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Title:
PROCESS AND DEVICE FOR CONTINUOUSLY DRYING PROTEIN-CONTAINING SLUDGE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/000229
Kind Code:
A1
Abstract:
A process and device are disclosed for continuously drying protein-containing sludge, in particular sewage sludge, in a fluidised bed (20) inside a drying container (13). A drying gas flows through the fluidised bed (20) while partially dewatered sludge (6) in granulate form (21) is added to the fluidised bed (20) and dried sludge (10) is removed therefrom. The granulates (21) are formed without admixture of dry substances and granulated preferably at the same time as they are pressed. Sewage sludge may thus be dried without admixture or recycling of dried substances, so that a highly efficient plant is obtained. In addition, a granulated dry material is produced that may be used in various ways.

Inventors:
GAISER PETER (DE)
KOWALCZYK DIETER (DE)
Application Number:
PCT/EP1996/002633
Publication Date:
January 03, 1997
Filing Date:
June 18, 1996
Export Citation:
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Assignee:
SEP TECH STUDIEN (DE)
GAISER PETER (DE)
KOWALCZYK DIETER (DE)
International Classes:
B01J2/16; C02F11/13; C05F7/00; C05G5/12; F26B3/08; (IPC1-7): C02F11/12
Domestic Patent References:
WO1986007049A11986-12-04
WO1994013592A11994-06-23
Foreign References:
EP0543133A11993-05-26
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen Trocknung von Protein enthaltendem Schlamm, insbesondere Klärschlamm, in einer Wirbelschicht (20), die von einem Trocknungsgas durchströmt wird, wobei der Wirbelschicht (20) teilent¬ wässerter Schlamm (6) in Granulatform (21) zugeführt und getrockneter Schlamm (10) entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulatkörner ohne Zugabe von Trockensubstanz ausgebildet werden und daß der Granuliervorgang vor¬ zugsweise mit einer Pressung verbunden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat (21) oder ein Vorprodukt hiervon unmittelbar nach seiner Erzeugung im freien Fall auf die Wirbelschicht (20) aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat (21) oder ein Vorprodukt hiervon unmittelbar in die Wirbelschicht (20) unterhalb von deren Oberfläche (20a) eingebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachten Granulatkömer (21) im Durchschnitt mit einem Durchmesser im Bereich von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 3 bis 7 mm, insbesondere etwa 5 mm, verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der teilentwässerte Schlamm (6) auf Trockensubstanzgehalte von mindestens 90 % der Masse des getrockneten Produktes getrocknet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Trocknungsgas überhitzter Wasserdampf verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensanlauf mit einer Wir belschicht (20) aus bereits getrocknetem Schlamm (10) in Granulatform durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschicht (20) mittels Wärmetauscher (16) beheizt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizmedium für die Wärmetauscher (16) Sattdampf mit einem Überdruck von vorzugsweise 5 bis 25 bar ver wendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bei einem geringfügig über dem Atmosphärendruck liegenden Druck durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bei einem geringfügig unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da¬ durch gekennzeichnet, daß der aus dem getrockneten Schlamm (10) ausgetriebene Brüden verdichtet und unter dem durch die Verdichtung erhöhten Druck vorzugsweise in dem in der Wirbelschicht (20) untergebrachten Wärme¬ tauscher (16) kondensiert wird.
13. Vorrichtung zur kontinuierlichen Trocknung von Pro tein enthaltendem Schlamm, insbesondere Klärschlamm, in einer Wirbelschicht (20), mit einem Trocknungsbehälter (13), der einen unteren Vorlageraum (18) für Trocknungsgas und eine gasdurch lässige Abstützung (19) für die Wirbelschicht (20) auf¬ weist, mit einer Zuführeinrichtung (14) für den teilentwässer¬ ten Schlamm (6) und mit einer Entnahmeeinrichtung (17) für den getrock¬ neten Schlamm (10), wobei die Zuführeinrichtung (14) eine Granuliereinrich tung (14a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (14) frei ist von einer Zumi Scheinrichtung für Trockensubstanz.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Austrittsbereich (22) der Granulierein¬ richtung (14a) in Nachbarschaft oder innerhalb der Um fangswand des Trocknungsbehälters (13) und oberhalb der Abstützeinrichtung (19) für die Wirbelschicht (20) an¬ geordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich net, daß der Austrittsbereich (22) der Granulierein richtung (14a) oberhalb der Oberfläche der Wirbel¬ schicht (20a) angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich net, daß der Austrittsbereich (22) der Granulierein¬ richtung (14a) unterhalb der Oberfläche der Wirbel¬ schicht (20a) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß die Granuliereinrichtung (14a) zur Erzeugung eines Vorproduktes des Granulats (21), z.B. in Form von eingekerbten Stäben, ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Granuliereinrichtung (14a) beim Granuliervorgang Preßkräfte auf die Granu¬ latkörner ausübt.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, da¬ durch gekennzeichnet, daß die aufgebrachten Granulat¬ körner (21) im Durchschnitt einem Durchmesser im Be¬ reich von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 3 bis 7 mm, insbe¬ sondere etwa 5 mm, aufweisen.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, da¬ durch gekennzeichnet, daß in der Wirbelschicht (20) we¬ nigstens ein Wärmetauscher (16) mit Wärmetauscherflä¬ chen vorhanden ist, die vom Material der Wirbelschicht (20) beaufschlagbar sind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Trocknungsbehälter (13) druckdicht ausgeführt ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, ge¬ kennzeichnet durch eine Einrichtung, enthaltend einen Verdichter und einen Kondensator, zur Wärmerückgewin¬ nung der im ausgetriebenen Brüden enthaltenen Wärme energie.
Description:
Beschreibung

