VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ENTWASSERN VON

SCHLÄMMEN

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entwässern von Schlämmen, insbesondere aus Kläranlagen, gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 21. Verfahren und Vorrichtungen dieser Art sind durch offenkundige Vorbenutzung bekannt.

Bei bekannten Verfahren zum Entwässern von Klärschlamm wird der Schlamm mittels einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge, einer Kammerfϊlterpresse oder einer Siebbandpressc mechanisch auf etwa 25 bis 35 Gewichts- % Trockensubstanzgehalt entwässert. Um den daraus resultierenden, feuchten und klebrigen, zu Klumpen zusammengebackenen Dickstoff in einem Trockner beispielsweise auf 90 Gewichts- % Trockensubstanzgehalt trocknen zu können, werden gemäß DE 3915 082 Cl die Dickstoffklumpen vorzerkleinert, mit sehr viel Trockenstaub rückgemischt und granuliert, um die sogenannte Leimphase im Dickstoff zu überwinden und den Trockensubstanzgehalt auf etwa 60 Gewichts- % zu erhöhen. Nach Absieben der Grobklumpen wird der resultierende Feststoff mehrfach zwischengelagert und einem Kontakttrockner oder Konvektionstrockner in dosierten Mengen zugeführt. Diese Verfahrensweise hat neben dem enorm vermehrten apparativen Aufwand zur Folge, daß die der Zentrifuge nach¬ geschaltete Trocknungsanlage eine gegenüber der zentrifugierten Dickstoffmenge nahezu verdreifachte bis verfünffachte Materialmeπge verarbeiten muß, was eine

entsprechende Vergrößerung der Baugröße der Trocknungsanlage zur Folge hat. Nachteilig ist ferner, daß durch die Vergrößerung der Materialmenge die gesamte, abzutrennende Feuchtigkeitsmenge bei einem sehr viel niedrigeren Feuchtigkeitsniveau und dadurch mit stark verringerter Trocknungsgeschwin¬ digkeit entfernt werden muß.

Aus der DE-PS 948 497 ist es zum Nachtrocknen des in einer kontinuierlich arbeitenden Sieb-Zentrifuge, beispielsweise einer Schub-Sieb-Zentrifuge, Schnecken-Sieb-Zentrifuge oder Vollmantelzentrifuge, entwässerten, noch feuchten Schleudergutfeststoffes bekannt, eine heißgas-oder heißdampfbetriebene Trocknungsvorrichtung zu verwenden, welche mit der Zentrifuge eine bauliche Einheit bildet. Im Falle einer Schubzentrifuge besteht die Trocknungsvorrichtung aus einem Mantel, welcher zwischen dem Austragsende der Zentrifugentrommel und dem Auffangraum für die Feststoffe angeordnet ist. Der Mantel weist an seinem Anschlußende an die Zentrifugentrommel einen etwa dem Außendurch¬ messer dieser Trommel entsprechenden Innendurchmesser auf und erweitert sich kegelförmig zum Anschlußende an den Auffangraum für die Feststoffe. An seinem Umfang ist der Mantel mit einer Vielzahl gleichmäßig verteilter, spiralförmig angeordneter und zur Mantelachse paralleler Öffnungen versehen, durch welche Heißluft oder Heißdampf über einen Verteiler in den Innenraum des Mantels eingeströmt wird. Der Verteiler wird von einem Ringraum zwischen dem kegelförmigen Mantel und einem den Mantel umgebenden, zylindrischen Gehäuse gebildet. Die eingeströmte Heißluft bzw. der Heißdampf fördert die aus dem Schleuderraum der Schubzentrifuge ausgestoßenen Feststoffe durch das Innere des Mantels und trocknet sie dabei. In ähnlicher Weise arbeitet auch die Vorrichtung nach der DE-PS 36 30 920, bei welcher zusätzlich zur Luftführung innerhalb der Trocknungsvorrichtung verstellbare Leitbleche vorgesehen sind.

Die bekannte Trocknungsvorrichtung ist jedoch nur für kömige, granulatartige Feststoffe vorgesehen, welche nach dem Zentrifugieren nur noch eine geringe Restfeuchtigkeit von etwa 10 bis 15 Gewichts- % aufweisen. Für Dickstoffe aus Schlammzentrifugen mit einem Wasseranteil von 60 bis 85 Gewichts- % ist die bekannte Trocknungsvorrichtung weder vorgesehen noch geeignet. Zudem ist der Durchmesser der zu entwässernden Partikeln bei der bekannten Trocknungsvorrichtung vorgegeben und nicht von Voπichtungsparametern abhängig. Demgegenüber sind die in Schlammzentrifugen erzeugten Dickstoffpartikeln in ihrer Größe ganz wesentlich von Vorrichtungsparametern abhängig, nämlich von der Drehzahl der Zentrifuge, dem Außendurchmesser der Abwurfzone, der Anzahl und der Öffnungsweite der Abwurföffnungen sowie von dem erzielten Entwässerungsgrad. Hinzu kommt, daß die Dickstoffpartikeln aus Schlammzentrifugen im Gegensatz zu kömigen Materialien zur Verklumpung neigen, da der Feuchtigkeitsgehalt mit 60 - 85 Gew.-% entsprechend hoch ist. Schließlich strömt bei den bekannten Trocknungsvorrichtungen das Trocknungsgas im wesentlichen entlang der Innenwand des Mantels und würde daher die von der Zentrifuge abgeworfenen, nassen Dickstoffpartikel erst kurz vor deren Aufprall auf die Trommelinnenwand erfassen, was für einen nennenswerten Feuchtigkeitsentzug der nassen Dickstoffpartikel unzureichend wäre.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Aufwand zur Entwässerung von Schlämmen, insbesondere von Klärschlamm, erheblich zu verringern und dabei den Schritt vom klebrigen, feuchten Dickstoff zum rieselfähigen Feststoff- Granulat praktisch ohne Materialrückmischung durchzuführen.

