WO2025172523A1

WO2025172523A1 - Verfahren zur beanspruchung von partikeln mit elektroimpulsen und verwendung einer vorrichtung zur beanspruchung von partikeln

Info

Publication number: WO2025172523A1
Application number: PCT/EP2025/054013
Authority: WO
Inventors: Sandra Weyrauch; Holger Lieberwirth; Margarita Mezzetti
Original assignee: HAVER ENGINEERING GmbH; Bergakademie Freiberg
Current assignee: HAVER ENGINEERING GmbH; Bergakademie Freiberg
Priority date: 2024-02-16
Filing date: 2025-02-14
Publication date: 2025-08-21
Anticipated expiration: 2026-08-16
Also published as: DE102024104417A1

Abstract

Verfahren zur Beanspruchung von Partikeln (100) mit Elektroimpulsen (200) mit einer Vorrichtung (1) umfassend eine Prozesssäule (2) mit einem im vertikal ausgerichteten Prozessraum (3), wobei der Prozessraum (3) einen Eingang (4) an einem oberen Ende (5) der Prozesssäule (2) und einen Ausgang (6) an einem unteren Ende (7) der Prozesssäule (2) umfasst, wobei der Prozessraum (3) zwischen dem Eingang (4) und dem Ausgang (6) eine im Wesentlichen konstante Breite (30) aufweist. Dem Eingang (4) ist eine Zuführeinrichtung (8) zum Zuführen von zu beanspruchenden Partikeln (100) zugeordnet und dem Ausgang (6) ist eine Abführeinrichtung (9) zum Abführen von beanspruchten Partikeln (100) zugeordnet. Dem Prozessraum (3) sind zwei auf unterschiedlichen Seiten des Prozessraums (3) angeordnete Elektroden (10) zugeordnet, welche mit einem Elektroimpuls-Generator (11) verbunden sind. Dabei werden die zu beanspruchenden Partikel (100) als Partikelbett (150) kontinuierlich von dem Eingang (4) zu dem Ausgang (6) durch den Prozessraum (3) geführt und mittels der Elektroden (100) mit Elektroimpulsen (200) beansprucht. Erfindungsgemäß ist auch die Verwendung einer solchen Vorrichtung zur Beanspruchung von Partikeln (100) mit Elektroimpulsen (200) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description

HEM, TUBAF Verfahren zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen und Verwendung einer Vorrichtung zur Beanspruchung von Partikeln Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen mit wenigstens einer Vorrichtung umfassend wenigstens eine Prozesssäule mit wenigstens einem im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Prozessraum (zur Beanspruchung von Partikeln), wobei der Prozessraum wenigstens einen Eingang an einem oberen Ende der Prozesssäule und wenigstens einen Ausgang an einem unteren Ende der Prozesssäule umfasst. Dem Eingang ist wenigstens eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von zu beanspruchenden Partikeln zugeordnet und dem Ausgang ist wenigstens eine Abführeinrichtung zum Abführen von beanspruchten Partikeln zugeordnet. Weiterhin sind dem Prozessraum wenigstens zwei auf unterschiedlichen Seiten des Prozessraums angeordnete Elektroden zugeordnet, welche mit wenigstens einem Elektroimpuls-Generator verbunden sind. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem die Verwendung einer Vorrichtung zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen. Das Prinzip der Beanspruchung von Feststoffen bzw. Partikeln durch Elektroimpulse ist im Stand der Technik bekannt. Hierdurch sollen die Partikel je nach Anwendung bereits vor einer tatsächlichen Zerkleinerung geschwächt werden bzw. die strukturelle Integrität soll beeinflusst werden. So soll die nachfolgende Zerkleinerung effektiver sein und vorteilhaft weniger Energie benötigen. HEM, TUBAF Die DE 102018 131541 A1 z. B. offenbart eine Vorrichtung zur elektrodynamischen Beanspruchung von Partikeln in einem vertikalen Rohrstück, wobei die Partikel relativ vereinzelt im Gegenstrom in einem fließfähigen Medium von oben nach unten durch das Rohrstück geführt werden. Dabei werden mithilfe eines Marx- Generators und mehreren Elektroden Elektroimpulse