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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung biogener Reststoffe, insbesondere von Schlämmen, vorzugsweise im Bereich einer Kläranlage, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit Einrichtungen zur Trocknung und Verbrennung der biogenen Reststoffe.
Schlämme aus kommunalen Kläranlagen oder auch industriellen Anlagen werden bekannterweise grosstechnisch an zentral eingerichteten Stellen zur Wiederverwendung aufbereitet oder in bspw. Produktgas umgewandelt. Der teilweise hohe Anteil an biogenen Reststoffen in den Schlämmen macht deren Verwertung sehr schwierig. Zugegebene Substitutionsstoffe zur Stabilsierung erhöhen im allgemeinen bloss die zu entsorgenden Abfallmengen. Die Entsorgung selbst ist mengenmässig eingeschränkt, sowohl in der Deponierung auf Halden als auch in der Landwirtschaft, wo insbesondere die im Schlamm enthaltenen Schadstoffe sowie der Trend zur biologischen Landwirtschaft den Einsatz verhindern.
In der Regel erfolgt bei den bekannten Verfahren eine Trocknung des Materials bei höheren Temperaturen für den nachfolgenden Einsatz in Verbrennungsöfen. Die Trocknungsabluft ist dabei aufgrund der Betriebsbedingungen geruchsbebelastet, wodurch diese ebenfalls der Verbrennung zugeführt wird. Damit wird die aus dem Prozess zunächst entfernte Feuchtigkeit wieder zugesetzt, was den Gesamtprozess-gesehen vom Standpunkt der Energiebilanz - ad absurdum führt.
Für den Transport der Schlämme zu den zentral eingerichteten Anlagen fallen in der Regel hohe Transportkosten an.
Als grosser Nachteil der bekannten Verfahren zur Trocknung des Schlammes mit anschliessender thermischer Behandlung ist insbesondere anzusehen, dass die bei der Trocknung entstehende Abluft aufgrund der Schadstoffanreicherungen der Verbrennung geführt wird. Im Gegensatz zum erhofften Effekt, die Verbrennung energietechnisch zu unterstützen, wird der Schritt der Trocknung hier aber ad absurdum geführt, da das Wasser nur scheinbar aus dem Prozess genommen wird, weil es bei der Verbrennung nun wieder erhitzt bzw. verdampft werden muss.
Beispielsweise beschreibt die AT 406 509 B ein Verfahren zur Trocknung und Verbrennung von Schlamm, insbesondere von Klärschlamm, unter Einsatz eines Fliessbett-Trockners. Dieser wird mit Abluft aus der Verbrennung beheizt. Die mit Wasser angereicherte Abluft des Trockners wiederum wird in die Verbrennung zurückgeführt. Für deren vollständige Verdampfung ist der gleiche Energieaufwand wie ohne Trocknung notwendig.
Darüberhinaus verursacht die rasche und warme Trocknung, meist in Wirbelschichttrocknern, eine nicht unerhebliche Geruchsbelästigung. Um diese so weit als möglich hintanzuhalten, müssen die entstehenden Gase weiter behandelt werden.
Verfahren, die mit thermischem Aufschluss der Zellen, im allgemeinen mit Hochdruckentwässerung und Pyrolyse arbeiten, benötigen zum Aufheizen ebenfalls wieder einen hohen Anteil an Energie. Darüberhinaus sind auch diese Verfahren mit dem Problem der Geruchsbildung behaftet und bilden also ebenfalls keine Lösung.
Verfahren, welche nur die Trocknung des Eingangsmaterials vorsehen, bieten-auch bei Entzug eines Gutteiles an Wasser - kein zur Wiederverwendung nutzbares bzw. deponiefähiges (gemäss Deponieverordnung ab 2004) Material.
Schliesslich können auch bekannte Behandlungen von Schlämmen bei Temperaturen bis etwa 600 C keine Lösung bieten, da bei diesen Verfahren die vollständige Umsetzung von Gefahrenstoffen-bspw. von Medikamentenresten -nicht sichergestellt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren bereitzustellen, welches die bekannten Nachteile vermeidet und eine dezentrale Verarbeitung von biogenen Reststoffen, insbesondere von Schlämmen, unter vollständiger Umsetzung des im eingebrachten Schlamm gespeicherten Energiegehaltes zur Verfügung stellt.
Die Erfindung löst die Aufgabe mit Hilfe eines Verfahrens, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte : - Sammeln biogener Reststoffe mit variablem Trockensubstanzgehalt mit anschliessender
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stoffe, der eine energieautarke Verbrennung zulässt, - Ausschleusen von ausschliesslich der bei der Trocknung verdampften Wassermenge mit dem feuchten Luftstrom, ohne Freisetzung freiflüchtiger Verbindungen, um Geruchsbildung zu vermeiden.
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Primäres Zwischenspeichern des getrockneten Gutes, insbesondere zum Ausgleich unter- schiedlicher Trocknungsstufen Sekundäres Zwischenspeichern des getrockneten Gutes zur Pufferung,
Thermische Behandlung des Gutes sowie ggf. von Substitutionsstoffen in vorzugsweise mehreren aufeinanderfolgenden thermischen Behandlungsschritten, - Ausschleusen von Verbrennungsprodukten aus wahlweise jedem der thermischen Behand- lungsschritte
Reinigung der bei der thermischen Behandlung entstehenden Stoffströme mittels eines primären und eines sekundären Reinigungsschrittes, wobei im primären Reinigungsschritt der Stoffstrom gefiltert, insbesondere mittels Staubabscheidung, und im sekundären Reini- gungsschritt der Stoffstrom einer Sorption unterzogen wird,
Energierückgewinnung aus sämtlichen aus dem Prozess ausgebrachten Stoffströmen, ins- besondere durch Überleiten der Energie an ein Wärmeträgermedium.
Das Verfahren bietet eine energetisch effiziente und nachhaltige und dezentrale Behandlung von biogenen Reststoffen. Die für die Durchführung des Verfahrens benötigte Energie wird komplett durch Energierückgewinnung abgedeckt. Überschüssige Energie wird intern oder extern weiter verwendet. Das Verfahren eignet sich insbesondere auch für den Einsatz in kommunalen Kläranlagen unter Bildung von Synergien.
Da das Verfahren Schlämme mit variablem Trockensubstanzgehalt verarbeitet, kann die auf kommunalen Anlagen bestehende Schlammentwässerung optimiert betrieben werden und muss nicht bis an die Grenzen der Leistungsfähigkeit gefahren werden.
Das Verfahren verarbeitet Schlämme jedweder Konsistenz. Auch das Mischen verschiedener Schlämme - mit oder ohne Faulung oder auch mit Industrieschlämmen - ist möglich.