Die Auigabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 21 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Um den oberflächenfeuchten Dickstoff aus der erfindungsgemäß verwendeten Vollmantel-Zentrifuge möglichst rasch in einen nicht-klebrigen, gut rieselfähigen Feststoff durch Trocknung mit sehr hoher Trockungsgeschwindigkeit zu überführen, muß der klebrige Dickstoff in kleinste Partikel mit sehr hoher spezifischer Oberfläche zerteilt und mit hoher Relativgeschindigkeit einem Trocknungsgas (Heißgas oder Heißdampf) ausgesetzt werden. Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß die mit hoher Geschwindigkeit am Auswurf der Vollmantel-Zentrifuge abgespritzten Dickstoffpartikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 1 mm noch auf ihrer Flugbahn mit hoher Geschwindigkeit von dem Trocknungsgas umspült werden und oberflächlich Feuchtigkeit abgeben, bevor sie auf die Wände der Zentrifuge bzw. eines die Zentrifuge umgebenden oder in deren axialer oder radialer Verlängerung angeordneten Gehäuses aufprallen.

Die Schlamm-Partikelgröße am Dickstoff-Auswurf einer Vollmantel-Zentrifuge ist in erster Linie abhängig von der Umfangsgeschwindigkeit der Zentrifugentrommel und von der Relativgeschwindigkeit zur Trocknungsgasströmung. Der mittlere Durchmesser der Dickstoffpartikel wird umso kleiner, je größer beide Einflußparameter sind. Wie Untersuchungen gezeigt haben, spritzen Vollmantel-Schneckenzentrifugen den entwässerten Dickstoff mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 60 bis 80 m/s ab. Bei Vollmantel-Düsenzentrifugen beträgt die Ab Wurfgeschwindigkeit der entwässerten Dickstoffpartikel etwa 100 m/s. Die bei diesen Abwurfgeschwindigkeiten sich bildenden Partikelgrößen liegen mit ihrem Durchmesser bei etwa 0,5 mm. Bislang wurde diese Feinpartikelbildung am Dickstoffabwurf von Vollmantel- Zentrifugen zur Trocknung des abgeworfenen Dickstoffes nicht ausgenutzt.

Bei den zur Schlammen twässemng verwendeten Vollmanten-Zentrifugen nach dem Stand der Technik sammeln sich die abgespritzten, feuchten Dick¬ stoffpartikel in dem die Zentrifuge umgebenden Gehäuse in Form großer Klumpen, welche dann aufgrund ihres Eigengewichtes in einen Austragsschacht fallen. Demgegenüber werden erfindungsgemäß die mit relativ hoher Umfangsgeschwindigkeit am Auswurf von Vollmantel-Zentrifugen abgeworfenen, feinkörnig dispergierten Dickstoffpartikel durch Zufuhr von Trocknungsgas nahe der Abwurfstelle nachentwässert, wodurch sich eine sehr leistungsfähige Zerstäubungstrocknung mit hoher, volumenbezogener spezifischer Wasserdampfleistung ohne zusätzliche Zerstäubervorrichtung erzielen läßt.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß anstelle einer Vielzahl von Apparaten und Transportgeräten für die Schlamm¬ trocknung ein einzelner, kompakt gebauter Zentrifugen-Zerstäubungstrockner mit sehr hoher spezifischer Trennleistung vorliegt, welcher die schwierigen Trocknungsabschnitte der Leimphase ohne Rückmischung zusätzlicher Stoffe überwindet. Ein gegebenenfalls nachfolgender Endtrockner wird dadurch in der Feuchtigkeitsverdampfung stark entlastet. Weiter ist von Vorteil, daß bereits bestehende Schlammzentrifugen in der Bauweise von Vollmantel-Zentrifugen in erfindungsgemäßer Weise nachgerüstet werden können.