Verfahren undVorrichtungzurkontinuierlichenTrocknungvonProte¬ inenthaltendemSchlamm

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Trocknung von Protein enthaltendem Schlamm, insbesondere Klärschlamm, in einer Wirbelschicht, die von einem Trocknungsgas durchströmt wird, wobei der Wirbelschicht teilentwäs¬ serter Schlamm in Granulatform zugeführt und getrockne¬ ter Schlamm entnommen wird, bzw. die einen Trocknungs- behälter, mit einem unteren Vorlageraum für das Trocknungsgas und einer gasdurchlässigen Abstützung für die Wirbelschicht, eine Zuführeinrichtung für den teilentwässerten Schlamm und eine Entnahmeeinrichtung für den getrockneten Schlamm aufweist, wobei die Zu- führeinrichtung eine Granuliereinrichtung aufweist.

Schlämme der hier in Rede stehenden Art fallen z.B. in Kläranlagen für kommunale oder industrielle Abwässer mit mindestens einer biologischen Behandlungsstufe, bei der Papierherstellung oder etwa als Ölschlamm an und haben in der Regel einen Trockensubstanzgehalt von 2 bis 5 %. Durch eine mechanische Vorentwässerung wird der Trockensubstanzgehalt meist auf 20 bis 30 % erhöht. Zur weiteren Verwendung, z.B. der Deponierung, als Zu¬ schlagsstoff, als Brennstoff oder als Düngemittel ist eine weitergehende Trocknung erforderlich. Meist wird eine Lagerfähigkeit und eine ausreichende Mahlfähigkeit gefordert, die erst bei Trockensubstanzgehalten von über 90 % erreicht wird, in denen der getrocknete Klär¬ schlamm biologisch stabil ist. Speziell bei der Anwen-

dung als Düngemittel wird eine nur im engen Bereich variierende Korngröße gefordert, die der von Mineral¬ düngern entsprechen soll, damit der getrocknete Schlamm ohne maschinelle Umstellung auf den Feldern ausgebracht werden kann.

Aus der DE 39 02 446 Cl ist bekannt, Klärschlamm zur Trocknung in eine indirekt beheizte fluidisierte Sandschicht einzubringen. Bei diesem Verfahren wird der Schlamm derart vorgetrocknet, daß er noch einen Wasser¬ anteil von ca. 40% aufweist. Damit ist er noch in pump¬ fähigem Zustand, hat jedoch die sog. "Leimphase", bei der die Gefahr besteht, daß das Material in sich und am Gehäuse verklebt, bereits vor dem Einbringen in die Sandschicht überschritten. Von Nachteil bei diesem Ver¬ fahren ist, daß der Klärschlamm in der Sandschicht während der Trocknung vollständig zu Staub zerrieben wird.

