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Klärschlammverbrennungsanlagen werden als Etagenöfen und zur Wirbelschicht-Verbrennung verwendet. Bei den meisten der betriebenen Schlammverbrennungsanlagen handelt es sich um Etagenöfen und beim Rest um Wirbelschicht-Verbrennungsanlagen. Gebläse von HOFFMAN & LAMSON werden bei der Etagenofen- und Wirbelschicht-Schlammverbrennung zur Kühlung oder als Wirbelschicht-Luftgebläse verwendet.
Unsere Gebläse werden kundenspezifisch hergestellt und so entwickelt, dass sie einen bestimmten Luftstrom und Druck liefern, was diese Gebläse sehr effizient macht. Aus diesem Grund sind Gebläse von HOFFMAN & LAMSON die bevorzugte Technologie für die Abwasserindustrie und haben den besten Ruf hinsichtlich Lebensdauer und Service.
Die luftgekühlte Variante des Etagenofens wird verwendet, um Klärschlamm zu verbrennen. Der standardmäßige Etagenofen ist ein vertikal ausgerichteter Zylinder. Die Außenhülle besteht aus Stahl, der mit feuerfestem Material ausgekleidet ist, und ist von einer Reihe horizontaler feuerfester Öfen umgeben. Eine hohle, sich drehende Welle aus Gusseisen läuft durch die Mitte der Öfen.
Kühlluft wird durch die Welle und ihre “Rührarme” eingespeist, die sich über die Öfen erstrecken. Jeder Arm verfügt über zahlreiche Zähne, die speziell geformt sind, um den Schlamm in einer spiralförmigen Bewegung zu schieben.
In den meisten Etagenöfen wird teilweise entwässerter Schlamm auf den Rand des obersten Ofens gespeist. Die Rührarme bewegen den Schlamm durch die Verbrennungsanlage, indem sie ihn in Richtung der Mittelwelle schieben, wo er durch die Öffnungen in der Mitte des Ofens fällt. Im nächsten Ofen wird der Schlamm in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Durch die Rührbewegung wird festes Material aufgebrochen, um einen besseren Oberflächenkontakt mit Hitze und Sauerstoff zu ermöglichen.
In einen oder mehrere Öfen der Verbrennungsanlage kann ebenfalls Schwimmschlamm gespeist werden. Die Mengen an Schwimmschlamm sind im Vergleich zu denen anderer Abwasserfeststoffe in der Regel klein.
Raumluft wird zunächst durch die Mittelwelle und die verbundenen Rührarme geleitet. Ein Teil dieser Luft (oder die gesamte Luft) wird von oben bis unten als vorgewärmte Verbrennungsluft verteilt. Die Verbrennungsluft strömt nach oben durch die Tropföffnungen in den Öfen im Gegenstrom zum Fluss des Schlamms. Dann wird sie durch den oberen Ofen abgegeben. Luft strömt auch am Boden ein, um die Asche abzukühlen. Es werden in der Regel Vorkehrungen getroffen, um Raumluft direkt in den mittleren Ofen zu geben.
Etagenöfen können in drei Zonen unterteilt werden:
Etagenöfen werden manchmal mit Nachbrennern betrieben. Nachbrenner reduzieren Gerüche und die Konzentration nicht verbrannter Kohlenwasserstoffe weiter. Beim Nachbrennen stößt der Ofen Abgase aus, die in eine Kammer geleitet werden, in der sie mit weiterem Brennstoff und Luft vermischt und dann vollständig verbrannt werden.
Unter normalen Betriebsbedingungen müssen 50 bis 100 % zusätzliche Luft zu einem Etagenofen hinzugefügt werden, um eine vollständige Verbrennung des Schlamms sicherzustellen. Neben der Verbesserung des Kontakts zwischen Brennstoff und Sauerstoff im Ofen sind diese hohen Mengen zusätzlicher Luft erforderlich, um normale Abweichungen sowohl bei den organischen Eigenschaften der Schlammeinspeisung als auch bei der Rate, mit der sie in den Ofen gegeben wird, auszugleichen.
Die Wirbelschichtverbrennung wird verwendet, um entwässerten Schlammkuchen in Asche umzuwandeln. Dieser Prozess ist komplex und findet in der Regel in mittelgroßen bis großen Anlagen statt. In Fällen, in denen kein Land zur Entsorgung des Schlamms zur Verfügung steht, verbrennen jedoch möglicherweise auch kleinere Anlagen.
Wirbelschicht-Verbrennungsanlagen bestehen aus einer vertikal ausgerichteten Außenhülle aus Stahl, die mit feuerfestem Material ausgekleidet ist. Düsen, die Luftstöße einbringen sollen, befinden sich in der Basis des Ofens in einem mit feuerfestem Material ausgekleidetem Gitter. Auf dem Gitter befindet sich ein etwa 0,75 Meter (2,5 Fuß) hohes Sandbett.
Zwei allgemeine Konfigurationen:
Teilweise entwässerter Schlamm wird in den unteren Teil des Ofens gespeist. Luft wird in die Wirbelschichten aus heißem Sand und den eingehenden Schlamm gegeben. Bei der Verbrennung des Schlamms werden feine Aschepartikel und etwas Sand oben aus dem Ofen abgegeben.
Die Verbrennung des Schlamms findet in zwei Zonen statt:
Die Fluidisierung ermöglicht die perfekte Mischung zwischen dem Schlamm und der Verbrennungsluft. Die Verwirbelung erleichtert die Übertragung von Wärme von dem heißen Sand auf den Schlamm. Kleinere Mengen zusätzlicher Luft werden für die vollständige Verbrennung des Schlamms benötigt. In der Regel können Wirbelschicht-Verbrennungsanlagen eine vollständige Verbrennung mit 20 bis 50 % zusätzlicher Luft erreichen – etwa der Hälfte der von Etagenöfen benötigten Menge.