Die Erfindung nutzt erstmalig die vorteilhaften Dispergiereigenschaften einer Vollmantelzentrifuge (worunter eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge, eine Vollmantel-Düsenzentrifuge oder eine Vollmantel-Zentrifuge verstanden wird) als Zerstäubermaschine, so daß erfindungsgemäß einer Schlammzentrifuge anstelle der bisherigen, alleinigen Trennfunktion nunmehr zwei Hauptfunktionen zuge¬ ordnet werden: Zum einen die mechanische Abtrennung von Dickstoff aus der Suspension, und zum anderen die Dispergierung und Zerstäubung des abgetrenn¬ ten Dickstoffes in kleinste Partikel und deren Verteilung und Trocknung durch einen Trocknungsgasstrom. Diese zweite Funktion, nämlich die vorteilhafte

Nutzung der Fein-Dispergiereigenschaften des Dickstoffabwurfes einer Schlamm¬ zentrifuge in der Bauweise einer Vollmantel-Zentrifuge, wurde bisher zu Zwecken der Zerstäubungstrocknung technisch nicht genutzt.

Die Erfindung wird mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Übersicht über eine im offenen Kreislauf betriebene Entwässerungs- und Trocknungsanlage mit einer erfϊndungsgemäß ausgebildeten Entwässerungsvorrichtung, bestehend aus einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge und einem die Zentrifuge umgebenden Trocknungsgehäuse;

Fig. 2 eine schematische Übersicht über eine im Umluftbetrieb gefahrene

Entwässerungs- und Trocknungsanlage mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Entwässenmgsvorrichtung und einem nachge-schalteten Langzeit-Kontakttrockner;

Fig. 3 eine schematische Übersicht über eine im geschlossenen Brüden-

Kreislauf betriebene Entwässerungs- und Trocknungsanlage mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Entwässerungsvorrichtung und einem nachgeschalteten Wirbelschichttrockner;

Fig. 4 eine schematische Übersicht über eine weitere Entwässerungs- und

Trocknungsaniage mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Entwässerungsvorrichtung, einem nachgeschalteten Kontakt-trockner mit Feinststaubrückmischung und einer Abluft- Brüdenwäsche im Zentrat-Abwurf der Entwässerungsvorrichtung;

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Entwässerungsvorrichtung, bestehend aus einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge, einem als Zerstäuberrad wirkenden Dickstoff-Abwurf, einem die Zentrifuge umgebenden Gehäuse mit beheizten Wänden, einem weiteren Einlaß für feinstaubbeladenes Sekundärgas zum Granulieren, einem Mahltrocknungsorgan, einem Flugstromtrockner und einem Abscheidezyklon;

Fig. 6 einen Querschnitt und Fig. 6a einen Teil-Längsschnitt durch ein

Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entwässerungs¬ vorrichtung im Bereich der Dickstoff-Abwurfzone;

Fig. 7 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Entwässerungsvorrichtung mit fliegender Lagerung bei vertikaler Achslage, in deren Trocknungsraum ein Abscheidezyklon integriert ist;

Fig. 8 einen Schnitt durch die Abwurfzone eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Entwässerungsvorrichtung mit speziell gestalteten Abwurföffnungen;

Fig. 9 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Entwässerungsvorrichtung mit kegelförmigen Ablenkflächen für den Feststoffschleier in unmittelbarer Nähe der Abwurföffnungen und mit Stauringen im Trc lungsraum zur Steuerung der Verweilzeit der Dickstoffpartikeln;

Fig.10 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Eπtwässerungsvorrichtung mit Weichen im Trocknungsraum zur Klassierung der Dickstoffpartikeln;

Fig.11 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 10, und

Fig. 12 einen Längsschnitt durch das austragseitige konische Ende eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Entwässerungsvorrichtung mit einer Transportschnecke, deren Wendel vor der Dickstoffabwurfkante eine verringerte Steigung aufweist.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Anlage mit einer erfindungsgemäßen Entwässerungsvorrichtung dargestellt, welche im offenen Trocknungsgaskreislauf betrieben wird. Die Entwässerungsvorrichtung weist eine Vollmantel- Schneckenzentrifuge 1 auf, welche in bekannter Weise eine drehbar gelagerte Trommel umfaßt, in welcher eine rotierende Schnecke gelagert ist. Zum austragseitigen axialen Ende hin weist die Trommel eine konusförmige Verengung auf, an deren Ende sich eine Abwurfzone 7 mit einer oder mehreren Abwurföffnungen befinden. Die Trommel wird mit geringerer Drehzahl als die Schnecke, jedoch in gleicher Drehrichtung angetrieben, wobei die geringfügige Drehzahldifferenz zwischen Trommel und Schnecke beliebig einstellbar ist und sich entsprechend der Feststoffbelastung der Zentrifuge anpaßt. Der Antrieb von Trommel und Schnecke kann elektrisch oder hydraulisch, gegebenenfalls unter Verwendung von Getriebemitteln, erfolgen. Der dargestellten Vollmantel- Schneckenzentrifuge 1 wird Schlamm 2, beispielsweise Klärschlamm, sowie ein Flockungsmittel 3 über Pumpen 4 und 5 zugeführt. Der Schlamm besteht beispielsweise aus 96 Gewichts- % Wasser und 4 Gewichts- % Feststoff, wobei