Aus der DE 42 42 747 AI ist ein Verfahren der Wirbelschichttrocknung von Schlamm ohne trockene Fremd¬ stoffe wie Sand bekannt. Durch die heftigen Reibbewe¬ gungen der Partikel in der Wirbelschicht entsteht Ab¬ rieb, der als Feinstaub vorliegt. Bei diesem bekannten Verfahren wird ca. 90 % des getrockneten Schlammes wie¬ der dem teilentwässerten Schlamm vor der Trocknung zu¬ gemischt. Damit wird erreicht, daß beim Trocknungsvor¬ gang die sogenannte "Leimphase", die bei einem Trocken¬ substanzgehalt von ca. 40 bis 60 % auftritt, schnell überbrückt wird.

Nachteilig an diesem Verfahren ist der geringe Wir¬ kungsgrad, da nur jeweils ca. 10 % des getrockneten Schlammes entnommen werden können, sowie der hohe Fein- Staubgehalt mit Partikeldurchmessern bis zu 500 μm, der

bei diesem Verfahren bis zu 20 % der Gesamtmasse des getrockneten Schlammes betragen kann. Weiterhin besteht ohne zusätzliche Vorsorgemaßnahmen die Gefahr von Selbstentzündungen mit dem Luftsauerstoff und von Staubexplosionen aufgrund des hohen Feinstaubgehaltes.

Aus der DE 29 43 558 AI ist schließlich ein Verfah¬ ren zum Verarbeiten von Klärschlamm bekannt, bei dem mechanisch vorentwässerter Klärschlamm granuliert und in einem Fließbettrockner getrocknet wird. Zum Granu¬ lieren des mechanisch vorentwässerten Schlammes wird hierzu im Mischgranulator u.a. getrocknetes Granulat beigemischt. Das so gebildete Mischgranulat hat bereits einen relativ hohen Trockensubstanzgehalt und ist somit bei Eintritt in die Wirbelschicht bereits jenseits der "Leimphase". Durch das Bereitstellen des Schlammes in Granulatform, also in Form einer Vielzahl von Granulat¬ körnern, erhält man eine große Partikeloberfläche und somit einen guten Wärmeübergang vom Trocknungsgas. Da- mit läßt sich die eingesetzte Energie im Prinzip effi¬ zient nutzen.

Jedoch ist der Wirkungsgrad dieses Verfahrens auf¬ grund der Rückführung bzw. Zumischung von Trockensub- stanz relativ gering.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trocknung von Protein enthaltendem Schlamm, insbesondere Klärschlamm, der eingangs angege- benen Gattung zu schaffen, mit dem bzw. der sowohl der Zusatz von Fremdstoffen in der Wirbelschicht als auch die Rückführung von bereits getrocknetem Schlamm und Staub in den Prozeß vermieden werden kann, der Wir¬ kungsgrad somit ansteigt und der Energieverbrauch sinkt.

Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch dadurch ge¬ löst, daß die Granulatkömer ohne Zugabe von Trocken¬ substanz ausgebildet werden und daß der Granuliervor- gang vorzugsweise mit einer Pressung verbunden ist, sowie vorrichtungstechnisch dadurch, daß die Zuführein¬ richtung frei ist von einer Zumischeinrichtung für Trockensubstanz.

Damit werden überraschende Vorgänge in der Wirbel¬ schicht für die Schlammtrocknung nutzbar gemacht. So hat sich gezeigt, daß es durch die Granulatform möglich ist, die Leimphase im Trocknungsbehälter zulassen zu können.

Bei diesem kontinuierlichen Verfahren enthält die Wirbelschicht kornartig ausgebildete Partikel in allen Stadien der Trocknung. Hierdurch kann die Rückführung von getrocknetem Gut vermieden werden, da sich im Trocknungsbehälter stets eine zur raschen Überwindung der Leimphase ausreichende Menge an getrocknetem Granu¬ lat befindet. Durch die Vermischung mit dem getrockne¬ tem Granulat wird ein schnelleres oberflächenseitiges Abtrocknen auf einen Trockensubstanzgehalt von über 60 % erreicht, weshalb das Granulat nur kurzzeitig der Gefahr des Verklebens ausgesetzt ist.

