DE4243156C1 - Verfahren zur Verfestigung von pastösen organischen Rest- und Abfallstoffen, bevorzugt von Klärschlamm, zum Einsatz in der Kohledruckvergasung - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Verfestigung von mechanisch entwässertem Klär­ schlamm in Aufbereitungsanlagen zum Zwecke der Entsorgung des Reststoffes Klär­ schlamm in Kohledruckvergasungsanlagen.

Der dem Anwendungsgebiet der Erfindung entsprechende Stand der Technik wird bezogen auf die Brikettierung/Agglomerierung bestimmt durch das Verpressen von trockenen bzw. auf einen Wassergehalt von <25% getrockneten organisch-pflanzlichen, kohlespezifischen Produkten, die bevorzugt zur Verbrennung und/oder Vergasung einge­ setzt werden. Als Pressen dienen bevorzugt Stempel-, Walzen- aber auch Matrizenpressen (z. B. DE 36 09 117).

Das Herstellen von Preßlingen für ein besseres Handling, der Verdichtung zur Volumenre­ duzierung, der Pelletierung von Futtermitteln, der Tablettenherstellung u. ä. Anwendungs­ fälle ist ebenfalls bekannt.

Bekannt sind ebenfalls die Herstellung von Brennstoffen aus Abfällen unter Zusatz von Bindemitteln (DE-OS 25 11 477), durch Zusatz von Ölen (DE 25 07 938) oder durch Ver­ pressen von Papier.

Alle Verdichtungsverfahren, insbesondere die Brikettierverfahren weisen aber folgende Nachteile auf:

• - die Einsatzstoffe müssen relativ trocken sein bzw. einen Wassergehalt <25% bevorzugt <20% aufweisen,
• - Einsatzstoffe mit einem Wassergehalt <20% werden mit Bindemitteln versetzt, die unter Wasseraufnahme aushärten, jedoch ein schlechtes Verbrennungsverhalten ausweisen,
• - Einsatzstoffe mit einem Wassergehalt <20% werden auf den erforderlichen Wasserge­ halt getrocknet,
• - die hergestellten Preßlinge sind nicht entsprechend dem Herstellungszweck einsetzbar,
• - die hergestellten Preßlinge/Brikett sind weder transport- noch thermostabil.

Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu finden, pastöse organische Rest- und Abfallstoffe, bevorzugt mechanisch entwässerten Klärschlamm mit einem üblichen Feuchtegehalt von 60-70% in einen Zustand zu überführen, in dem dieser sonst bei Druckbeanspruchung nicht verfestigungsfähige Stoff preßfähig wird. Dabei sollen Preßlinge entstehen, die eine ausreichende Festigkeit für den Zwischentransport und eine hohe Thermostabilität für den Vergasungsprozeß aufweisen.

Erfindungsgemäß besteht die Lösung darin, daß die verfilzte Struktur des Klärschlammes soweit zerfasert wird, daß die den Fasern anhaftende Feuchtigkeit durch einen Zusatzstoff aufgenommen bzw. von diesem eingehüllt wird. Der Zusatzstoff muß dabei die Eigenschaf­ ten aufweisen, mit dem aufgenommenen Wasser auch bei Druckbeanspruchung formstabil zu bleiben, trotz angelagertem Wasser gleithemmend zu wirken und mit der Grundsubstanz einen formstabilen Verband zu bilden, der jedoch wasserdampfdurchlässig ist.

Braunkohlenfilterstaub aus Brüdenfilteranlagen von Braunkohlenbrikettfabriken erfüllt die genannten Anforderungen, wenn dieser durch Intensivmischung dem zerfaserten Klär­ schlamm so zugesetzt wird, daß die Oberflächenfeuchte der Fasern auf 25-35% Feuchte reduziert wird. Getrockneter Klärschlamm mit einem Wassergehalt 20%, Trocken­ braunkohle mit einem Wassergehalt 20% und Zelluloseprodukte mit einem Wassergehalt 15% sind ebenfalls geeignet.