der Feststoff durch das Flockungsmittel ( Polyelektrolyte) geflockt wird. Durch die Zentrifugalkraft setzen sich im Klärraum 6 der Zentrifuge 1 die schwebenden Feststoffteilchen des zugeführten Schlammes 2 an der Trommelwandung ab und werden durch die Schnecke innerhalb der Trommel zu den Abwurföffnungen der Abwurfzone 7 transportiert, wo sie von der Schnecke als Dickstoff 10 in Form von Partikeln mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 0, 1 bis etwa 1mm aus der rotierenden Trommel mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 - 80 m/s ausgeworfen werden. Der Dickstoff 10 besteht beispielsweise aus etwa 35 Gewichts- % Feststoff und etwa 65 Gewichts- % Wasser. Das abgetrennte Zentrat 8 strömt durch Rücklaufkanäle, die am Schneckenkörper befestigt sind, oder unmittelbar im Schneckenkanal entgegengesetzt zur Austragsrichtung des Feststoffs zurück zur Eintrittsseite der Zentrifuge und wird über ein dort angebrachtes Wehr 9 aufgestaut. Das über das Wehr 9 übertretende Zentrat 8 fließt über eine Zentratschurre aus der rotierenden Zentrifugen trommel ab. Der ausgeworfene Dickstoff 10 wird in ein die Zentrifugentrommel umgebendes, feststehendes Gehäuse 11 in feindispergierten Partikeln als Dickstoffschleier zerstäubt. In das Gehäuse 11 strömt frisches Trocknungsgas 12 mit einer Temperatur im Bereich zwischen 150 und 500 °C, beispielsweise in tangentialer Richtung, umspült den zerstäubten Dickstoffschleier und trägt ihn beispielsweise in Spiralbahnen im Raum zwischen dem rotierenden Trommelmantel der Zentrifuge 1 und dem Gehäuse 11 bis zum tangentialen Austritt 13 aus dem Gehäuse 11. Der dispergierte Dickstoff 10 passiert auf dem Weg zum Austritt 13 eine Mahlzone 14, in welcher Agglomerate zerkleinert werden und aufreißen. Durch den gleichzeitigen Mahl- und Trocknungsvorgang in der Zone 14 werden Anlagerungen von Dickstoffpartikeln an den Wänden des Gehäuses 11 verhindert und die Trocknungsgeschwindigkeit insbesondere der größeren dispergierten Dickstoffpartikeln stark erhöht. Beispielsweise läßt sich der Wassergehalt der Dickstoffpartikeln auf diese Weise auf etwa 35 Gewichts- % reduzieren.

Das mit vorgetrockneten Dickstoffpartikeln beladene Trocknungsgas 15 strömt in einer Leitung zum Feststoffabscheider 16, welcher als Zyklon, Faserfilter oder dergleichen ausgebildet ist, und wird dort in Gas und Feststoffhaufwerk 17 getrennt. Das abgetrennte Feststoffhaufwerk 17 besteht aus rieselfähigem Feststoff und wird über eine Zellenradschleuse 18 aus dem Abscheider 16 ausgetragen, von wo es einer Deponie, einer nachgeschalteten Trocknung, einer Verbrennung oder einer anderen Nachbehandlung zugeführt wird. Das im Feststoffabscheider 16 abgetrennte, feuchte Gas wird mittels eines Umluftgebläses 19 komprimiert. Über eine nicht näher dargestellte Weiche wird ein Teil 20 des feuchten, komprimierten Gases aus dem Gaskreislauf genommen und mit Hilfe eines Frischluftgebläses 21 durch trockene Luft ersetzt. Ein Heizregister 22 oder ein Brenner erhöht die Temperatur des Luftgemisches wieder auf die gewünschte Temperatur des heißen Trocknungsgases 12, das dem Gehäuse 11 wieder zugeführt wird.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Anlage aus einer erfindungsgemäßen Entwässerungsvorrichtung und einem nachgeschalteten Langzeit-Kontakttrockner im Umluftbetrieb dargestellt. Die Anlagenteile 1 bis 11 sind in ihrer Funktion und in ihrem apparativen Aufbau ähnlich denen in Fig. 1. Das mit vorgetrockneten Dickstoffpartikeln beladene Trocknungsgas 15 wird im Feststoffabscheider 16 entstaubt, als feuchtes Gas im Umluftgebläse 19 komprimiert, im Heizregister 22 aufgeheizt, im Mischer 23 mit feinstaubbeladener, trockener Frischluft 24 gemischt und als staubbeladenes, heißes Trocknungsgas 25 wieder in das Gehäuse 11 mit hoher Strömungs¬ geschwindigkeit eingeblasen. Der Feinststaubanteii der Frischluft 24 umhüllt die dispergierten, feuchten und klebrigen Dickstoffpartikel 10 und setzt deren Neigung zur Anbackung an den Wänden des Gehäuses 11 herab, die zusätzlich durch nicht dargestellte Kratz- oder Klopfwerkzeuge gereinigt werden können. Das vom Abscheider 16 ausgetragene vorgetrocknete Feststoffhaufwerk 17 wird

