch Geruchsemissionen.
Bei einem weiteren Verfahren (DE 34 40 754 C2) wird Schwimmschlamm weiteren Stoffkomponenten zugemischt und letztendlich kompostiert. Die Minimierung von Geruchsemissionen erfordert vom Verwerter ein zügiges Untermischen mit leicht rottbarem Material um einen Faulungsprozess einzuschränken. Die Verwertung wird nicht beim Erzeuger durchgeführt, da dieser lediglich einen Teil der benötigten Stoffkomponenten liefert. Die energetische Nutzung der Schwimmstoffe wird, soweit verfahrenstechnisch überhaupt möglich, nicht beim Erzeuger stattfinden.
Weitere Verfahren (DE 100 15 441 A1, DE 37 08 079 C2) beschreiben die Aufbereitung von Schwimmschlamm. Der aufbereitete Schwimmschlamm wird einem Verwertungsverfahren zugeführt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbrennen von Schwimmschlamm anzugeben, die eine Reduzierung von Rohrleitungsdruckverlusten und eine Minimierung des Zusatzbrennstoffbedarfs mit der Klärschlammverbrennung ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Schwimmschlamm über eine Fördereinrichtung in eine Schwimmschlammleitung eingebracht wird.
Danach wird der Schwimmschlamm in eine Schlammkuchenleitung mit dem Schlammkuchen dosiert und gemeinsam über die Schlammkuchenleitung dem Wirbelschichtverbrennungsofen zugeführt und anschließend verbrannt.
Die Dosierung erfolgt über eine Ringdüse, die eine gleichmäßige Stoffverteilung am Rohrleitungsumfang ermöglicht, oder einer Einpunktdosierung. Da der verdichtete, stichfeste Schlammkuchen sich nicht mit dem fließfähigen Schwimmschlamm vermischt, bildet sich zwischen Rohrleitungswandung und Schlammkuchen ein partieller Gleitfilm aus. Durch den Gleitfilm werden die Rohrreibungsverluste herabgesetzt und somit der für das Pumpen des Schlammkuchens erforderliche Energieaufwand reduziert.
Der Schwimmschlamm wird entgegen dem Schlammkuchen exotherm verbrannt und somit minimiert sich der Bedarf an Zusatzbrennstoff bei der Verbrennung des Schlammkuchens.
Vor einer Schwimmschlammleitung ist eine Vorpresseinrichtung mit Exzenterschnecke, in der sich der Schwimmschlamm befindet, angeordnet. Diese Schwimmschlammleitung ist mit einer Schlammkuchenleitung verbunden und mündet über mehrere Schlammkuchenaufgabelanzen in einem Wirbelschichtofen.
Die Schlammkuchenaufgabelanzen sind gleichmäßig auf den Umfang des Wirbelschichtverbrennungsofens verteilt.
An der Schwimmschlammleitung und der Schlammkuchenleitung sind ein Manometer zur Messung des Rohrleitungsdrucks und ein Induktionsmessgerät zur Messung des Volumenstroms angebracht.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel in Figur 1 näher erläutert.
Die in einem Schwimmschlammvorlagebehälter 1 eingebaute Austragsschnecke 2 fördert die Schwimmstoffe in den Übergabetrichter einer Exzenterschneckenpumpe 3 mit Vorpresseinrichtung 4. Nach Einschalten der Pumpe steigt der durch das Manometer 5 angezeigte Rohrleitungsdruck in der Schwimmschlammleitung 6. Mit Überschreiten des vom Manometer 7 der Schlammkuchenleitung gemessenen Rohrleitungsdruckes wird der Kugelhahn 8 geöffnet und der Förderweg in die Schlammkuchenleitung freigegeben. Die Rückschlagklappe 9 verhindert bei einem Pumpenausfall den Rückfluss von Schlammkuchen in die Schwimmschlammleitung 6. Der mittels eines Induktionsmessgerätes 10 gemessene Schwimmschlammvolumenstrom wird über die Regelung der Pumpendrehzahl, entsprechend dem beim Verbrennungsvorgang momentanen Zusatzenergiebedarf, eingestellt.