im Inneren des Rohrstücks erzeugt, wodurch die Partikel während des Durchführens durch das Rohrstück beansprucht werden. Nachteilig ist jedoch, dass der Durchsatz bei der zuvor genannten Vorrichtung relativ gering ist und dass auch die Effektivität der Beanspruchung der Partikel in dem fließfähigen Medium verbesserungswürdig ist. Auch die DE 102014008 989 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von Feststoffen mit Elektroimpulsen. Dabei sind ringförmige Impulsgeber mit unterschiedlichen Durchmessern teils ineinander geschachtelt in einem Prozessraum angeordnet. In dem Bereich der Zuführung von Feststoffen, also wenn noch größere Feststoffe vorliegen, sind wenige Ringe und somit größere Abstände zwischen den Ringen vorgesehen. In Durchlaufrichtung zum Ausgang hin wird die Anzahl der Ringe erhöht und somit der Abstand dazwischen immer kleiner. Feststoffe liegen dann auf einem Ring auf, werden zerkleinert und fallen auf die nächste Ringebene hinunter. So sollen am Ende stark zerkleinerte Partikel den Prozessraum verlassen. Nachteilig bei derartigen Systemen ist jedoch, dass es schnell zu Verstopfungen kommen kann, wenn die Feststoffe bzw. Partikel auf den Ringen liegen bleiben oder nicht zwischen den Ringen durchfallen können. Es gibt keine Möglichkeit, Verstopfungen zu beseitigen und den Materialfluss zu kontrollieren. Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen zur HEM, TUBAF Verfügung zu stellen, welches einen höheren Durchsatz ermöglicht und effektiver ist. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Verwendung einer Vorrichtung zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindungen ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen mit wenigstens einer Vorrichtung umfassend wenigstens eine Prozesssäule mit wenigstens einem im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Prozessraum (zur Beanspruchung von Partikeln), wobei der Prozessraum wenigstens einen Eingang an einem oberen Ende der Prozesssäule und wenigstens einen Ausgang an einem unteren Ende der Prozesssäule umfasst. Dabei weist der Prozessraum zwischen dem Eingang und dem Ausgang eine im Wesentlichen konstante Breite auf. Dem Eingang ist wenigstens eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von zu beanspruchenden Partikeln zugeordnet und dem Ausgang ist wenigstens eine Abführeinrichtung zum Abführen von beanspruchten Partikeln zugeordnet. Weiterhin sind dem Prozessraum wenigstens zwei auf unterschiedlichen Seiten des Prozessraums angeordnete Elektroden zugeordnet, welche mit wenigstens einem Elektroimpuls- Generator verbunden sind. Dabei werden die zu beanspruchenden Partikel als Partikelbett im Wesentlichen kontinuierlich von dem Eingang zu dem Ausgang durch den Prozessraum geführt und mittels der Elektroden mit wenigstens einem Elektroimpuls bzw. mit Elektroimpulsen beansprucht. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere ein elektrodynamisches Verfahren bzw. eine Elektroimpulszerkleinerung HEM, TUBAF insbesondere für die Bereiche bzw. die Materialien Erze, Schlacken, Beton- und Baustoffrecycling, Recycling von z. B. Photovoltaikanlagen bzw. Photovoltaikmodulen, Elektroschrott, und/oder mineralischen Roh- und/oder Reststoffen. Dass der Prozessraum zwischen dem Eingang und dem Ausgang eine im Wesentlichen konstante Breite aufweist, heißt insbesondere, dass der Prozessraum über die gesamte Länge des Prozessraumes die gleiche Kontur bzw. den gleichen Querschnitt aufweist. Dabei sind insbesondere keine Verjüngungen bzw. Verengungen bzw. Engstellen vorgesehen, welche zu einer Blockade der zu beanspruchenden Partikel und/oder zur Brückenbildung zwischen den Partikeln führen könnten. Dass dem Prozessraum Elektroden an bzw. auf wenigstens zwei unterschiedlichen Seiten zugeordnet sind, heißt insbesondere, dass