Ein weiterer überraschender Vorteil ist der, daß der durch Abrieb von bereits getrocknetem Granulat ge- bildete Staub zum großen Teil an die noch feuchten und die sich noch in der Leimphase befindenden Partikel in der Wirbelschicht gebunden wird. Dadurch wird sowohl die Staubmenge reduziert als auch eine Belagbildung an Anlagenteilen und ein Verkleben von Partikeln in der Leimphase wirksam verhindert. Dies gilt insbesondere

dann, wenn das Trocknungsgas ohne Staubabscheidung im Kreis geführt wird und nur bei dem den Trockner verlas¬ senden Brüden eine Staubabscheidung durchgeführt wird.

Ferner ist die mit der Formgebung durch eine in der Funktion eines Granulators vorgesehene Granulierein¬ richtung verbundene Pressung des Granulats von Vorteil. Dadurch erhält das Granulat eine für die Trocknung in der Wirbelschicht vorteilhafte Anfangsstabilität. An- sonsten besteht die Gefahr, daß die Partikel in der Wirbelschicht zerfallen und eine weitere Nutzung des Granulats nicht möglich wäre. Die neu zugeführten Par¬ tikel werden in der Wirbelschicht mit den bereits ge¬ trockneten Granulatkörnern durch das einströmende Trocknungsgas vermischt und durch die gute Durchmi¬ schung, die große Partikeloberfläche und die Wahl eines geeigneten Trocknungsgases wird ein schnelles Antrock¬ nen bzw. Anbacken der Partikeloberfläche erreicht, wo¬ mit das Granulat formstabil bleibt und die Granulatkör- ner kaum miteinander verkleben.

Da das der Wirbelschicht zugeführte Granulat einen hohen Wasseranteil von in der Regel etwa 75 % enthält, schwinden die Partikel während der Trocknung. Aufgrund des ungleichmäßigen Schwundes durch die schnelle Ober- flächenantrocknung bei noch feuchtem inneren Zustand und des unterschiedlichen Abriebes entsteht im Verlauf des Trocknungsvorganges ein ungleichmäßig geformtes Trockengranulat mit Hohlräumen, in denen sich während der Trocknung Staub einlagert.

Somit wird die Staubmenge deutlich reduziert und die Gefahr einer Staubexplosion ohne weitere Zusatzma߬ nahmen gebannt.

Die Größe und Form des getrockneten Granulats kann durch Einsatz verschiedenartiger Granulatoren und durch Variation der Betriebsparameter bei der Korngestaltung beeinflußt werden. Damit wird eine enge Korngrößenver¬ teilung bei einem Korndurchmesser von wenigen Millime¬ tern und eine Anpassung an den Anwendungsfall sowie an Kundenwünsche erreicht, z.B. für den Einsatz in Dünge¬ mittelstreuern oder zum Einblasen mit Druckluft in Ver¬ brennungsanlagen.

Wenn das Granulat durch entsprechende technische Vorrichtungen unmittelbar nach seiner Modellierung und im freien Fall auf die Wirbelschicht aufgebracht wird, kann ein Verklumpen der Körner und ein Verkleben an An- lagenteilen vermieden und eine gute Vermischung mit den bereits angetrockneten Partikeln erreicht werden.

Eine unmittelbare Einbringung des Granulats unter¬ halb der Oberfläche der Wirbelschicht sorgt dafür, daß das Granulat sofort dem Trocknungsvorgang ausgesetzt ist.

Wenn ein Granulatvorprodukt, etwa in Form von ein¬ gekerbten Stäben, verwendet wird, läßt dies eine Ver- einfachung des Formgebungsverfahrens und der Granulier¬ einrichtung zu, ohne die Qualität des Endproduktes zu mindern.

Durch eine Beschränkung der aufgebrachten Granulat- körner auf einen bestimmten Durchmesserbereich, d.h. der Verleihung einer bestimmten Partikelform und - große, kann die diesbezügliche Forderung der Anwender hinsichtlich der Lagerungs-, Transport- und Verwen¬ dungsfähigkeit des Endprodukte erfüllt werden.