in den (beispielsweise als Scheibenkontakttrockner ausgeführten) Langzeit- Kontakttrockner 27 über die Zellenradschleuse 18 zudosiert und verläßt den Trockner 27 als Granulat-Staub-Gemisch 28 mit beispielsweise 95 Gewichts- % Trockensubstanzgehalt. In einem anschließenden pneumatischen Luftstrahlsieb 29 wird der Staub des Gemisches 28 von der durchgeblasenen Frischluft 30 mitgerissen. Femer wird mit den aus dem Trockner 27 abgesaugten Brüden 31 ebenfalls Feinststaub mitgerissen. Die Brüden 31 werden zusammen mit der hinter dem Umluftgebläse 19 abgezweigten, feuchten Abluft 20 einem Schlauchfilter 32 zugeführt. Der im Schlauchfilter 32 abgefilterte Feinststaub 33 wird der staubbeladenen Frischluft am Ausgang des Luftstrahlsiebes 29 zugemischt und vom Gebläse 21 als feinstaubbeladene, trockene Frischluft 24 der in 22 aufgeheizten Umluft im Mischer 23 zugerührt. Die entstaubte, feuchte Abluft 34 am Ausgang des Schlauchfilters 32 wird im Kühler 35 durch Abkühlung kondensiert, wobei das resultierende Kondensat 36 der Kläranlage wieder zugeführt und die entfeuchtete Abluft 37 durch ein Gebläse 38 abgesaugt wird.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Anlage aus einer erfindungsgemäßen Entwässerungsvorrichtung und einem nachgeschalteten Wirbelschichttrockner 43 im geschlossenen Brüdenkreislauf dargestellt. Die Anlagenteile 1 bis 11, 22 und 35 sind ähnlich wie in Figuren 1 und 2 ausgeführt. Anstelle von heißem Trocknungsgas wird als feuchtigkeitsaufnehmendes Medium überhitzter Dampf im Kreislauf geführt. Der mit vorgetrockneten Dickstoffpartikeln beladene Dampf 41 am Ausgang des Gehäuses 11 ist noch nicht gesättigt und wird im Feststoffabscheider (Zyklon) 16 entstaubt sowie durch das Gebläse 42 in den Wirbelschichttrockner 43 gepreßt. Am Ausgang des Trockners 43 tritt nahezu gesättigter Dampf 44 aus. Der Staub aus dem Sattdampf 44 wird in einem Entstaubungszyklon 47 abgeschieden. Ein Teil 45 des entstaubten Sattdampfes wird in einem Kondensator 35 völlig

niedergeschlagen und als Kondensat 36 abgeführt. Der restliche Teil 40 des Sattdampfes 44 wird über ein Gebläse 19 dem Heizregister 22 zugeführt, welches den Sattdampf auf die für den Frischdampf erforderliche Temparatur überhitzt. Der überhitzte Frischdampf wird anschließend dem Gehäuse 11 zugeführt. Die von dem Dampf am Ausgang des Gehäuses 11 mitgeführten, vorgetrockneten Dickstoffpartikeln werden im Abscheider 16 über die Zellenradschleuse 18 ausgetragen und als vorgetrocknetes Krümel-Feststoffhaufwerk 17 mit einem Wasseranteil von beispielsweise etwa 35 Gewichts- % dem Wirbelschichttrockner 43 stetig zudosiert. Der getrocknete Feststoff 28 verläßt den Wirbelschicht¬ trockner 43 nach längerer Verweilzeit durch einen Feststoff-Überlauf 46.

Die Kombination einer erfindungsgemäßen Entwässerungsvorrichtung mit einem nachgeschalteten Wirbelschichttrockner kann auch im Inertgas-Kreislauf oder im offenen Frischluft-Umluft-Kreislauf betrieben werden.

In Fig. 4 ist ein Anlagenschema mit einem Ausfühmngsbeispiel einer Anlage mit einer erfindungsgemäßen Entwässerungsvorrichtung gezeigt, welche den dispergierten Dickstoff 10 vor einem Kontakt-Scheibentrockner 27 im offenen Umluftbetrieb vortrocknet. Gegenüber Fig. 2 besteht die Besonderheit dieses Beispiels darin, daß die Abluft 20 aus dem Feststoffabscheider 16 und dem Kontakt-Scheibentrockner 27 durch eine Brüdenwäsche 49 von Reststaub und Geruchsstoffen befreit wird. Wie sich aus dem anhand von Fig. 1 erläuterten Bauprinzip einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge ergibt, wird das abgetrennte 2_entrat 9 von der Zentrifuge 1 aufgrund der sehr hohen Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 1 an der Eintrittsseite in Form eines Flüssigkeits-Nebelschleiers abgesprüht, der sich in einem geeigneten Flüssigkeitsgehäuse 50 sehr vorteilhaft als Gaswäscher für die Abluft nutzen läßt. Obwohl die Mengen des abgesprühten Zentrats 9 sehr groß sind, können zur Intensivierung des Sprühnebels 51 und zur Steigerung der Reinigungsleistung die abgesprühten Zentratmengen durch eine