die Elektroden in „Durchlaufrichtung“ der Partikel links und rechts angeordnet sind, vorzugsweise in einer Ebene bzw. auf der gleichen Höhe. Wenn mehr als zwei Elektroden vorgesehen sind, sind diese bevorzugt jeweils paarweise auf einer Ebene vorgesehen, sodass Elektrodenpaare dann in „Durchlaufrichtung“ der Partikel übereinander bzw. untereinander angeordnet sind. Der Prozessraum ist vorzugsweise von einer geeigneten Isolierung umgeben. Dabei sind die Elektroden vorzugsweise innerhalb der Isolierung in Wirkverbindung zu dem Prozessraum angeordnet. Ein Partikelbett ist anmeldungsgemäß insbesondere eine Schüttung von Partikeln, wobei es insbesondere bevorzugt ist, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens keine Einzelpartikel- Beanspruchung erfolgt. Dabei ist es bevorzugt, dass ein möglichst geschlossenes Partikelbett (d.h. insbesondere mit sich berührenden und aneinander abstützenden Partikeln) in dem Prozessraum der Prozesssäule vorliegt. Dabei ist insbesondere ein fluidisiertes Partikelbett bevorzugt, welches anmeldungsgemäß HEM, TUBAF eine von einem Fluid durchströmte Schüttung von Partikeln darstellt. Der Elektroimpuls-Generator ist insbesondere als Marx-Generator ausgebildet und dient allgemein zu Erzeugung von (kurzen) Hochspannungsimpulsen, mittels welcher die Partikel bzw. das Partikelbett beaufschlagt wird. Neben der Ausführung des Elektroimpuls-Generators als Marx-Generator sind auch alle anderen Arten von Elektroimpuls-Generatoren zweckmäßig einsetzbar, insbesondere auch sogenannte Tesla-Transformatoren und/oder Hochspannungskaskaden. Dass das Partikelbett im Wesentlichen kontinuierlich durch den Prozessraum bzw. die Prozesssäule geführt wird, heißt insbesondere, dass eine kontinuierliche bzw. gleichmäßige bzw. dauerhafte Durchführung bzw. Geschwindigkeit durch den Prozessraum vorgesehen ist. Insbesondere können Partikelgrößen von kleiner 25 mm mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet bzw. beansprucht bzw. bearbeitet werden. Je nach Ausgestaltung können aber auch größere oder auch kleinere Partikelgrößen vorgesehen sein. Insbesondere können Partikel kleiner 10 mm, vorzugsweise kleiner 6 mm und besonders bevorzugt zwischen ca. 0,2 und 5 mm, vorzugsweise zwischen ca. 1 mm und 2 mm beansprucht werden. Der Durchmesser des Prozessraums, welcher vorzugsweise röhrenförmig ausgebildet ist, kann vorzugsweise zwischen 50 mm und 200 mm betragen, vorzugsweise zwischen 75 mm und 150 mm insbesondere 100 mm. Der Elektrodenabstand ist vorzugsweise an den Durchmesser des Prozessraums bzw. der Prozesssäule angepasst. So kann der Elektrodenabstand je nach Durchmesser der Prozesssäule bzw. des Prozessraums auch zwischen 50 mm und 200 mm, vorzugsweise HEM, TUBAF zwischen 75 mm und 100 mm insbesondere 100 mm betragen. Allgemein kann je nach Ausgestaltung der Elektrodenabstand wie der Durchmesser der Prozesssäule oder auch größer oder auch kleiner gewählt werden. Vorzugsweise werden bei der Beanspruchung der Partikel durch Elektroimpulse Feinstpartikel nach oben, nach unten und/oder im Durchstrom ausgetragen. Die Isolierung kann vorzugsweise wenigstens einen den Prozessraum umlaufenden Isolationsraum umfassen, welcher bevorzugt mit wenigstens einem Isolationsmedium gefüllt ist. Es kann insbesondere VE-Wasser (vollentsalztes Wasser) als Isolationsmedium verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, ein anderes geeignetes nichtleitendes bzw. isolierendes Medium bzw. Fluid als Isolationsmedium zu verwenden. So ist unter anderem auch die Verwendung z. B. von Trafo-Öl oder Isolator-Öl als geeignetes Isolationsmedium möglich. Der Isolationsraum ist vorzugsweise derart vorgesehen bzw. ausgestaltet, dass die Kontaktierung der Elektroden von dem Elektronimpuls-Generator wenigstens abschnittsweise durch diesen Isolationsraum erfolgt. Hierzu kann beispielsweise wenigstens ein Kontakt von dem Elektronenimpuls-Generator zu wenigstens einer Elektrode wenigstens abschnittsweise durch den Isolationsraum und somit durch das darin enthaltende Isolationsmedium geführt werden, beispielsweise mittels eines geeigneten elektrischen Anschlusses oder je nach Ausgestaltung insbesondere durch einen Blechstreifen. Die Erdung der jeweils gegenüberliegenden Elektrode erfolgt je nach Ausgestaltung vorzugsweise auch wenigstens abschnittsweise durch den Isolationsraum. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren durch die Beanspruchung von Partikeln mit HEM, TUBAF Elektroimpulsen eine Vorschädigung oder sogar ein Aufbrechen der Partikel erfolgt. So können insbesondere mineralische Roh- und Reststoffe oder auch andere Materialien mittels der Elektroimpulse vorbehandelt werden, sodass das Material ermüdet bzw. geschwächt wird und zumindest für eine anschließende Zerkleinerung so vorbereitet wird, dass eine energetisch günstigere Zerkleinerung möglich ist. Dadurch, dass die Partikel in einem Partikelbett durch die Prozesssäule bzw. durch den Prozessraum geführt werden, ist ein wesentlich größerer Durchsatz als bei einer bekannten Partikelbeanspruchung im Fluidstrom (im Gegenstrom) möglich. Dadurch, dass die Partikel in einem Partikelbett durch die Prozesssäule geführt werden und somit die Partikel aneinander anliegen, kann eine wesentlich effektivere Beanspruchung als beispielsweise bei in Wasser relativ vereinzelt vorliegenden Partikeln erfolgen, da jeder wassergefüllte Zwischenraum zwischen Partikeln die Effizienz reduziert. Im Partikelbett durch den Prozessraum geförderte Partikel können wesentlich effizienter beansprucht werden, was unter anderem durch eine höhere Permittivität begünstigt wird. Bevorzugt liegt das Partikelbett in einer kompakten Schüttung in dem Prozessraum vor. Um dies zu erreichen, kann eine möglichst breite Partikelgrößenverteilung bei dem zu beanspruchenden Material vorgesehen sein. Material mit vielfältigen Partikelanteilen bzw. mit einer unterschiedlichen Partikelgrößenverteilung kann besonders dicht geschüttet vorliegen, sodass der Freiraum zwischen den einzelnen Partikeln möglichst klein gehalten wird. Wie zuvor schon ausgeführt wurde, ist jeder Zwischenraum zwischen zu beanspruchenden Partikeln ein negativer Faktor für die Effizienz. Somit ist eine kompakte Schüttung besonders effizient bei der Beanspruchung. HEM, TUBAF Besonders bevorzugt liegt das Partikelbett in dem Prozessraum in wenigstens einem Prozessmedium vor. Dabei kann das Prozessmedium beispielsweise, wie auch im Stand der Technik bekannt, von unten zugeführt und vorzugsweise nachgefüllt bzw. konstant gehalten werden. Das Prozessmedium kann vorzugsweise aber auch anders, beispielsweise von oben, zugeführt werden. Das Prozessmedium kann insbesondere wenigstens eine Flüssigkeit umfassen. Je nach Ausgestaltung kann das Prozessmedium vorzugsweise aber auch Luft und/oder auch ein Gas bzw. ein Gasgemisch sein oder umfassen. Besonders bevorzugt umfasst das Prozessmedium Prozesswasser bzw. ist Prozesswasser. Bevorzugt kann als Prozesswasser z. B. normales Leitungswasser oder auch Brunnenwasser bzw. (nicht aufbereitetes) natürlich vorkommendes Wasser verwendet werden. Das Prozesswasser kann aber insbesondere auch Wasser mit einer (besonders) niedrigen Leitfähigkeit sein. In zweckmäßigen Ausgestaltungen wird das Partikelbett passiv durch den Prozessraum geführt. Dabei wird unter passiv durch den Prozessraum führen insbesondere verstanden, dass innerhalb des Prozessraums keine Antriebsmittel vorgesehen sind, welche das Partikelbett durch die Prozesssäule bzw. den Prozessraum fördern. Es erfolgt eine sogenannte Schwerkraftförderung durch die Gewichtskraft der Partikel, wobei