Energetische Optimierung eines Klärschlamm-Kontakttrockners durch betriebsbegleitende Simulation und Steuerung

Fördermittel-/Auftraggeber:	Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie AiF Otto von Guericke
Projektleiter:	Dr.- Ing. O. Philipp
Projektlaufzeit:	01.01.2007 – 31.12.2008
Kooperationspartner:	ROSOMA GmbH

Zielstellung:

Im beantragten Projekt soll ein Kontakt- Schneckentrockner so optimiert werden, dass sein Energieverbrauch je kg Wasserverdampfung deutlich gesenkt wird. Der Schneckentrockner hat gegenüber einer Reihe anderer Trockner den Vorteil, dass mit ihm eine Volltrocknung ohne Gutrückführung durchgeführt werden kann.
Die Firma ROSOMA GmbH hat einen Schneckentrockner im Fertigungsprogramm, dessen Wärmeenergieverbrauch ca. 1,01 kWh/kg Wasserverdampfung beträgt. Dieser Wert führt bei den auch weiterhin zu erwartenden Energiepreissteigerungen ( Erdgas, Öl ) zu Kostenerhöhungen, die die Marktfähigkeit dieses Trockners ebenso wie anderer erheblich reduzieren. Der Energieverbrauch des Trockners muss deshalb nach durchgeführten Recherchen um ca. 15% gesenkt werden.
Das soll vor allem durch Nutzung der technisch-physikalischen Zusammengänge zwischen den Konstruktions- und Betriebsparametern erreicht werden, nachdem diese in einem phänomenologischen Berechnungsverfahren hergestellt wurden.

Durch die FuE-Projektbearbeitung ist die Wissensbasis zum allgemeinen Stand der Technik bei Gär- und Klärschlammtrocknung (Trocknertyp und Trocknerleistung), zur rechnerischen Modellierung des Trockenprozesses (Berechnungs- und Simulationsprogramme), zu Schlammeigenschaften für spezielle Gär- und Klärschlämme und zur experimentellen Untersuchung der Massen- und Energieflüsse an Kontakttrocknern mit Schneckenförderung erarbeitet worden.
Für den Produzenten und Projektpartner ROSAMA nutzbar liegen Rechenprogramme, Kennfeldberechnungen sowie Berechnungen zur Reduzierung der Wärmeverluste und zur Wärmerückgewinnung für eine energetische Optimierung eines Kontakttrockners mit Schneckenkaskade vor.
Der Schneckentrockner nutzt das in der Fördertechnik seit langem als robust und einfach bekannte und vielfach bewährte Prinzip der Trogschnecke. Schneckenförderer sind raumsparend, kapselfähig und dadurch staubarm und benötigen in der Horizontalversion nur eine geringe Antriebsleistung. Schnecke und Trog und ihre Bewegung im und mit dem Gut ergeben intensiven Gutkontakt und legen den Gedanken nahe, dieses Wirkprinzip durch Beheizung der Kontaktflächen zum Trockner weiter zu entwickeln.
Im Ergebnis der durchgeführten Untersuchungen liegt ein physikalisch- mathematisches Modell vor, mit dem die im untersuchten Trockner mit vorentwässertem Schlamm aus einer landwirtschaftlichen Biogasanlage ablaufenden Stoff- und Energieaustauschprozesse reproduzierbar beschrieben werden können. Wichtigstes Ergebnis der Untersuchungen ist, dass die Höhe der Öleintrittstemperatur in den Trockner ( Vorlauftemperatur ) den gesamten Prozeß am intensivsten beeinflusst. Baulängenreduzierung bzw. Baulängenvergrößerung bei gleichzeitigem Verzicht auf die konstruktiv aufwändige Beheizung von Wendel und Welle sind nach durchgeführten Berechnungen möglich und deshalb insbesondere für den Hersteller interessant. Ob bei Wegfall der Wendel/Welle- Beheizung auch die Chance für den Einsatz leichterer Werkstoffe bietet, müsste geprüft werden.