Die Preßgutfeuchte ist gleichmäßig bis in die stofflichen Mikrobereiche hinein gewährleistet, d. h. es liegt eine hohe Mischungshomogenität vor. Die verfahrenstechnische Wirkung ge­ lingt nur durch Kombination von Zwangsvermischung und intensiver Zerkleinerung (Zerfaserung). Die Kombination kann gleichzeitig oder nacheinander erfolgen.

Durch die erfindungsgemäße Mischung von Klärschlamm und trockenem Braunkohlenstaub wird ein Preßgut geschaffen, das durch Mitteldruckverdichtung bevorzugt bei 20- 120 MPa bei mehrfacher Wirkung des Preßdruckes und sich dabei erhöhender Querkompression ausreichend feste und thermostabile Preßlinge liefert. Ein geeigneter Pressentyp, der diese Verdichtungsbedingungen erfüllt, ist z. B. die Lochmatrizen-Walzenpresse oder bei gerin­ geren Wassergehalten eine Walzen- oder Stempelpresse. Unter Einhaltung der erfin­ dungsgemäßen verfahrenstechnischen Bedingungen kann der Mengenanteil von mecha­ nisch entwässertem Klärschlamm großer 20% bevorzugt 30-40% betragen.

Die Erfindung soll im folgenden an einem Beispiel kurz erläutert werden.

0,4 Masse-Anteile Klärschlamm mit einem Feuchtegehalt von etwa w = 70% werden mit 0,6 Masse-Anteilen Brüdennutzstaub (w = 8%) in einem Zwangsmischer mit hohem Ener­ gieeintrag vermischt und auf hohe Feinheit von 0 bis 2 mm zerkleinert. Die Zwangsvermi­ schung und die Zerkleinerung können wahlweise nacheinander oder gleichzeitig mit geeig­ neten Mischaggregaten mit hoher Zerkleinerungswirkung durchgeführt werden. Das homo­ gene Mischgut wird mit einer Lochscheibenwalzenpresse (Pelletpresse) zu Preßlingen von ca. 40 mm Länge und einem Durchmesser von z. B. 14 mm verpreßt. Die "grünen" Pellets besitzen eine Abriebfestigkeit R10 (50) von 92,0%. Damit weisen sie die geforderte Festig­ keit für den Zwischentransport und die für den Vergasungsprozeß erforderliche Thermo­ stabilität auf.

Claims (2)

1. Verfahren zur Verfestigung von pastösen organischen Rest- und Abfallstoffen be­ vorzugt von Klärschlamm zum Einsatz in der Kohledruckvergasung, bei vorheriger mechani­ scher Entwässerung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von kleiner 80% und anschließendem Zusatz eines feuchtebindenden Stoffes, gekennzeichnet dadurch, daß

• - die Anteile des Klärschlammes im Preßgut sich auf größer 20% belaufen, vorzugsweise 30 bis 40%,
• - als feuchtebindender Zusatzstoff trockener Braunkohlenstaub, vorzugsweise Brüdenfil­ terstaub aus Brikettfabriken mit einem Wassergehalt von 11% eingesetzt wird, oder
• - der feuchtebindende Zusatzstoff ganz oder teilweise durch die getrockneten Stoffe Trockenbraunkohle mit einem Wassergehalt 20%, getrockneter Klärschlamm mit einem Wassergehalt 20% und/oder Papier mit einem Wassergehalt 15% ersetzt wird,
• - die intensive Vermischung der Komponenten durch eine Kombination von Zwangsvermi­ schung und starker Zerkleinerung erfolgt, wobei beide Schritte gemeinsam oder getrennt ablaufen können,
• - die Preßverdichtung des somit entstandenen Preßgutes unter Preßdrücken von 20 bis 120 MPa erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Preßverdichtung mehrfach erfolgt, wodurch sich die Querkompression erhöht.