die Geschwindigkeit der Partikeldurchführung durch die Säule davon abhängen bzw. beeinflusst werden kann, wie schnell der Abtransport der Partikel am unteren Ende der Säule erfolgt. Wenn z. B. kein Produkt abgefördert würde, könnte auch kein weiterer Transport erfolgen, sodass je nach Geschwindigkeit bzw. Durchsatz der Abführeinrichtung die passive Durchführung des Partikelbetts durch den Prozessraum von dem aktiven Abtransport von Produkt am Ende bzw. am Ausgang des Prozessraums abhängt. Je nach Ausgestaltung kann aber auch eine aktive Förderung innerhalb der Prozesssäule bzw. des Prozessraums vorgesehen sein. HEM, TUBAF In bevorzugten Ausgestaltungen erfolgt ein kontinuierliches Zuführen von Partikeln. Dabei heißt kontinuierlich insbesondere stetig, aber auch nicht stetig/gleichmäßig, oder auch getaktet bzw. bei Bedarf und insbesondere ähnlich einer Füllstandsregelung mit vorbestimmter minimaler und maximaler Füllhöhe. Insbesondere ist bevorzugt, dass wenigstens bis in den Bereich oberhalb der Elektroden ein Partikelbett und je nach Ausgestaltung eine kompakte Schüttung vorliegt. Dabei kann die Zuführung über jede Art von Fördertechnik erfolgen, welche sinnvoll einsetzbar ist. Insbesondere kann beispielsweise eine beliebige Förder- und/oder Dosiereinrichtung vorgesehen werden, wobei insbesondere ein Schwingungserreger wie z. B. eine Schwingrinne bzw. Magnetrinne verwendet werden, über welche Material kontinuierlich eingerieselt wird bzw. in den Prozessraum nachgefördert wird. Besonders bevorzugt wird Prozessmedium kontinuierlich nachgefüllt. Dabei heißt kontinuierlich insbesondere stetig, aber auch nicht stetig/gleichmäßig oder auch getaktet bzw. bei Bedarf, wobei auch ein getaktetes Nachfüllen bzw. ein Nachfüllen bei Bedarf vorgesehen sein kann. Auch hier ist wieder vorgesehen, dass der Flüssigkeitsspiegel insbesondere bis in den Bereich der Elektroden vorgesehen ist, sodass die Partikel bzw. das Partikelbett insbesondere im Bereich der Beanspruchung durch Elektroimpulse von Prozessmedium umgeben ist. Bevorzugt wird die Durchlaufgeschwindigkeit der Partikel angepasst. Dabei kann durch die Durchlaufgeschwindigkeit die Beanspruchung der Partikel beeinflusst werden. Je langsamer Partikel durch die Prozesssäule bzw. den Prozessraum geführt werden, umso länger und/oder öfter können die Partikel von Elektroimpulsen beaufschlagt beansprucht werden. Insbesondere kann durch die Anpassung der Abtransportgeschwindigkeit der Partikel am Ende der Prozesssäule bzw. am Ausgang die Durchlaufgeschwindigkeit eingestellt werden. Vorzugsweise kann eine Variation der Durchlaufgeschwindigkeit bzw. HEM, TUBAF Durchsatzgeschwindigkeit materialspezifisch vorgegeben sein, oder aber bei einer Änderung der Partikelgrößenzusammensetzung in der Zufuhr dynamisch angepasst werden. In zweckmäßigen Ausgestaltungen ist eine Entwässerung des Partikelbetts dem Prozessraum nachgeschaltet. Dabei kann beispielsweise und bevorzugt eine Entwässerungssiebmaschine am Ausgang vorgesehen sein, welche eine Wasserfeststofftrennung vornimmt. Je nach Ausgestaltung kann aber auch jede andere Art von Entwässerungstechnik, beispielsweise eine Entwässerungsschnecke vorgesehen sein. Am Eingang des Prozessraums kann beispielsweise und bevorzugt auch ein Überlauf vorgesehen sein, über welchen vorzugsweise Feinstpartikel und Wasser abgetrennt werden. Allgemein kann auch hier eine Wasserfeststofftrennung vorgesehen sein. Bevorzugt sind mehrere Elektroden in Wirkverbindung zu dem Elektroimpuls-Generator insbesondere in unterschiedlichen Ebenen angeordnet. So ist es insbesondere möglich, dass ein Partikel beim Durchführen durch die Prozesssäule bzw. durch den Prozessraum mehrfach mit Elektroimpulsen beansprucht wird. Bevorzugt ist wenigstens eine Filtereinrichtung vorgesehen, um das Prozessmedium