Eine Trocknung des Schlammes auf Trockensubstanzge¬ halte von über 90 % gewährleistet die biologische Sta¬ bilität des Endproduktes.

Mit der vorzugsweisen Verwendung von überhitztem Wasserdampf als Trocknungsmittel wird dessen hohe spe¬ zifische Wärmekapazität genutzt und ein sehr guter Wär¬ meübergang zum Trocknungsgut erreicht. Dadurch wird die Leimphase schnell überbrückt, die eingebrachte Energie effizient genutzt und ein niedriger Energieverbrauch bewirkt.

Der ausgetriebene Brüden kann praktisch vollständig kondensiert und das Kondensat in die Kläranlage gelei- tet werden. Solange die Wasserdampftemperatur den Wert von ca. 150°C nicht übersteigt, wird die organische Masse des Klärschlamms kaum zersetzt. Der ausgetriebene Brüden enthält in diesem Fall nur geringe Mengen an nicht kondensierbaren Gasen, so daß nur kleine Abgas- mengen gereinigt werden müssen und unter günstigen Be¬ dingungen überhaupt keine Abgasreinigung erforderlich ist.

Ferner enthält der überhitzte Wasserdampf keinen Sauerstoff und bannt damit von vorne herein jede Gefahr einer Selbstentzündung des Trocknungsgutes und einer Staubexplosion im Behälter.

Da die Temperatur des Trocknungsgutes während des Trocknungsvorganges über der Siedetemperatur des Was¬ sers liegt, entsteht im Wirkungsbereich des Wasserdamp¬ fes ein Umfeld, in dem noch im Schlamm vorhandene pathogene Keime abgetötet werden.

Das Verfahren wird mit einem bereits getrockneten Granulat gestartet, da ein nur teilentwässerter Schlamm in sich und mit den Anlagenteilen verkleben könnte, und somit der Aufbau einer Wirbelschicht erschwert wäre.

Der Einsatz von Wärmetauschern mit entsprechenden Wärmetauscherflächen in der Wirbelschicht ermöglicht eine wirkungsvolle Einbringung von Wärmeenergie. Dies ist von erheblichem Vorteil, da der überhitzte Wasser- dampf bereits in den ersten Zentimetern der Wirbel¬ schicht erhebliche Energie an das Granulat abgibt.

Wenn Sattdampf mit vorzugsweise 5 bis 25 bar Über¬ druck als Heizmedium für die Wärmetauscher verwendet wird, kann die Übertragung einer großen Energiemenge bei relativ geringer Durchflußmenge an Heizmedium erreicht werden.

Durch einen geringfügigen Überdruck in der Trocknungsanläge wird das Eindringen von Luft über un¬ dichte Stellen verhindert.

Ein geringfügiger Unterdruck verhindert dagegen den Austritt des ungereinigten Brüdens aus der Trocknungs- anläge.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, daß durch die Verdichtung des aus dem Schlamm ausgetriebenen Brü¬ dens mit einer entsprechenden Verdichtungseinrichtung und die anschließende Kondensation bei erhöhter Tem¬ peratur in einem Wärmetauscher, wie vorzugsweise dem Wärmetauscher in der Wirbelschicht, die Verdampfungs¬ energie des ausgetriebenenen Wassers als Kondensations¬ wärme wiedergewonnen und in den Trocknungsprozeß zu-

rückgeführt werden kann. Hierdurch wird der Energiever¬ brauch weiter gesenkt.

Die Vorrichtung läßt sich vorteilhaft ausgestalten, da auf eine Zumischeinrichtung für Trockensubstanz ver¬ zichtet werden kann. Damit läßt sich der vorrichtungs¬ technische Aufwand verringern und die Steuerung der Trocknungsanläge vereinfacht sich wesentlich.

Die Anordnung des Austrittsbereiches der Granulier¬ einrichtung oberhalb der Wirbelschicht ist von Vorteil, da die Austrittsöffnung so nicht durch die Beaufschla¬ gung durch die Partikel beeinträchtigt wird.