Umwälzpumpe 52 oder durch Zusatz von Brauchwasser vergrößert werden. Das aus der zentrifugalen Flüssigkeitsabtrennung resultierende, relativ feststoffreie Zentrat 9 wird durch die Abluftreinigung nur geringfügig mit ausgewaschenen Staub- und Geruchsstoffen befrachtet und fließt als verunreinigte Flüssigkeit 53 beispielsweise in die nicht dargestellte Kläranlage zurück. Ähnlich wie im Falle von Fig. 1 wird das mit Dickstoffpartikeln beladene Trocknungsgas 15 im Feststoffabscheider 16 entstaubt, als feuchtes Gas im Umluftgebläse 19 komprimiert, im Heizregister 22 aufgeheizt und als heißes Trocknungsgas wieder in das Gehäuse 11 eingeblasen. Das von der Zellenradschleuse 18 ausgetragene Feststoffhaufwerk wird wie in Fig. 2 einem Langzeit-Kontakttrockner 27 zudosiert und verläßt den Trockner 27 als Granulat-Staub-Gemisch 28. Der in dem anschließenden Luftstrahlsieb 29 von der Frischluft 30 mitgerissene, trockene Feinststaub des Gemisches 28 wird im Zyklon 55 abgeschieden und dem Trockner 27 an geeigneter Stelle 57 über die Zellenradschleuse 56 kontinuierlich rückgemischt. Die trockene Abluft des Zyklon 55 wird der Abluft des Abscheiders 16 zugemischt. Ein Teil 20 der Abluft des Abscheiders 16 wird den aus dem Trockner 27 abgesaugten Brüden zugemischt. Die auf diese Weise mit Luft angereicherten Brüden werden über ein Gebläse 38 in das Flüssigkeitsgehäuse 50 eingeblasen, wo sie ebenso wie die Abluft 20 des Abscheiders 16 von Geruchsstoffen befreit werden. Die übrigen Anlagenteile haben die gleichen Bezugszeichen und Funktionen wie in Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben. Anstelle eines Scheibentrockners kann als Trockner 27 auch jeder andere geeignete Kontakttrockner der Entwässerungsvorrichtung 1, 11 nachgeschaltet werden.

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Entwässerungsvorrichtung im schematischen Längsschnitt. Die Teile 1 bis 14 sind in ihrer Funktion den mit jeweils den gleichen Bezugszeichen versehenen Teilen in Fig. 1 ähnlich. Die Abwurfzone 7 der Zentrifugentrommel lb am axialen, austragseitigen Ende der Transport¬ schnecke la hat sehr viele Abwurföffnungen 59, d. h., eine große Abwurflänge,

um die dispergierten Dickstoffpartikeln im Durchmesser möglichst klein zu halten. Die letzte Wendel der Transportschnecke la kann dabei, wie in Fig. 12 im Detail veranschaulicht ist, mit einer gegenüber der sonstigen Steigung Stl verringerten Steigung St2 versehen werden, um die Abwurflänge nahezu auf den gesamten Umfang der rotierenden Zentrifugentrommel lb zu erstrecken. Im Sinne einer möglichst hohen Umfangsgeschwindigkeit der Auswurfmengen 59 wird der Durchmesser der Abwurfzone 7 und deren Drehzahl möglichst groß gewählt. Des weiteren kann, wie in Fig. 8 näher gezeigt ist, die im Windschatten der Abwurfkante 59a jeder Abwurföffnung 59 liegende, nicht-beschleunigende Kante 59b eine Neigung bezüglich des gestrichelt angedeuteten Zentrifugalkraftvektors V aufweisen, um einen Rückstau von auszuwerfendem Dickstoff an der Kante 59b zu vermeiden. Die Anströmung der in Richtung des Zentrifugalkraftvektors V ausgeworfenen Dickstoffpartikeln durch das im wesentlichen gegensinnig im Trocknungsraum 61 strömende Trocknungsgas 12 ist aus Fig. 8 gut erkennbar. Zur Vermeidung einer Überhitzung der in unmittelbarer Nähe der mechanisch und thermisch hoch belasteten Abwurfzone 7 angebrachten Gleitlager sowohl der Transportschnecke la als auch der Zentrifugentrommel lb kann, wie in Fig. 5 angedeutet ist, eine Kühlung mittels einer Kühlmittelpumpe 73 vorgesehen werden, welche Kühlmittel axial an die rotierenden Teile der Vorrichtung 1 heranführt.