aufzubereiten. So ist es insbesondere bevorzugt, dass ein Recycling von Prozesswasser erfolgt. Beispielsweise kann auch ein Ionentauscher vorgesehen sein, um während der Beanspruchung in das Prozesswasser gelöste Ionen wieder aus dem Prozesswasser bzw. dem Prozessmedium entfernt werden. Ionen würden auf Dauer die Leitfähigkeit des Prozesswassers erhöhen. Auch klassische Filter bzw. Feinfilter und auch andere Filtertechniken können vorzugsweise eingesetzt werden. HEM, TUBAF Bevorzugt ist wenigstens ein Schwingungserzeuger der Prozesssäule zugeordnet. Über einen solchen Schwingungserzeuger kann insbesondere auch von außen beispielsweise ein Produktstau in der Säule wieder gelöst werden. Vorzugsweise kann statt der Erzeugung von Schwingungen von außen zusätzlich oder alternativ auch das Prozessmedium zum Pulsieren gebracht werden. So werden durch das Pulsieren der Prozessmediumsäule auch Blockaden vorteilhaft gelöst. In vorteilhaften Weiterbildungen ist wenigstens ein Zweiwegeventil dem Ausgang zugeordnet. Dabei ist ein Zweiwegeventil insbesondere während des Prozessbeginns vorteilhaft einsetzbar, wenn beim initialen Füllen des Prozessraums unbeanspruchtes Material unterhalb der Elektroden vorliegt. Dieses kann dann vorzugsweise entweder dem Prozess erneut zugeführt oder einer anderen Verwendung zugeführt werden. Erfindungsgemäß ist auch die Verwendung einer Vorrichtung zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen zur Durchführung eines Verfahrens, wie es zuvor beschrieben wurde. Dabei umfasst die Vorrichtung wenigstens eine Prozesssäule mit wenigstens einem im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Prozessraum (zur Beanspruchung von Partikeln), wobei der Prozessraum wenigstens einen Eingang an einem oberen Ende der Prozesssäule und wenigstens einen Ausgang am unteren Ende der Prozesssäule umfasst. Dabei ist dem Eingang wenigstens eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von zu beanspruchenden Partikeln zugeordnet und dem Ausgang ist wenigstens eine Abführeinrichtung zum Abführen von beanspruchten Partikeln zugeordnet. Weiterhin sind dem Prozessraum wenigstens zwei auf unterschiedlichen Seiten des Prozessraums angeordnete Elektroden zugeordnet, welche mit wenigstens einem Elektroimpuls-Generator verbunden sind. HEM, TUBAF Allgemein kann die Vorrichtung derart weitergebildet sein, wie es zuvor zu dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurde. Auch die erfindungsgemäße Verwendung bietet die Vorteile, wie zuvor schon zu dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt wurden. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird. In den Figuren zeigen: Fig. 1 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen; Fig. 2 eine rein schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen in einer Schnittansicht; Fig. 3 eine rein schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen in einer Schnittansicht Fig. 4 eine rein schematische Darstellung eines Prozessraumes eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 5 eine rein schematische Darstellung eines Prozessraumes eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und HEM, TUBAF Fig. 6 drei rein schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen von Vorrichtungen zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In Figur 1 ist rein schematisch eine Vorrichtung 1 zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen dargestellt, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Dabei umfasst die Vorrichtung 1 zur Beanspruchung von Partikeln 100 mit Elektroimpulsen 200 in dem Ausführungsbeispiel eine Prozesssäule 2, in welcher ein im Wesentlichen vertikal ausgerichteter Prozessraum 3 vorgesehen ist. Der Prozessraum 3 weist dabei an einem oberen Ende 5 der Prozesssäule 2 einen Eingang 4 