Durch die Anordnung des Austrittsbereiches der Gra¬ nuliereinrichtung innerhalb der Wirbelschicht wird er¬ reicht, daß das Granulat sofort der Wirkung der Wirbel¬ schicht ausgesetzt ist. Eventuell im Austrittsbereich der Granuliervorrichtung anklebende Partikel werden mit fortschreitender Trocknung unter Einwirkung bereits weitgehend getrockneter Partikel der Wirbelschicht wie¬ der abgelöst.

Von weiterem Vorteil ist es, wenn eine Granulier- einriehtung verwendet wird, bei der die Formgebung mit einer Pressung verbunden ist. Damit wird die Gefahr eines Verklebens der Granulatkörner im Granulator oder beim Transport in den Trockner verringert und es ge¬ langt zudem weniger Außenluft in den Trockner hinein. Zudem ist das Granulat beim Eintritt in die Wirbel¬ schicht bereits wesentlich formstabiler als bei einem Granuliervorgang ohne Pressung, wie z.B. mit umlaufen¬ den Messern.

Durch eine druckdichte Ausführung des Trocknungsbe¬ hälters wird sowohl der Lufteintritt als auch der Aus¬ tritt von ungereinigtem Brüden verhindert.

Die Erfindung wird in der folgenden Zeichnung an¬ hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Verfahrensfließ- bild einer erfindungsgemäßen Trocknungsanlage.

Eine Trocknungsanlage 1 weist einen Frischschlamm¬ bunker 2, eine Trocknungsvorrichtung 3, eine Entstau¬ bungsanlage 4 in Form eines Zyklons, und einen Trocken- gutbunker 5 auf.

Teilentwässerter Schlamm 6 wird durch eine Frisch¬ schlammpumpe 7 vom Frischschlammbunker 2 zur Trocknungsvorrichtung 3 gepumpt, dort getrocknet und über eine Schnecke 8 und ein Becherwerk 9 zum Trocken¬ gutbunker 5 verbracht. Der getrocknete Schlamm 10 wird über einen Dosierschieber 11 in einen Transportbehälter 12 abgefüllt.

Die Trocknungsvorrichtung 3 weist einen Trocknungs¬ behälter 13, eine Zuführeinrichtung 14, ein Gebläse 15, einen Wärmetauscher 16 und eine Entnahmeeinrichtung 17 auf.

Der Trocknungsbehälter 13 hat einen unteren Vorla¬ geraum 18, in dem durch das Gebläse 15 ein Dampfwirbel- bett mit überhitztem Wasserdampf als Trocknungsgas auf¬ gebaut und aufrechterhalten wird. Oberhalb einer gas¬ durchlässigen Bodenplatte bzw. Abstützung 19 bildet sich im Betrieb eine Wirbelschicht 20, deren Oberfläche 20a strichpunktiert angedeutet ist, aus, in der der teilentwässerte Schlamm 6 getrocknet wird.

Die Zuführeinrichtung 14 weist eine in der Funktion eines Granulators vorgesehene Granuliereinrichtung 14a auf. Durch diese wird ein Granulat 21 gebildet und über einen Austrittsbereich 22 der Granuliereinrichtung 14a in die Wirbelschicht 20 des Trocknungsbehälters 13 ge¬ bracht.

In der Wirbelschicht 20 befinden sich Granulatkör- ner in allen Stadien der Trocknung, die von überhitztem Wasserdampf umströmt, in Bewegung versetzt und somit getrocknet werden. Das neu eingebrachte Granulat 21 vermischt sich mit den bereits in der Wirbelschicht 20 befindenden Partikeln, deren große Anzahl und hoher Trockensubstanzgehalt die Trocknung der neu zugeführten Partikel beschleunigt. Aufgrund der günstigen Ausbil¬ dung in kleinen Partikelabmessungen, wird eine gute Formstabilität und eine verhältnismäßig große Oberflä¬ che erreicht.