Das Trocknergehäuse 11 wird durch eine Schottwand 80 in einen Einströmraum 79 und einen Trocknungsraum 61 unterteilt. Die Schottwand 80 weist eine kreisförmige Öffnung 81 auf, welche etwa in der Radialebene der Abwurföffnungen 59 liegt und letztere unter Ausbildung eines schmalen Ringspaltes umgibt. In den Einströmraum 79 wird heißes Trocknungsgas 12 über eine Mündungsöffnung 82 an einer Stelle in der Nähe des erwähnten Ringspaltes tangential bezüglich des in den Einströmraum 70 hineinragenden Endes der Zentrifugentrommel lb eingeleitet. Infolge dieser tangentialen Einströmung rotiert das heiße Trocknungsgas in schraubenförmiger Bewegung innerhalb des

Einströmraums 79 und strömt durch den erwähnten Ringspalt in axialer Richtung (bezüglich der Achse des Gehäuses 11) mit einer Geschwindigkeit im Bereich zwischen 20 und 60 m/s in den Trocknungsraum 61. Unmittelbar neben dem erwähnten Ringspalt werden die dispergierten Dickstoffpartikel in Form eines sich radial ausbreitenden Schirms abgeworfen, welche von dem sich in axialer Richtung schraubenförmig bewegenden Trocknungsgas erfaßt, umspült und aus der radialen Bahnebene in Achsrichtung des Gehäuses 11 umgelenkt werden. Auf diese Weise werden die abgeworfenen, dispergierten Dickstoffpartikeln unmittelbar nach ihrem Abwurf noch auf ihrer Flugbahn von dem heißen Trocknungsgas quer zu ihrer Hauptflugrichtung angeströmt und vorgetrocknet. Zur Beeinflussung des Dralls und der Axialbewegung der Trocknungsgas¬ strömung in dem Trocknungsraum 61 können in dem Einströmraum 79 nicht dargestellte Leitklappen oder dergleichen vorgesehen werden.

Die aus der radialen Bahnebene umgelenkten, dispergierten Dickstoffpartikeln durchkreuzen die auf der Zentrifugen-Trommel lb befestigten, mit der Trommel lb rasch rotierenden Mahlorgane 14. Die Mahlorgane 14 sind ebenso wie nicht dargestellte Transport- und Schlägerflügel (die in gleicher Weise wie die Mahlorgane 14 ausgebildet und am Außenumfang der rotierenden Zentrifugen¬ trommel angebracht sind) in der Lage, Dickstoff-Agglomerate zu zerstören und auf diese Weise den Wasserentzug in dem Gehäuse 11 zu beschleunigen.

Da bei größeren Partikeldurchmessern das Trocknungsgas 12 nicht immer in der Lage ist, eine wesentliche Umlenkung der mit hoher Geschwindigkeit abgeschleu¬ derten Dickstoffpartikeln zu erzielen, können zur stärkeren Umlenkung des partikelförmigen Dickstoffs 10 in die Achsrichtung gemäß Fig. 9 auch kegel- oder schüsseiförmige Umlenkbleche 72 insbesondere in unmittelbarer Nähe der Dickstoff-Abwurfzone 7 in das Innere des Gehäuses 11 eingebaut sein, auf welche die Dickstoffpartikeln 10 unter flachem Winkel auftreffen und abprallen. Um Anlagerungen an diesen Umlenkblechen 72 sowie an kritischen Stellen der

Innenwand des Gehäuses 11 zu verhindern, können an der rotierenden Zentri¬ fugentrommel befestigte, rotierende Wandkratzer oder auch Vibratoren und dergleichen vorgesehen sein, die stellvertretende für alle derartige Möglichkeiten in Fig. 9 durch einen rotierenden Kratzer 73 angedeutet sind, welcher auf der Zentrifugentrommel zwischen den Abwurföffnungen 59 befestigt ist und in engem Abstand an dem als konischem Ring ausgebildeten Umlenkblech 72 vorbeistreicht. Zur Richtungsführung der dispergierten Dickstoffpartikeln können am Gehäuse 11 in Achsrichtung verteilte, nicht dargestellte Einlaßöffnungen für ein Sekundär-Heißgas vorgesehen sein. Abrasiv beanspruchte Teile des Gehäuses 11 können mit Verschleißschutz-Materialen ausgekleidet sein. In- der Nähe des Schirmes von zerstäubten Dickstoffpartikeln 10 kann Feinststaub 60 zum Granulieren der dispergierten Dickstoffpartikel 10 eingeblasen werden. Um die Wasserverdampfungsleistung des Innenraumes 61 des Gehäuses 11 weiter zu stei¬ gern, können dessen Gehäusewände 62 beheizt werden. Zusätzlich können im Innenraum 61 Heizflächen 72 (Fig. 5) eingebaut werden. Durch eingebaute, radiale Stauringe 74 mit gegebenenfalls unterschiedlicher radialer Länge an der Innenwand des Gehäuses 11 (Fig. 9) kann eine längere Aufenthaltsdauer insbe¬ sondere für die größten Partikelagglomerate im Innenraum 61 des Gehäuses 11 erzwungen werden. Femer läßt sich durch steuerbare Weichen mit beweglichen, axialen Klappen 75 und feststehenden, radialen Stauelementen 76 (Fign. 10 und 11) eine Größensortierung von Partikeln im Innenraum des Gehäuses 11 erzielen. Diese Klassierwirkung ist in Fig. 11 durch entsprechende Pfeile 77 für die Strömung der Dickstoffpartikeln angedeutet.