Durch die ausschliesslich aerobe Trocknung in einem Niedertemperaturbereich bis max. 600 - 70 C ist gewährleistet, dass es zu keiner Geruchsbelastung der Umgebung kommt. Es müssen somit auch keine Massnahmen zu deren Vermeidung gesetzt werden.
Die biogenen Reststoffen werden je nach Weiterverwendung gerade soweit getrocknet, dass ihre anschliessende thermische Weiterbehandlung unter energieautarken Bedingungen erfolgen kann. Die dabei gewonnene Energie wird mittels Abwärmenutzung verwertet, wodurch einerseits das gesamte Verfahren und andererseits der Wärmebedarf von benachbarten Betriebsanlagen, Nahwärmenetzen etc. abgedeckt werden kann.
Unnötige Energieeinträge werden vermieden. Die maximal gefahrene Temperatur ermittelt sich in Abhängigkeit von den im Schlamm beinhaltenden Schadstoffen und deren Freisetzungstemperaturen.
Die verdampfte Wassermenge wird bei der eingesetzten "kalten" Trocknung direkt an die Umwelt abgeführt. Im Gegensatz dazu führt die bekannte "heisse" Trocknung das verdampfte Wasser nach einem Kondensationsschritt im allgemeinen nochmals dem Brenner zu, wo es erneut verdampft wird. Die "kalte" Trocknung vermeidet auch jegliche Freisetzung frei flüchtiger Verbindungen. Dem System wird nur Wasser entzogen und es ist daher Geruchsbildung ausgeschlossen.
Vorteilhafterweise erfolgt die Trocknung unter Zugabe von Frischluft oder aber auch durch Zufuhr von Wärme unterhalb des vorgenannten Temperaturbereiches.
Gegebenenfalls erfolgt eine aerobe Nachstabilisierung des Schlammes.
Nach der Trocknung wird das Material in eine primäre Zwischenspeicherung verbracht, insbesondere zum Ausgleich verschieden rascher Trocknungsschritte und gegebenenfalls zu einer Homogenisierung des Materials nach der Trocknung. Der Ausgleich ist deshalb nötig, weil in diesem Verfahrensschritt auch andere biogene Reststoffe wie Grünschnitt oder Schlamm zugeführt werden können. Diese haben dann die Trocknung nicht durchlaufen, sondern werden hier ungetrocknet beigefügt.
In der sekundären Zwischenspeicherung wird das Material gepuffert, um beispielsweise fördertechnische Probleme beim Transport des Materials vom primären Speicher in den Pufferspeicher entgegen zu wirken. Es entstehen dabei Materialreserven, welche einen kontinuierlichen Ablauf des Verfahrens auch bei Ausfall der Materialförderung über einen längeren Zeitraum sicher stellt.
Die in mehreren Schritten erfolgte thermische Behandlung ermöglicht eine individuelle Abstimmung des Verfahrens auf unterschiedliche Feuchtegehalte des zu behandelnden Materials sowie eine vollständige Zersetzung eventueller Schadstoffe. Aus jedem der thermischen Behandlung-
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schritte kann, abhängig von der Weiterverwendung des entstandenen Produktes, Material abgezogen werden.
Die Energierückgewinnung besteht im wesentlichen aus einem Wärmetauscher, wobei die Verwertung der Energie aus den heissen Abgasen zur Warmwasser und/oder Stromgewinnung herangezogen wird.
Das entstehende Abgas wird getrennt nachbehandelt. Einerseits erfolgt eine Filterung der Par- tikel aus dem Abgasstrom, anderseits eine Sorption der im Abgasstrom gegebenenfalls vorhandenen Schadstoffe.
Je nach Zusammensetzung der durch den Schlamm eingebrachten Schadstoffe kommt dabei ein trockenes, nasses oder halbtrockenes Verfahren zur Anwendung.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird als Eingangsmaterial Nassschlamm bzw. vorentwässerter Schlamm verwendet, wobei der Gehalt an Trockensubstanz zwischen 2% und 35% sein kann.
Es ist entsprechend der Erfindung auch vorgesehen, dass die zur Trocknung der biogenen Reststoffe benötigte trockene Luft durch die Abwärme der thermischen Behandlungsschritte vorgewärmt wird.
Der zur Trocknung benötigte Luftstrom wird dabei durch die Abwärme aus der thermischen Behandlung vorgewärmt. Die Trocknung kann somit energetisch optimal betrieben werden. Anschliessend wird die in die Trocknung eingeleitete vorgewärmte und trockene Luft gemeinsam mit dem entstehenden Wasserstrom als feuchter Luftstrom wieder ausgetragen und an die Umwelt abgegeben.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die thermische Behandlung der biogenen Reststoffe ohne zusätzliche externe Energiezufuhr erfolgt.
Ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, dass die Entwässerung der biogenen Reststoffe maximal bis zur Durchführung einer nachgeordneten energieautarken thermischen Verwertung erfolgt. Der Sinn liegt darin, die Trocknung nur bis zu jenem Zustand durchzuführen, ab welchem die thermische Behandlung bereits ohne zusätzliche Zuführung externer Energie ablaufen kann.
Durch beliebige Einstellung über das genannte Mass des Trockensubstanzanteiles hinaus kann aber auch der Anteil an verfügbarer Energie am Ende des Verfahrens durchaus variiert werden.
Entsprechend dem Verfahren ist auch vorgesehen, dass in der primären Zwischenspeicherung eine Homogenisierung des Gutes erfolgt, dass der primären Zwischenspeicherung zusätzliches biogenes Material zugeführt wird und dass aus dem primären Zwischenspeicher getrocknete biogene Reststoffe ausgeschleust und einer externen Verwendung zugeführt werden.
Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung ist es, dass die thermische Behandlung mindestens einen primären und einen sekundären thermischen Behandlungsschritt umfasst, und dass vor der primären thermischen Behandlung Substitutionsstoffe zugeführt werden.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der primären thermischen Behandlung direkt Substitutionsstoffe zugeführt werden und dass in mindestens einem der thermischen Behandlungsschritte eine Sterilisation des Gutes erfolgt.
Ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, dass für die Sorption im zweiten Reinigungsschritt folgende Mittel bspw. vorgesehen sind : Kalk, Natriumcarbonat, Weisskalkhydrat, Aktivkohle, Soda, Sorbalit.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Abgasreinigung Wasser aus dem Klärbecken verwendet wird, wobei die Stoffströme zur Sorption durch das Abwasserbecken der Kläranlage geleitet werden. Dadurch erfolgt die Reinigung der Stoffströme.
Ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, dass aufbereitetes Abwasser in den Stoffstrom eingedüst wird.
Kläranlagenwasser wird in beiden Fällen anstelle von Betriebsanlagenwasser verwendet.
Durch Ausnutzung vorhandener Ressourcen erfolgt eine Kosteneinsparung.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, dass die Abgasreinigung durch Auftrennung des Stoffstromes in seine Komponenten erfolgt. Die Komponenten können dann weiter verarbeitet werden. Beispielsweise können die verbleibenden C ; ; Hy für Brennstoffzellen verwendet werden.
Die Erfindung sieht weiters auch vor, dass die Energie der Abgase einem oder mehreren Wärmetauschern zur wahlweisen Gewinnung von Strom oder Warmwasser zugeführt wird und dass das Warmwasser zur Erwärmung der Trocknungs- und Verbrennungsluft vorgesehen ist.
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Ein abschliessendes Merkmal der Erfindung ist es, dass das Warmwasser zur Errichtung eines dezentrale Wärmenetzes verwendet wird. Vorteilhafterweise kann so ein Fernwärme oder auch Nahwärmenetz gespeist werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung Ist dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungseinrichtung ein Nassschlammspeicher vorgeschaltet ist, dass die Einrichtung zum Trocknen ein bis max. 600 - 700 C arbeitendes Niedertemperaturtrockensystem ist, dass Speichereinheiten zum Zwischenlagern der getrockneten biogenen Reststoffe vorgesehen sind, dass zwischen den Speichereinheiten ein Transportsystem für die getrockneten biogenen Reststoffe vorgesehen ist, dass das thermische Behandlungssystem zwei voneinander getrennte thermische Behandlungszonen umfasst, dass dem thermischen Behandlungssystem Wärmetauschersysteme zur Aufnahme und Weiterverwendung der aus dem System abgezogenen und/oder freigesetzten Energie nachgeschaltet sind, und dass wenigstens ein erstes Reinigungssystem,
vorzugsweise ein Staubabscheider für eine erste Reinigung des Rauchgases und ein zweites Reinigungssystem zur weiteren Abgasreinigung vorgesehen ist.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Trockensystem ein Kaltluft- oder Frischluft-Trockner bzw. ein solarer Trockner ist oder aus Trocknungsfeldern besteht.
Erfindungsgemäss sind auch Einrichtungen zur Ausbringung der feuchten Luft sowie des Wasserstromes aus dem Trocknungssystem vorgesehen.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, dass die primäre Speichereinheit zum Zwischenla- gern ein Homogenisierungsspeicher ist und dass die sekundäre Speichereinheit ein Pufferspeicher zur Sicherstellung einer kontinuierlichen thermischen Behandlung ist.
Der Materialtransport zwischen den beiden Speichern kann manuell oder automatisiert erfolgen. Je nach Wahl des Förderverfahrens ist eine Steuerung der Homogenisierung möglich.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die primäre Speichereinheit eine Zuführvorrichtung für weitere biogene Reststoffe umfasst. Diese können beispielsweise Grünschnitt oder Schlamm sein.
Die primäre Speichereinheit weist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weiters eine Vorrichtung zum Ausschleusen des Materials auf. In dieser Phase ausgeschleuster Schlamm kann bspw. zur Weiterverwendung in kalorische Kraftwerke oder Zementfabriken verbracht werden, in Abhängigkeit vom Grad der Homogenisierung.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, dass zwischen der sekundären Speichereinheit und dem thermischen Behandlungssystem eine Zuführung für Substitutionsstoffe vorgesehen ist. Diese Substitutionsstoffe können Grünschnitt oder Rechengut aus der Kläranlage sein. Ebensogut können aber auch Stoffe zur Sterilisation beigegeben werden oder Schritte, die speziell auf die thermische Behandlung zugeschnitten sind, angewendet werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das thermische Behandlungssystem mit Erdgas und/oder Faulgas betrieben. Die Brenner der thermischen Anlage sind dabei sowohl für Erdgas als auch für Faulgas ausgelegt. Der Einsatz von Faulgas ist insbesondere bei Vorhandensein einer anlagenbedingten grossen Menge an Faulgas anzuraten, wodurch es zu einer Optimierung der Energiebilanz der Anlage kommt.
Falls die Faulgasmenge nicht ausreicht, oder technische Störungen zu einem Mangel an Faulgas führen, können die Brenner mit Erdgas arbeiten. Der Einsatz von Erdgas dient somit der Anlagensicherheit.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das thermische Behandlungssystem eine Vorrichtung zum Ausbringen von Asche umfasst, weiche vorzugsweise eine wassergekühlte Förderschnecke ist.
Die aus dem thermischen Behandlungssystem ausgebrachten heissen Abgase durchlaufen erfindungsgemäss erst einen Staubabscheider, vorzugsweise keramische Filterkerzen, Heissgasfilter, Heissgaszyklon, Elektrofilter, beschichtete Filtertücher oder andere thermisch beständige und zur Filterung geeignete Materialien, wobei eine Austragevorrichtung für den Staub vorgesehen ist.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abgasreinigung ein die Abgase in das Klärwasserbecken führendes Belüftungssystem umfasst. Dabei ist es wesentlich, zu kontrollieren, dass das Reinigungsvermögen der Kläranlage nicht beeinträchtigt wird.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, dass die Abgasreinigung ein Klärwasser in den Abgasstrom führendes Eindüsungssystem umfasst.
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Die Verwendung von Kläranlagenwasser anstelle von allgemeinem Betriebswasser bedingt durch Ausnutzung der vorhandenen Ressourcen jedenfalls eine Kosteneinsparung.
Weiters sieht die Erfindung vor, dass die Abgasreinigung eine Vorrichtung zur Auftrennung des Abgases in seine Komponenten umfasst.
Ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, dass Einrichtungen zur Weiterleitung von Wärmeträgermedien an das Nledertemperaturtrocknungssystem sowie das thermische Behandlungssystem vorgesehen sind und dass die Vorrichtung zur Weiterleitung von Wärme an das Niedertemperaturtrocknungssystem sowie an das thermische Behandlungssystem mit einer Temperaturregelung versehen ist. Dadurch erfolgt eine kontinuierliche Unterstützung der Trocknung und eine interne Wiederverwendung überschüssiger Wärme. Idealerweise ist die Temperaturregelung in Kombination mit einem Wärmetauscher ausgebildet. Sowohl dem Niedertemperaturtrocknungssystem als auch dem thermischen Behandlungssystem wird ausschliesslich getrocknete, vorgewärmte Luft zugeführt.