Der von der Schlammkuchenpumpe 11 geförderte Schlammkuchen trifft an der Einbindung der Schwimmschlammleitung mit dem Schwimmschlamm zusammen.
Der Schwimmschlamm wird mittels einer Einpunktdosierung 12 am Umfang der Schlammkuchenleitung 13 verteilt. Aufgrund der hohen Verdichtung des Schlammkuchens vermengt sich der Schwimmschlamm nicht mit dem Schlammkuchen, sondern bildet zwischen Rohrleitungswandung und Schlammkuchen einen partiellen Gleitfilm. Die eintretende Reduzierung der Rohrreibungsverluste erfordert das Herunterregeln der Schlammkuchenpumpe 11 auf den ursprünglichen Schlammkuchenvolumenstrom, der mittels eines Induktionsmessgerätes 14 kontinuierlich gemessen wird.
Die Schlammkuchenleitung 13 teilt sich im weiteren Verlauf auf und mündet in mehreren, gleichmäßig auf den Umfang des Wirbelschichtverbrennungsofens 15 verteilten Schlammkuchenaufgabelanzen 16. Die Wirbelschicht selbst sorgt für eine schnelle und gleichmäßige Verteilung und Vermengung von Schwimmschlamm und Schlammkuchen. Aufgrund des hohen Heizwertes des Schwimmschlammes wird die Stützölfeuerung in Form von Heizöl entsprechend der gewünschten Feuerungstemperaturen zurückgefahren.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1
Schwimmschlammvorlagebehälter
2
Austragsschnecke
3
Exzenterschneckenpumpe
4
Vorpresseinrichtung
5
Manometer der Schwimmschlammleitung
6
Schwimmschlammleitung
7
Manometer der Schlammkuchenleitung
8
Kugelhahn
9
Rückschlagklappe
10
Induktionsmessgerät der Schwimmschlammleitung
11
Schlammkuchenpumpe
12
Einpunktdosierung
13
Schlammkuchenleitung
14
Induktionsmessgerät der Schlammkuchenleitung
15
Wirbelschichtverbrennungsofen
16
Aufgabelanzen

Claims (5)

  1. Verfahren zum Verbrennen von Schwimmschlamm, das mit Klärschlammverbrennung durchgeführt wird
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Schwimmschlamm über eine Fördereinrichtung in eine Schwimmschlammleitung (6) eingebracht, in eine Schlammkuchenleitung (13) mit dem Schlammkuchen dosiert und gemeinsam über die Schlammkuchenleitung (13) dem Wirbelschichtverbrennungsofen (15) zugeführt und anschließend gemeinsam verbrannt wird.
  2. Verfahren nach dem Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Dosierung des Schwimmschlammes gleichmäßig unter Bildung eines Gleitfilmes durchgeführt wird.
  3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Vorpresseinrichtung (4) mit einer Exzenterschnecke (3), in der sich der Schwimmschlamm befindet, vor einer Schwimmschlammleitung (6), die mit einer Schlammkuchenleitung (13) verbunden ist, und über mehrere vorhandene Schlammkuchenaufgabelanzen (16) in einem Wirbelschichtverbrennungsofen (15) mündet, angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach dem Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an der Schwimmschlammleitung (6) und der Schlammkuchenleitung (13) jeweils ein Manometer (5) und (7) zur Messung des Rohrleitungsdruckes sowie jeweils ein Induktionsmessgerät (10) und (14) zur Messung des Volumenstromes angebracht sind.
  5. Vorrichtung nach dem Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schlammkuchenaufgabelanzen (16) gleichmäßig auf den Umfang des Wirbelschichtverbrennungsofens (15) verteilt sind.
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