Die vorgetrockneten Dickstoffartikel verlassen bei 13 den Innenraum 61 und gelangen über einen Fördergastrockner 63, beispielsweise einen Stromtrockner oder dergleichen, zum Abscheidezyklon 16. Im Falle einer in Fig. 7 dargestellten Entwässerungsvorrichtung mit vertikaler Achslage bei fliegender Lagerang der Vollmantel-Zentrifuge 1 ist in das Zerstäubungstrockner-Gehäuse 110, welches sich in axialer Verlängerung der Zentrifuge 1 erstreckt, ein Zyklon 160

integriert, der als axiale Fortsetzung des Gehäuses 110 ausgebildet ist. Gegenüber der mit horiziontaler Achslage angeordneten Zentrifuge 1 mit Lagerung an beiden axialen Enden gemäß den Ausführungsbeispielen nach Fign. 1 bis 5 eignet sich die Ausfühmngsform nach Fig. 7 insbesondere für kleinere Anlagen. Die Dickstoff-Abwurfzone 7 der Zentrifuge 1 nach Fig. 7 ragt dabei, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, in den Innenraum 61 des Zerstäubungstrockners hinein.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt und Fig. 6a einen Längs-Teilschnitt durch die Dickstoff-Abwurfzone eines weiteren Ausfühmngsbeispiels einer erfindungs¬ gemäßen Entwässerungsvorrichtung, die mit einem als Rennbahn 64 ausgebildeten mhenden Gehäuse und mehreren, auf der rotierenden Zentrifugen- Trommel 70 befestigten und daher ebenfalls rotierenden Räumfingern 65 ausgerüstet ist. Die Räumfinger 65 streichen mit einer geringen Spaltweite an der Rennbahn 64 vorbei. Aus den Abwurföffnungen 66 werden von der Transport- Schnecke 67 ständig Dickstoffpartikel abgeschleudert, welche von dem mit hoher Geschwindigkeit tangential zugeführten, heißen Trocknungsgas 68 und den rotierenden Räumfingem 65 erfaßt werden. Dadurch beschreiben die Dickstoffpartikel in -lern ringförmigen Kanal 64a der Rennbahn 64 die strichpunktiert eingezeichnete Flugbahn 71 , auf welcher sie vorgetrocknet werden. Die eventuell an der Wand der Rennbahn 64 anhaftenden Dickstoff¬ partikel werden von den Räumfingem 65 abgelöst, mitgenommen . und dem Trocknungsgasstrom wieder zugeführt. Die vorgetrockneten Dickstoffpartikel werden zusammen mit dem zugeführten Trocknungsgas 68 aus der Rennbahn 64 als feststoffbeladener Gasstrom 69 in tangentialer Richtung ausgetragen und einem nicht dargestellten Flugstrom-Trockner zum Nachtrocknen zugeführt.

Im Rahmen der beschriebenen Erfindung ist es auch möglich, anstelle einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge andere Vollmantel-Zentrifugen, wie beispiels¬ weise eine Vollmantel-Siebzentrifuge oder eine Vollmantel-Düsenzentrifuge, für

die Vorentwässemng von Schlamm zu einem Dickstoff sowie für die Zerstäubung der Dickstofrpartikel am Zentrifugenabwurf zu verwenden.

Zusammengefaßt ergeben sich folgende wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Entwässerungsvorrichtung:

- Niedrige Investionskosten;

- einfacher Aufbau;

- kleines Betriebsgebäude;

- wenig Peripheriegeräte;

- hohe Wasserverdampfungsleistung pro Volumeneinheit Frischschlamm;

- niedige Kosten pro Gewichtseinheit zu verdampfendes Wasser;

- schnelles Anfahren und Abstellen der Vorrichtung;

- keine großen Speichervorrichtungen für das Endprodukt wegen seines geringen Wasseranteils erforderlich;

- keine Rückmischung des Endprodukts mit Trockensubstanzen erforderlich;

- flexibler Betrieb möglich;

- geringer Personalaufwand;

- ideale Schüttgut-Struktur des krümeiförmigen Endproduktes, daher günstige Weiterverarbeitung ;

- spezifische Oberfläche des Endproduktes ist groß;

- Endprodukt kommt gekühlt mit 40 bis 50 °C aus der Vorrichtung;

- geringe Staubentwicklung wegen der Adsorptionseigenschaften des krümelförmigen Endproduktes;

- wenig Geruchsbelästigung wegen kostengünstiger Brüdenwaschmöglichkeit und niedriger Endprodukttemperatur;

- heiße Verbrennungsgase sind vollständig verwertbar, daher Vermeidung von kostspieligem Besprühen der Verbrennungsgase mit Wasser;

- vorhandene Schlammzentrifugen sind problemlos nachrüstbar.