Falls keine zusätzliche Energie, insbesondere im Niedertemperaturtrocknungssystem benötigt wird, wird die Energie entweder nach draussen gefahren oder in den Kreislauf zurück verbracht.
Die Erfindung hat auch zum Merkmal, dass zur gekoppelten Strom- und Warmwassererzeugung eine Kraft-Wärme Kopplungsanlage vorgesehen ist, dass die Kraft-Wärme Kopplungsanlage eine auf dem ORC-Prozess basierende Anlage ist und dass die Stromerzeugungseinrichtung der Kraft-Wärme Kopplungsanlage eine Mikrogasturbine ist. Weiters kann auch ein Dampfkolbenmotor, ein Dampfschraubenmotor oder eine Dampfturbine damit betrieben werden.
Ebensogut kann hier auch ein Stirlingmotor eingesetzt werden.
Nach einem abschliessenden Merkmal der Erfindung ist auch eine Einrichtung zum Transport von Warmwasser an eine Vorrichtung zur Warmwasserverwertung, vorzugsweise ein dezentrale Wärmenetz, vorgesehen.
Der Wärmetauscher kann auch Warmwasser ohne den Umweg über ein Trägermedium erzeugen.
Die Art der Weiterverwendung der aus den heissen Abgasen gewonnenen Energie hängt insbesondere von der Anlagengrösse und dem daraus resultierenden Energieinhalt der Abgase als auch vom Standort der Anlage ab. Bei sehr grossem Wasserbedarf für interne Heizzwecke der Kläranlage, beispielsweise für den Faulturm, die Temperierung des Beckenwassers oder des Betriebsgebäudes oder aber auch für den Aufbau eines Fernwärmenetzes für die Nahversorgung, sollte reine Warmwassergewinnung gewählt werden. Die Variante einer gekoppelten Strom- und Warmwassererzeugung eignet sich insbesondere für die Eigenvorsorge der Anlage. Mögliche Systeme für die Kraft-Wärme Kopplung wie oben beschrieben.
Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der angeschlossenen Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung ;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Details gemäss Fig. 1 und
Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung eines Details gemäss Fig. 1.
Aus Trockenschlamm A und zugeführtem Wasser B bestehender Nassschlamm wird dem Nassschlammspeicher 1 zugeführt und in diesem zwischengelagert. Prinzipiell kann der Nassschlammspeicher Schlämme jedweder Konsistenz übernehmen. Auch die Mischung von Schlämmen unterschiedlicher Konsistenz ist vorgesehen.
Aus dem Nassschlammspeicher 1 wird der Schlamm der Trocknung zugeführt. Die Trocknung erfolgt mittels eines Niedertemperaturtrocknungssystems 2, welches den Schlamm in einer Umgebung von max. 60 - 700 C langsam unter aeroben Zuständen trocknet. Das Trocknungssystem 2 ist modular aufgebaut. Die Erweiterung der Trocknungskapazität ist ebenso wie eine Adaptierung für Nassschlamm mit höherem Wassergehalt möglich. Die für die Trocknung benötigte Luft wird durch die Abwärme des thermischen Behandlungssystemes 7, 8 vorgewärmt und dem Trocknungssystem zugeführt. Vom zugeführten Nassschlammstrom wird Wasser B1 aus dem Niedertemperaturtrocknungssystem 2 ausgeschleust. Der getrocknete Schlamm wird in den primären Speicher 3 weitergeleitet.
Die in das Trocknungssystem 2 eingeleitete trockene und vorgewärmte Luft C1 wird gemeinsam mit dem Wasserstrom B1 als feuchter Luftstrom aus dem Trockensystem 2 ausgebracht und an die Umwelt abgegeben. Das Trocknungssystem 2 ist ein solarer Trockner oder
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bekannte Kaltluft- bzw. Umluft-Trockner oder auch ein beliebig erweiterbares Trocknungsfeld. Im Trocknungssystem 2 wird die Trocknung nur soweit durchgeführt, dass die folgende thermische Behandlung weitgehend energieautark ablaufen kann.
Der aus dem Niedertemperaturtrocknungssystem 2 in den primären Zwischenspeicher 3 weitergeleitete Schlamm wird hier zwischengespeichert. Gegebenenfalls werden weitere biogene Reststoffe wie Grünschnitt oder Schlamm von anderer Konsistenz zugeführt. Aus dem primären Zwischenspeicher 3 kann der Schlamm auch bereits im Schlammstrom A1 ausgebracht werden. Hier ausgeschleuster Schlamm wird der Nutzung bspw. in kalorischen Kraftwerken oder Zementfabriken zugeführt.
Vom primären Zwischenspeicher 3 gelangt der Schlamm über ein Fördersystem 4 in den sekundären Zwischenspeicher 5. Der als Puffer arbeitende sekundäre Zwischenspeicher 5 dient zum Ausgleich fördertechnischer Schwierigkeiten. Auf der Förderstrecke zwischen dem sekundären Zwischenspeicher 5 und dem primären thermischen Behandlungssystem 7 ist eine Vorrichtung 6 zur Zugabe von Substitutionsstoffen vorgesehen. Die Zugabe kann wahlweise vor dem oder in das primäre thermische Behandlungssystem 7 erfolgen. Das primäre thermische Behandlungssystem 7 reagiert flexibel auf unterschiedlich hohe Feuchtegehalte des zu verbrennenden Schlammes. Der in die thermische Behandlungszone eingebrachte Luftvolumenstrom C2 wird vor seinem Eintritt mittels Energierückgewinnung aus den heissen Abgasen vorgewärmt. Weiters wird aus der thermischen Behandlungszone heisse Asche A2 ausgeschleust.
Die darin enthaltene Energie wird über den Wasserstrom B2 einer wassergekühlten Förderschnecke 16 abgeführt. Die bei der Kühlung der Asche gewonnene Energie kann auch im System verbleiben und mit EEIN weitergeleitet werden.
Im sekundären thermischen Behandlungssystem 8 erfolgt eine vollständige Zersetzung bzw.
Vergasung der in der primären thermische Behandlungszone 7 vorbehandelten Materialien bei mindestens 8500 C. Die Brenner sowohl des primären als auch des sekundären thermischen Behandlungssystems 7, 8 sind auf Faulgas G und Erdgas F ausgelegt.
Vom sekundären thermischen Behandlungssystem 8 gelangen die Abgase idealerweise, um einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen, in die Energierückgewinnung 9.
