Schlammtrocknung mittels Strahlmühle im Überschallbereich

Abstract

Im Bundesabfallwirtschaftsgesetz ist für die kommenden Jahre eine deutliche Erhöhung der thermischen Nutzung von kommunalen Klärschlämmen postuliert. Aus diesem Grund stehen die kleinen und mittleren Kläranlagen dem neuen Problem gegenüber, wie sie die großen Volumina an Klärschlamm mit bis zu 80% Wassergehalt kostengünstig den jeweiligen thermischen Behandlungsmethoden (Mono- und Mitverbrennungsanlagen)zuführen sollen. Eine intensive Vorentwässerung bzw. Trocknung ist dahingehend unumgänglich, dass Ressourcen geschont und der Heizwert erhöht wird, damit aus dem Problemstoff ein Wertstoff entstehen kann. Durch das hier in dieser Arbeit vorgestellte Verfahren wird eine Möglichkeit aufgezeigt, wie das enthaltene Wasser kostengünstig durch den Einsatz einer Luftstrahlmühle und der in der Umgebungsluft enthaltenen Energie verdunstet werden kann. Als wichtigster Bauteil des gesamten Prozesses wird die in der Strahlmühle enthaltene Laval-Düse gesehen. Durch gezielte Veränderungen der Düsengeometrie können bei gleichen Betriebsparametern (Druck und Temperatur) große Leistungszuwächse durch die Beschleunigung der Strömung auf Überschall entlang der Düse erreicht werden. Um dieses Verhalten für zukünftige Anwendungen zu erfassen, folgt der eindimensionalen Berechnung der Laval-Düse, unter Zuhilfenahme der Ergebnisse der eindimensionalen Berechnung als Randbedingungen, eine Computersimulation,welche eine Simulation des Freistrahls ermöglicht.<br />Die Ergebnisse des Freistrahls werden durch Tests an verschiedenen Laval-Düsen verifiziert, damit eine zukünftige Auslegung der Laval-Düse und in weiterer Folge der Strahlmühle kostengünstig und zeitsparend am Computer erfolgen kann.<br />