Die Oberfläche des Granulats 21 trocknet bei diesen Verhältnissen schnell und verhindert so durch die rasche Überwindung der "Klebe- bzw. Leimphase" ein Ver- klumpen der Körner, obwohl das Innere der Partikel die Bedingungen der Leimphase noch nicht überbrückt hat. Es entsteht ein steifes Außengerippe, bei einem noch weichen Innenbereich. Im Verlauf des Trocknungsvorgan¬ ges trocknet das Granulat dann vollständig bis zu einem Trockensubstanzgehalt von mehr als 90 % aus. Dabei ent- steht aufgrund des Schwundes und des Abriebes an anderen Partikeln ein ungleichmäßig geformtes Trocken¬ granulat mit Hohlräumen.

Durch das schnelle Antrocknen an der Oberfläche be- hält das Granulat im wesentlichen seine durch die Ge-

staltung vorgegebene Größe bei und es entsteht getrock¬ netes, poröses Granulat mit einem Durchmesser von eini¬ gen Millimetern.

Der sich durch den Abrieb bildende Staub kann zum Teil an die sich oberflächenseitig noch in der Leim¬ phase befindenden Partikel, zum Teil in den Hohlräumen der Granulatkörner angelagert werden.

In der Wirbelschicht 20 befindet sich der Wärme¬ tauscher 16, der von einer Dampfversorgung 23 mit Satt¬ dampf von 5 bis 25 bar Überdruck versehen wird und da¬ mit die Wirbelschicht 20 beheizt. Damit wird der als Trocknungsmittel eingesetzte überhitzte Wasserdampf mit Energie versorgt, um die an das Granulat 21 abgegebene Wärme zu ersetzen und so die Funktion aufrecht zu er¬ halten.

Der durch den Trocknungsprozeß verunreinigte über- hitzte Wasserdampf, der sogenannte Brüden, wird über einen Auslaß 24 zur Entstaubungsanlage 4 abgeführt. Dort werden die Staub- und Feinkornanteile abgetrennt und über eine Zellradschleuse 25 mit dem getrockneten Schlamm 10 zusammengeführt. Über das Gebläse 15 wird der gereinigte Brüden wieder der Trocknungsvorrichtung 3 zugeführt. Durch die vom teilentwässerten Schlamm 6 zugeführte Feuchtigkeit entsteht ein Brüdenüberschuß, der nach der Entstaubung einer Kondensations- und Rei¬ nigungsvorrichtung 26 zugeführt wird. Dort kondensiert der Brüden und die nicht kondensierbaren Anteile werden dabei gleichzeitig gewaschen und, falls erforderlich, zur Desodorierung weitergeleitet.

Der getrocknete Schlamm 10 wird über die Entnahme- einriehtung 17 und über Zellradschleusen 27, 28 und 29

entnommen. Über die Schnecke 8 und das Becherwerk 9 wird er schließlich zum Trockengutbunker 5 verbracht.

Zur Verhinderung der Kondensation von Wasserdampf in den Entnahmeleitungen aus der Wirbelschicht 20 und der Entstaubungsanlage 4 sind diese bis zur Zellrad¬ schleuse 29 thermisch isoliert und beheizbar. Um Selbstentzündungen des ausgetragenen, getrockneten Schlammes auszuschließen, wird die Schnecke 8 gekühlt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine weitere Verfahrensvariante möglich, die sich besonders für Schlämme eignet, bei deren Trocknung nur wenig Staub entsteht. Im Unterschied zum vorstehend be- schriebenen Verfahren wird nicht der gesamte den Trock¬ ner 3 beim Auslaß 24 verlassende Brüden zur Entstau¬ bungsanlage 4 geführt, sondern nur der überschüssige aus dem Trocknungsgut ausgetriebene Brüden. Der über¬ wiegende Teil des den Trockner 3 beim Auslaß 24 verlas- senden Brüdens dient wiederum als Fluidisierungsmittel für die Wirbelschicht und als Wärmeträger und wird direkt über ein mit staubhaltigem Brüden beaufschlagba¬ res Gebläse 15 ohne Entstaubung wieder in den Trockner geleitet. Bei dieser Verfahrenvariante reicht eine er- heblich kleiner dimensionierte Entstaubungsanlage 4 aus.