An diese schliesst die Abgasreinigung 10, 11 an. Das Abgas wird in mehreren Reinigungsstufen gereinigt. Als erste Stufe ist ein Staubabscheider 10 aus thermisch beständigem Material, vorzugsweise keramische Filterkerzen, eingesetzt. Er trennt den Stoffstrom Staub A3 aus dem Abgas ab und führt diesen aus dem System. Es ist eine Austragevorrichtung 17 für den Staub vorgesehen, deren konstruktive Ausführung insbesondere auf die leichte Flugfähigkeit des Staubes Rücksicht nimmt. Wärme kann wiederum über den Strom B3 nach draussen abgeführt oder durch EEIN im System verbleiben. Der Staubabscheider für eine erste Reinigung des Rauchgases kann anstelle der eingesetzten keramischen Filterkerzen auch ein Heissgasfilter, Heissgaszyklon oder beschichtete Filtertücher sein.
Der Abgasstrom wird aus dem Staubabscheider 10 weiter in eine Vorrichtung 11 zur Sorption geführt.
Fig. 3 zeigt verschiedene Ausführungsformen des zweiten Reinigungssystemes 11.
Der heisse Abgasstrom N durchläuft dabei folgende Möglichkeiten : - ein trockenes Sorptionsverfahren, bei welchem trockenes Sorptionsmittel D, bspw. Kalk, beigegeben wird - ein halbtrockenes Verfahren, bei weichem sowohl trockenes Sorptionsmittel D, bspw. Kalk mit Aktivkohle, in Verbindung mit eingedüstem Waschwasser L, bspw. Nutzwasser oder
Klärwasser, beigegeben wird. Es entsteht dabei kein Abwasser, weil das Waschwasser verdampft.
- Abgasreinigung im Klärwasserbecken. Über Belüftungssysteme 18 wird das Abgas in das
Klärwasserbecken 19 geleitet. Die im Abgas enthaltenen Schadstoffe werden dabei vom
Klärwasser aufgenommen.
- Als vierte Variante ist eine Vorrichtung 20 zur Auftrennung des Abgases in seine Kompo- nenten M vorgesehen.
Die Energierückgewinnung 9 ist detailliert schliesslich in der Fig. 2 dargestellt. Der in den Wärmetauscher 14 gelangende Energiestrom der heissen Abgase wird dabei in Variante 1 in Form einer reinen Warmwassererzeugung 13 und in Variante 2 in Form einer gekoppelten Stromerzeu-
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AT 411 254 B gung 15 und Warmwassererzeugung 13'dargestellt.
Die Stoffströme zeigen, dass die Energie der heissen Abgase an ein Wärmeträgermedium H im Wärmetauscher 14 übertragen werden. Das Wärmeträgermedium dient bei Variante 1 der Warmwassererzeugung J für externe Verwendung und zur Warmwassererzeugung I für interne Zwecke, wie der Erwärmung von Trocknungsluft oder Verbrennungsluft.
Bei Variante 2 wird zunächst in 15 Strom und anschliessend m 13'Warmwasser erzeugt Die in das Niedertemperaturtrocknungssystem 2 bzw die thermischen Behandlungssysteme 7, 8 rückgeführte trockene Luft kann mittels Temperaturregler 21, 21'eingestellt werden. Diese Temperaturregler sind idealerweise mit Wärmetauschern gekoppelt.
Die Wärmetauschersysteme 9 können auch zwischen den beiden Abgasreinigungssystemen 10,11 angeordnet sein. Die Anordnung richtet sich beispielsweise nach einer notwendigen Abkühlung des Abgasstromes N vor seiner Zuführung in das verwendete Reinigungssystem.
Aus dem System austretende Abgase werden über den Kamin 12 mittels der Stoffströme B4 [Wasser] und C4 [Luft] nach draussen geführt.
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<tb>
<tb> I----STOFFSTRÖME <SEP> EQUIPMENT
<tb> A <SEP> Schlemm-INPUT, <SEP> trocken <SEP> 1 <SEP> Nassschlammpufler <SEP> 13 <SEP> Warmwassererzeugung
<tb> B <SEP> Wasser-INPUT, <SEP> gesamt <SEP> 2 <SEP> Trocknung <SEP> 14 <SEP> Wärmetsuscher
<tb> C <SEP> Ltrft-INPUT, <SEP> gesamt <SEP> 3 <SEP> Pufler <SEP> 15 <SEP> Stromerzeugung
<tb> D <SEP> Zugabe <SEP> Sorptionsmittel <SEP> 4 <SEP> Fördensystem <SEP> 16 <SEP> wasserpekühlte <SEP> Förderschnecke
<tb> E <SEP> Energlenutzung <SEP> 5 <SEP> Pufler <SEP> 17 <SEP> Austragvorrichtung <SEP> für <SEP> Staub
<tb> F <SEP> Erdgas <SEP> 6 <SEP> Substitution <SEP> 18 <SEP> Betüftungssystem
<tb> G <SEP> Faulgas <SEP> (optional)
<SEP> 7 <SEP> 1 <SEP> themischer <SEP> Betrandlungsschritt
<tb> H <SEP> Wärmeträgermedium <SEP> 8 <SEP> 2 <SEP> thermischer <SEP> Behandlungsschritt <SEP> 19 <SEP> Klänwasserbecken
<tb> I <SEP>
<tb> Auftrennung <SEP> der <SEP> Abgase
<tb> J <SEP> Warmwasser <SEP> für <SEP> EXTERNE <SEP> Zwecke <SEP> 10 <SEP> prlmere <SEP> Abgasreingung <SEP> 21 <SEP> Wärmetauscher <SEP> mit
<tb> WarmwTemperaturregelung
<tb> K <SEP> Strom <SEP> 11 <SEP> sekundäre <SEP> Abgasreingung
<tb> L <SEP> Wassereindüsung <SEP> 12 <SEP> Kamm
<tb> M <SEP> aufgetrennte <SEP> Abgaskomponenten
<tb> N <SEP> Abgas
<tb> X <SEP> Subströme <SEP> bzw. <SEP> Ausschleusung <SEP> aus
<tb> 1,2,3,4 <SEP> Process <SEP> LEGENDE
<tb>
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The invention relates to a method for processing biogenic residues, in particular sludges, preferably in the area of a sewage treatment plant, and to a device for carrying out the method with devices for drying and burning the biogenic residues.
As is known, sludges from municipal wastewater treatment plants or industrial plants are processed on a large scale at centrally set up locations for reuse or converted into product gas, for example. The sometimes high proportion of biogenic residues in the sludge makes it very difficult to use them. Added substitution substances for stabilization generally only increase the amount of waste to be disposed of. The disposal itself is limited in terms of quantity, both in landfill and in agriculture, where in particular the pollutants contained in the sludge and the trend towards organic farming prevent its use.