auf, über welchen Partikel 100 in den Prozessraum eingebracht werden können. Weiterhin weist die Prozesssäule 2 an dem unteren Ende 7 einen Ausgang 6 des Prozessraums 3 auf, über welchen beanspruchte Partikel wieder aus der Prozesssäule 2 austreten können. Um die durch die Prozesssäule 2 bzw. durch den Prozessraum 3 geführten Partikel 100 mit Elektroimpulsen 200 zu beaufschlagen, ist ein Elektroimpuls-Generator 11 vorgesehen, welcher hier mit zwei sich im Wesentlichen gegenüberliegende Elektroden 10 an dem Prozessraum 3 bzw. an der Prozesssäule 2 in Wirkverbindung steht. Über die Elektroden 10 können Elektroimpulse 200 in den Prozessraum eingeleitet werden. Durch diese Elektroimpulse 200 werden die durch den Prozessraum 3 geführten Partikel 100 geschwächt, sodass diese z. B. bei einer späteren Zerkleinerung effizienter und vorzugsweise mit weniger Energiebedarf zerkleinert werden können. Diese Schwächung ist insbesondere eine Vielzahl von Mikrorissen innerhalb des Partikels. HEM, TUBAF Der Elektrodenimpuls-Generator ist dabei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Marx-Generator 16 ausgebildet. Je nach Ausgestaltung können aber auch andere geeignete Elektroimpuls- Generatoren verwendet werden. Zum Zuführen von Partikeln 100 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Prozesssäule 2 ein Vorrat 23 vorgeschaltet, aus welchem Partikel 100 einer Zuführeinrichtung 8 zugeführt werden können, wobei über die Zuführeinrichtung 8 die Partikel dann der Prozesssäule 2 bzw. in den Prozessraum 3 zugeführt werden. Dabei ist hier ein Schwingungserzeuger bzw. hier konkret eine Schwingrinne 19 bzw. eine Magnetrinne 19 vorgesehen, über welche die Partikel 100 dem Prozessraum 3 zugeführt werden. Dem Ausgang 6 nachgeschaltet ist eine Abführeinrichtung 9, welche in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Schneckenförderer 18 umfasst. Das Partikelbett 110 wird hier „passiv“ durch den Prozessraum geführt, was bedeutet, dass in dem Prozessraum 3 keine Fördermittel vorgesehen sind. Der Transport erfolgt durch die Gewichtskraft der Partikel 100 und kann hier nur durch die Geschwindigkeit der Abführeinrichtung 9 beeinflusst werden. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel werden erfindungsgemäß die Partikel 100 als Partikelbett 110 und hier im Speziellen als kompakte Schüttung 120 durch die Prozesssäule 2 bzw. durch den Prozessraum 3 geführt. Dabei ist der Unterschied zwischen einem Partikelbett 110 und einer kompakten Schüttung 120, dass bei einer kompakten Schüttung 120 unterschiedliche Partikelgrößen vorgesehen sind, sodass möglichst wenig Freiräume zwischen den einzelnen Partikeln 100 verbleiben, sodass die in die Prozesssäule 2 bzw. in den Prozessraum 3 eingebrachten HEM, TUBAF Elektroimpulse 100 möglichst wenig durch einen nicht von Partikeln 100 besetzten Raum verlaufen. Dabei ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass das Partikelbett 110 fluiddurchströmt ist bzw. durch Prozessmedium 150 und hier im Speziellen durch Prozesswasser 160 mit einer besonders geringen elektrischen Leitfähigkeit aufgefüllt ist. Durch das Durchführen der Partikel 100 als Partikelbett 110 und im speziellen in einer kompakten Schüttung 120 wird ein besonders effizientes Verfahren zur Beanspruchung von Partikeln mit Elektroimpulsen bereitgestellt. Weiterhin ist dargestellt, dass dem Prozessraum 3 verschiedene Sensoren 20 zugeordnet sein können, wobei hier rein beispielhaft und nicht abschließend ein Füllstandsensor 21 für das Prozessmedium 150 und ein Füllstandsensor 22 für Feststoffe bzw. für die Partikel 100 vorgesehen ist. Hier kann zum Beispiel vorteilhaft auch ein Sensor zur Partikelgrößenbestimmung eingesetzt werden. In Figur 1 ist weiterhin dargestellt, dass der Abführeinrichtung 9 eine Wasserfeststofftrennung 23 