Es ist auch möglich, auf die Entstaubungsanlage 4 zu verzichten und den überschüssigen, staubbeladenen Brüden direkt in die Kondensations- und Reinigungsanla¬ ge 26 zu leiten. In dieser Anlage 26 wird der Brüden z.B. mit Hilfe von eingesprühten kaltem Wasser konden¬ siert und der Staub in das Kondensat übergeführt. Das staubbeladene Kondensat kann dann in die Kläranlage ge- leitet werden.

Falls allerdings die energetisch günstige Brüden¬ kompression in die Anlage integriert werden soll, wird die Entstaubungsanlage 4 benötigt, da der Brüden vor dem Eintritt in den Verdichter entstaubt werden muß.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, läßt die Erfindung eine Vielzahl von Abwandlungen und Abänderun¬ gen zu, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

So kann z.B. das Granulat 21 im freien Fall auf die Wirbelschicht 20 aufgebracht werden. Dazu muß der Aus¬ trittsbereich 22 der Granuliereinrichtung 14a oberhalb der Wirbelschichtoberfläche 20a angeordnet sein. Von Vorteil ist es dabei, wenn das Granulat 21 im Zuge seiner Aufbringung über die Oberfläche def Wirbel¬ schicht 20a verteilt wird. Hierdurch kann eine größere Menge eingebracht und ein schnelles Antrocknen der Par¬ tikel erreicht werden.

Das Granulat 21 kann aber auch unmittelbar in die Wirbelschicht 20 eingebracht werden, wozu der Aus¬ trittsbereich 22 der Granuliereinrichtung 14a unterhalb der Wirbelschichtoberfläche 20a angeordnet wird. Dann könnten sich evtl. im Auslaßbereich der Granulierein¬ richtung angeklebte Partikel aufgrund der Einwirkung bereits getrockneter Partikel wieder ablösen.

Die Granuliereinrichtung 14a kann statt des Granu- lats 21 auch ein Vorprodukt hiervon, z.B. in Form von eingekerbten Stäben, erzeugen. Dies hat den Vorteil, daß sich der Stab über die Wirbelschicht 20 ausbreiten kann, dann bei einer gewissen Überdeckung abbricht, in die Wirbelschicht fällt und dort aufgeteilt wird. Hier-

durch wird eine gute Verteilung des Granulats 21 auf die Wirbelschicht 20 erreicht.

Weiterhin ist es möglich den Trocknungsbehälter 13 mit einem geringfügigen Überdruck zu belegen, um das

Eindringen von Luft zu verhindern. Durch einen leichten

Unterdruck im Trocknungsbehälter 13 kann aber auch der

Austritt von ungereinigtem Brüden vermieden werden.

Zur Senkung des Energieverbrauchs ist es möglich, die energetisch günstige Brüdenkompression in die Anla¬ ge zu integrieren. In diesem Fall wird der aus dem Klärschlamm ausgetriebene Brüden nicht, wie im Flu߬ schema dargestellt, in der Kondensations- und Reini- gungsvorrichtung 26 kondensiert, sondern z.B. mit einem Schraubenverdichter komprimiert und unter erhöhtem Druck in einem Wärmetauscher, z.B. dem in der Wirbel¬ schicht 20 eingebauten Wärmetauscher 16, bei höherer Temperatur kondensiert. So wird ein wesentlicher Teil der Verdampfungswärme des ausgetriebenen Wassers in den Trocknungsprozeß zurückgeführt und der Energieverbrauch gesenkt. Die Dampfversorgung 23 wird gegebenenfalls nur zum Anfahren der Anlage benötigt.

Zur Senkung des Energieverbrauchs ist es ferner möglich, die Trocknung mehrstufig durchzuführen. In diesem Fall wird die erste Wirbelschichttrocknung bei einem hohen Systemdruck im Trockner durchgeführt. Der in dieser ersten Stufe ausgetriebene Brüden kann dann zur Kondensation in den Wärmetauscher eines Wirbel¬ schichttrockners der zweiten, vergleichbar aufgebauten Stufe geleitet werden, in der die erfindungsgemäße Trocknung bei niedrigerem Druck durchgeführt wird. An

diese zweite Stufe können sich entsprechend eine dritte und bei Bedarf noch weitere Stufen anschließen.