In the known methods, the material is generally dried at higher temperatures for subsequent use in incinerators. The drying exhaust air is odor-laden due to the operating conditions, which also leads to combustion. Thus, the moisture initially removed from the process is added again, which leads to the total process - from the point of view of the energy balance - ad absurdum.
As a rule, high transport costs are incurred for the transport of the sludge to the centrally installed plants.
A major disadvantage of the known methods for drying the sludge with subsequent thermal treatment is, in particular, that the exhaust air generated during drying is carried out due to the accumulation of pollutants in the combustion. In contrast to the hoped-for effect of supporting the combustion in terms of energy technology, the drying step is carried out here absurdly, since the water is only apparently removed from the process because it now has to be heated or evaporated again during the combustion.
For example, AT 406 509 B describes a process for drying and burning sludge, in particular sewage sludge, using a fluid bed dryer. This is heated with exhaust air from the combustion. The exhaust air from the dryer, enriched with water, is returned to the combustion. To evaporate them completely, the same amount of energy is required as without drying.
In addition, the quick and warm drying, mostly in fluidized bed dryers, causes a not inconsiderable odor nuisance. In order to keep them as far as possible, the resulting gases must be treated further.
Processes that work with thermal disruption of the cells, generally with high-pressure dewatering and pyrolysis, also require a large amount of energy for heating. Furthermore, these methods also have the problem of odor formation and therefore do not constitute a solution either.
Processes that only provide for the drying of the input material do not offer any material that can be reused or landfilled (according to the Landfill Ordinance from 2004), even if a good portion of the water is withdrawn.
Finally, even known treatments of sludge at temperatures up to about 600 C cannot offer a solution, since with these processes the complete conversion of hazardous substances, e.g. of medication residues - is not ensured.
The object of the invention is therefore to provide a method which avoids the known disadvantages and provides decentralized processing of biogenic residues, in particular sludges, with complete conversion of the energy content stored in the introduced sludge.
The invention achieves the object with the aid of a method, characterized by the following method steps: - Collecting biogenic residues with a variable dry matter content followed by
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substances that allow energy self-sufficient combustion, - discharge only the amount of water evaporated during drying with the moist air stream, without releasing free-volatile compounds to avoid odors.
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Primary intermediate storage of the dried goods, in particular to compensate for different drying stages Secondary intermediate storage of the dried goods for buffering,
Thermal treatment of the goods and, if appropriate, substitution substances in preferably several successive thermal treatment steps, - discharge of combustion products from optionally each of the thermal treatment steps
Cleaning of the material flows resulting from the thermal treatment by means of a primary and a secondary cleaning step, the material flow being filtered in the primary cleaning step, in particular by means of dust separation, and the material flow being subjected to sorption in the secondary cleaning step,
Energy recovery from all material flows from the process, especially by transferring the energy to a heat transfer medium.
The process offers an energetically efficient, sustainable and decentralized treatment of biogenic residues. The energy required to carry out the process is completely covered by energy recovery. Excess energy is used internally or externally. The process is particularly suitable for use in municipal wastewater treatment plants with the formation of synergies.
Since the process processes sludge with a variable dry matter content, the sludge dewatering on municipal plants can be operated in an optimized manner and does not have to be driven to the limits of performance.
The process processes slurries of any consistency. It is also possible to mix different sludges - with or without digestion or with industrial sludge.
Due to the exclusively aerobic drying in a low temperature range up to max. 600 - 70 C ensures that there is no odor pollution in the environment. No measures need to be taken to avoid them.
Depending on their further use, the biogenic residues are just dried to the extent that their subsequent thermal treatment can take place under energy self-sufficient conditions. The energy gained is used by using waste heat, which means that the entire process and the heat requirements of neighboring operating systems, local heating networks etc. can be covered.
Unnecessary energy inputs are avoided. The maximum driven temperature is determined depending on the pollutants contained in the sludge and their release temperatures.
The amount of water evaporated is discharged directly into the environment when the "cold" drying is used. In contrast, the known "hot" drying generally returns the evaporated water to the burner after a condensation step, where it is evaporated again. The "cold" drying also avoids any release of volatile compounds. Only water is extracted from the system and therefore no odor is formed.
Drying is advantageously carried out with the addition of fresh air or else by supplying heat below the aforementioned temperature range.
If necessary, the sludge is aerobically stabilized.
After drying, the material is placed in a primary intermediate storage, in particular to compensate for drying steps of different speeds and, if necessary, to homogenize the material after drying. The compensation is necessary because other biogenic residues such as green waste or sludge can also be added in this process step. These did not go through the drying process, but are added undried here.
The material is buffered in the secondary intermediate storage in order to counteract, for example, conveyor problems when transporting the material from the primary storage to the buffer storage. This creates material reserves, which ensures that the process runs continuously over a longer period of time even if material supply fails.
The thermal treatment, which is carried out in several steps, enables the process to be individually tailored to different moisture contents of the material to be treated, as well as a complete decomposition of any pollutants. From each of the thermal treatment
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Depending on the further use of the resulting product, material can be removed.
The energy recovery essentially consists of a heat exchanger, whereby the utilization of the energy from the hot exhaust gases is used for hot water and / or electricity generation.
The resulting exhaust gas is treated separately. On the one hand, the particles are filtered out of the exhaust gas flow, and on the other hand sorption of the pollutants which may be present in the exhaust gas flow.
Depending on the composition of the pollutants brought in by the sludge, a dry, wet or semi-dry process is used.
According to a further feature of the invention, wet sludge or pre-dewatered sludge is used as the input material, and the dry matter content can be between 2% and 35%.
According to the invention, it is also provided that the dry air required for drying the biogenic residues is preheated by the waste heat from the thermal treatment steps.
The air flow required for drying is preheated by the waste heat from the thermal treatment. The drying can thus be operated optimally in terms of energy. The preheated and dry air introduced into the drying process is then discharged together with the resulting water flow as a moist air flow and released into the environment.
According to a further feature of the invention, it is provided that the thermal treatment of the biogenic residues takes place without additional external energy supply.
Another feature of the invention is that the dewatering of the biogenic residues takes place at most until a subordinate energy self-sufficient thermal recycling is carried out. The point is to carry out the drying only up to the state from which the thermal treatment can already take place without the additional supply of external energy.
However, the setting of available energy at the end of the process can also be varied by any setting beyond the stated amount of dry matter.
According to the method, it is also provided that the material is homogenized in the primary intermediate storage, that additional biogenic material is added to the primary intermediate storage and that dried biogenic residues are removed from the primary intermediate storage and used for external use.
A further characteristic of the invention is that the thermal treatment comprises at least one primary and one secondary thermal treatment step, and that substitution substances are added before the primary thermal treatment.
Another feature of the invention provides that substitution substances are added directly to the primary thermal treatment and that the goods are sterilized in at least one of the thermal treatment steps.
Another feature of the invention is that the following agents are provided for the sorption in the second cleaning step, for example: lime, sodium carbonate, white lime hydrate, activated carbon, soda, sorbalite.
According to a further feature of the invention, it is provided that water from the clarifier is used for exhaust gas purification, the material flows for sorption being conducted through the waste water basin of the clarifier. This cleans the material flows.
Another feature of the invention is that treated wastewater is injected into the material flow.
Sewage treatment plant water is used in both cases instead of plant water.
Using existing resources saves costs.
Another feature of the invention is that the exhaust gas purification is carried out by separating the material flow into its components. The components can then be processed further. For example, the remaining C; ; Hy can be used for fuel cells.
The invention also provides that the energy of the exhaust gases is supplied to one or more heat exchangers for the optional generation of electricity or hot water and that the hot water is provided for heating the drying and combustion air.
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A final feature of the invention is that the hot water is used to set up a decentralized heating network. District heating or local heating network can advantageously be fed in this way.
The device according to the invention is characterized in that the drying device is preceded by a wet sludge storage device, that the drying device has a max. 600 - 700 C working low temperature drying system is that storage units are provided for the intermediate storage of the dried biogenic residues, that a transport system for the dried biogenic residues is provided between the storage units, that the thermal treatment system comprises two separate thermal treatment zones that the heat treatment system for the heat exchanger systems Recording and further use of the energy withdrawn and / or released from the system are connected downstream, and that at least one first cleaning system,
a dust separator is preferably provided for a first cleaning of the flue gas and a second cleaning system for further exhaust gas cleaning.
According to a further embodiment of the invention, it is provided that the drying system is a cold air or fresh air dryer or a solar dryer or consists of drying fields.
According to the invention, devices are also provided for discharging the moist air and the water flow from the drying system.
Another feature of the invention is that the primary storage unit for intermediate storage is a homogenization store and that the secondary storage unit is a buffer store for ensuring a continuous thermal treatment.
The material transport between the two stores can be done manually or automatically. Depending on the funding method selected, homogenization can be controlled.
According to another feature of the invention, it is provided that the primary storage unit comprises a feed device for further biogenic residues. These can be green waste or mud, for example.
According to a further feature of the invention, the primary storage unit also has a device for discharging the material. Sludge discharged in this phase can, for example, be brought to further use in caloric power plants or cement factories, depending on the degree of homogenization.
Another feature of the invention is that a supply for substitute substances is provided between the secondary storage unit and the thermal treatment system. These substitution substances can be green waste or screenings from the sewage treatment plant. However, substances for sterilization can also be added, or steps specially tailored to the thermal treatment can be used.
According to a further feature of the invention, the thermal treatment system is operated with natural gas and / or fermentation gas. The burners of the thermal system are designed for both natural gas and fermentation gas. The use of fermentation gas is particularly advisable if there is a large amount of fermentation gas due to the plant, which leads to an optimization of the energy balance of the plant.
If the amount of fermentation gas is insufficient, or technical faults lead to a lack of fermentation gas, the burners can work with natural gas. The use of natural gas thus serves plant security.
According to a further feature of the invention, it is provided that the thermal treatment system comprises a device for discharging ash, which is preferably a water-cooled screw conveyor.
According to the invention, the hot exhaust gases discharged from the thermal treatment system first pass through a dust separator, preferably ceramic filter candles, hot gas filters, hot gas cyclones, electrostatic filters, coated filter cloths or other thermally stable materials suitable for filtering, a discharge device for the dust being provided.
According to another feature of the invention, it is provided that the exhaust gas cleaning comprises an aeration system leading the exhaust gases into the clarification water basin. It is important to check that the cleaning capacity of the sewage treatment plant is not affected.
A further feature of the invention is that the exhaust gas purification system comprises a spraying system guiding sewage water into the exhaust gas stream.
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In any case, the use of sewage treatment plant water instead of general process water results in cost savings through the use of the available resources.
Furthermore, the invention provides that the exhaust gas cleaning comprises a device for separating the exhaust gas into its components.
Another feature of the invention is that devices for forwarding heat transfer media to the leather temperature drying system and the thermal treatment system are provided and that the device for forwarding heat to the low-temperature drying system and to the thermal treatment system is provided with a temperature control. This provides continuous support for drying and internal reuse of excess heat. Ideally, the temperature control is designed in combination with a heat exchanger. Both the low-temperature drying system and the thermal treatment system are supplied with dried, preheated air only.
If no additional energy is required, especially in the low-temperature drying system, the energy is either driven outside or returned to the cycle.
The invention also has the feature that a combined heat and power plant is provided for the combined generation of electricity and hot water, that the combined heat and power plant is a system based on the ORC process, and that the power generation unit of the combined heat and power system is a micro gas turbine. It can also be used to operate a steam piston engine, a steam screw motor or a steam turbine.
A Stirling engine can also be used here.
According to a final feature of the invention, a device for transporting hot water to a device for hot water utilization, preferably a decentralized heating network, is also provided.
The heat exchanger can also generate hot water without going through a carrier medium.
The type of further use of the energy obtained from the hot exhaust gases depends in particular on the size of the installation and the resulting energy content of the exhaust gases, as well as on the location of the installation. If there is a great need for water for the heating system's internal heating purposes, for example for the digestion tower, the temperature of the pool water or the company building, or for the construction of a district heating network for local supply, pure hot water production should be selected. The variant of a coupled electricity and hot water generation is particularly suitable for the self-provision of the plant. Possible systems for combined heat and power as described above.
The invention will now be described in more detail below using an exemplary embodiment with the aid of the attached drawing.
Show it
Fig. 1 is a schematic representation of the device according to the invention;
Fig. 2 is a schematic representation of a detail according to Fig. 1 and
3 shows a further schematic illustration of a detail according to FIG. 1.
Wet sludge consisting of dry sludge A and supplied water B is fed to the wet sludge storage 1 and temporarily stored therein. In principle, the wet sludge storage can accept sludges of any consistency. Mixing sludges of different consistency is also provided.
The sludge is fed from the wet sludge storage 1 for drying. The drying takes place by means of a low temperature drying system 2, which the sludge in an environment of max. 60 - 700 C dries slowly under aerobic conditions. The drying system 2 has a modular structure. The drying capacity can be expanded as well as an adaptation for wet sludge with a higher water content. The air required for drying is preheated by the waste heat from the thermal treatment system 7, 8 and fed to the drying system. Water B1 is discharged from the low-temperature drying system 2 from the supplied wet sludge stream. The dried sludge is passed on to the primary storage 3.
The dry and preheated air C1 introduced into the drying system 2 is discharged together with the water stream B1 as a moist air stream from the drying system 2 and released into the environment. The drying system 2 is a solar dryer or
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well-known cold air or circulating air dryer or a drying field that can be expanded as required. In the drying system 2, the drying is carried out only to the extent that the following thermal treatment can take place largely self-sufficiently in terms of energy.
The sludge passed on from the low-temperature drying system 2 into the primary intermediate store 3 is temporarily stored here. If necessary, other biogenic residues such as green waste or sludge of a different consistency are added. The sludge can also be discharged from the primary intermediate storage 3 in the sludge stream A1. Sludge discharged here is used, for example, in caloric power plants or cement factories.
From the primary buffer 3, the sludge reaches the secondary buffer 5 via a conveyor system 4. The secondary buffer 5, which functions as a buffer, serves to compensate for difficulties in conveying technology. A device 6 for adding substitution substances is provided on the conveyor path between the secondary buffer store 5 and the primary thermal treatment system 7. The addition can optionally take place before or into the primary thermal treatment system 7. The primary thermal treatment system 7 reacts flexibly to different levels of moisture in the sludge to be incinerated. The air volume flow C2 introduced into the thermal treatment zone is preheated by means of energy recovery from the hot exhaust gases before it enters. Furthermore, hot ash A2 is discharged from the thermal treatment zone.
The energy contained therein is dissipated via the water flow B2 of a water-cooled screw conveyor 16. The energy gained from cooling the ashes can also remain in the system and be passed on with EEIN.
In the secondary thermal treatment system 8 there is a complete decomposition or
Gasification of the materials pretreated in the primary thermal treatment zone 7 at at least 8500 C. The burners of both the primary and the secondary thermal treatment system 7, 8 are designed for fermentation gas G and natural gas F.
The exhaust gases ideally reach the energy recovery 9 from the secondary thermal treatment system 8 in order to achieve the highest possible efficiency.
The exhaust gas cleaning system 10, 11 connects to this. The exhaust gas is cleaned in several cleaning stages. A dust separator 10 made of thermally resistant material, preferably ceramic filter cartridges, is used as the first stage. It separates the A3 dust stream from the exhaust gas and takes it out of the system. A discharge device 17 is provided for the dust, the design of which takes into account in particular the easy flightability of the dust. Heat can in turn be dissipated outside via current B3 or remain in the system through EEIN. The dust separator for a first cleaning of the flue gas can also be a hot gas filter, hot gas cyclone or coated filter cloths instead of the ceramic filter cartridges used.
The exhaust gas stream is passed on from the dust separator 10 into a device 11 for sorption.
3 shows various embodiments of the second cleaning system 11.
The hot exhaust gas flow N goes through the following options: - a dry sorption process, in which dry sorbent D, e.g. lime, is added - a semi-dry process, with both soft and dry sorbent D, e.g. lime with activated carbon, in conjunction with injected wash water L. , e.g. industrial water or
Sewage water is added. There is no waste water because the washing water evaporates.
- Exhaust gas cleaning in the sewage water basin. Via ventilation systems 18, the exhaust gas is in the
Sewage water tank 19 passed. The pollutants contained in the exhaust gas are thereby
Sewage water added.
- As a fourth variant, a device 20 is provided for separating the exhaust gas into its components M.
The energy recovery 9 is finally shown in detail in FIG. 2. The energy flow of the hot exhaust gases entering the heat exchanger 14 is in variant 1 in the form of pure hot water production 13 and in variant 2 in the form of a coupled power generation.
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AT 411 254 Bung 15 and hot water generation 13 'shown.
The material flows show that the energy of the hot exhaust gases is transferred to a heat transfer medium H in the heat exchanger 14. In variant 1, the heat transfer medium is used for hot water production J for external use and for hot water production I for internal purposes, such as heating drying air or combustion air.
In variant 2, electricity is first produced in 15 and then in 13 'hot water. The dry air returned to the low-temperature drying system 2 or the thermal treatment systems 7, 8 can be adjusted by means of temperature controllers 21, 21'. These temperature controllers are ideally coupled to heat exchangers.
The heat exchanger systems 9 can also be arranged between the two exhaust gas purification systems 10, 11. The arrangement depends, for example, on a necessary cooling of the exhaust gas stream N before it is fed into the cleaning system used.
Exhaust gases emerging from the system are led outside via the chimney 12 by means of the material flows B4 [water] and C4 [air].
EMI7.1
EMI7.2
EMI7.3
<Tb>
<tb> I ---- FABRIC FLOWS <SEP> EQUIPMENT
<tb> A <SEP> Schlemm-INPUT, <SEP> dry <SEP> 1 <SEP> wet sludge buffer <SEP> 13 <SEP> hot water generation
<tb> B <SEP> water INPUT, <SEP> total <SEP> 2 <SEP> drying <SEP> 14 <SEP> heat washer
<tb> C <SEP> Ltrft-INPUT, <SEP> total <SEP> 3 <SEP> Pufler <SEP> 15 <SEP> power generation
<tb> D <SEP> addition <SEP> sorbent <SEP> 4 <SEP> conveyor system <SEP> 16 <SEP> water-cooled <SEP> screw conveyor
<tb> E <SEP> energy use <SEP> 5 <SEP> pufler <SEP> 17 <SEP> discharge device <SEP> for <SEP> dust
<tb> F <SEP> natural gas <SEP> 6 <SEP> substitution <SEP> 18 <SEP> ventilation system
<tb> G <SEP> digester gas <SEP> (optional)
<SEP> 7 <SEP> 1 <SEP> thematic <SEP> treatment step
<tb> H <SEP> heat transfer medium <SEP> 8 <SEP> 2 <SEP> thermal <SEP> treatment step <SEP> 19 <SEP> sewage pool
<tb> I <SEP>
<tb> Separation <SEP> of the <SEP> exhaust gases
<tb> J <SEP> hot water <SEP> for <SEP> EXTERNAL <SEP> purposes <SEP> 10 <SEP> plummer <SEP> exhaust gas cleaning <SEP> 21 <SEP> heat exchanger <SEP> with
<tb> Warm temperature control
<tb> K <SEP> current <SEP> 11 <SEP> secondary <SEP> exhaust gas cleaning
<tb> L <SEP> water injection <SEP> 12 <SEP> comb
<tb> M <SEP> separated <SEP> exhaust gas components
<tb> N <SEP> exhaust gas
<tb> X <SEP> substrates <SEP> or <SEP> discharge <SEP>
<tb> 1,2,3,4 <SEP> Process <SEP> LEGEND
<Tb>