nachgeschaltet wird, über welche die beanspruchten Partikeln 100 von dem verwendeten Prozessmedium 150 getrennt werden können. Der Wasserfeststofftrennung 23 ist hier eine weitere Trenneinrichtung 24 zum Auftrennen des Feststoffanteils in Fehlmaterial 25 und Wertmaterial 26 nachgeschaltet. Das im Rahmen der Wasserfeststofftrennung 23 separierte Prozesswasser bzw. Prozessmedium 150 kann in dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch einer weiteren Aufbereitung zugeführt werden. Dazu ist hier eine Filtereinrichtung 13 vorgesehen, die je nach Ausgestaltung eine klassische Filterung des HEM, TUBAF Prozesswassers 160 vornehmen kann. Die Filtereinrichtung 13 ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Auftrennung in einen Feststoffanteil und einen Flüssiganteil vorzunehmen. Hier ist beispielhaft ein Hydrozyklon vorgesehen. Je nach Ausführung kann aber beispielsweise auch ein Ionentauscher 27 vorgesehen sein. Durch die Beanspruchung der Partikel 100 in der Prozesssäule 3 mit Elektroimpulsen können sich nämlich Ionen aus dem beanspruchten Material lösen, welche die Leitfähigkeit des Prozessmediums 100 bzw. des Prozesswassers 160 auf Dauer teils wesentlich erhöhen könnten. Über einen Ionentauscher 27 kann das Prozesswasser optimal recycelt werden. Je nach Ausgestaltung kann das aufbereitete Prozessmedium 150 dann beispielsweise einem Tank 28 oder auch direkt wieder dem Prozess zugeführt werden. In Figur 1 ist gezeigt, dass zwei Elektroden 10 in einer Ebene 12 vorgesehen sind, um Elektroimpulse 200 in den Prozessraum 3 einzuleiten. Je nach Ausgestaltung kann auch mehr als ein Elektrodenpaar in unterschiedlichen Ebenen 12 vorgesehen sein. Weiterhin ist dargestellt, dass der Prozesssäule 2 ein Schwingungserzeuger 14 zugeordnet sein kann, mit welchem beispielsweise ein Produktstau innerhalb des Prozessraums 3 wieder aufgelöst werden kann. Im unteren Bereich des Prozessraums 3 bzw. und am unteren Bereich 7 der Prozesssäule 2 ist eine Frischwasserzufuhr angedeutet, wobei das Frischwasser in den hier gezeigten Ausführungsbeispiel von oben den Prozessraum 3 zugeführt werden kann, wohingegen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel das (recycelte) Prozesswasser 150 von unten dem Prozessraum zugeführt wird. Allgemein kann eine Durchströmung des Partikelbetts 110 mit Prozessmedium 150 beispielsweise von unten erfolgen. Je nach Ausgestaltung kann aber auch das Prozesswasser 150 anders zugeführt werden. HEM, TUBAF In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist dem Ausgang 6 bzw. der Abführeinrichtung 9 ein Zweiwegeventil 15 nachgeschaltet, über welches Partikel 100 z. B auch direkt wieder dem Prozess zugeführt werden können. Dies ist insbesondere bei einer Neubefüllung des Prozessraumes sinnvoll, wenn auch nicht beanspruchte Partikel 100, welche unterhalb der Elektroden 10 vorliegen, den Prozessraum 3 verlassen. In Figur 2 ist rein schematisch noch einmal eine Schnittansicht durch eine Prozesssäule 2 einer Vorrichtung 1 zur Beanspruchung von Partikeln 100 mit Elektroimpulsen 200 dargestellt. Dabei ist dargestellt, der Prozessraum 3 sich hier innerhalb der Prozesssäule 2 von einem oberen Ende 5 nach unten zu einem unteren Ende 7 erstreckt. So können in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zu beanspruchende Partikel 100 mittels einer hier nicht dargestellten Zuführeinrichtung 8 durch einen Eingang 4 am oberen Ende 5 dem Prozessraum zugeführt werden und über einen Ausgang 6 am unteren Ende 7 der Abführeinrichtung 9, hier ein Schneckenförderer 18, zugeführt werden. Um die zu beanspruchenden Partikel 100 in als Partikelbett 110 bzw. als kompakte Schüttung 120 durch den Prozessraum zu führen, weist der Prozessraum 3 überall die gleiche Breite 30 bzw. den gleichen Querschnitt 31 auf. So können Blockaden und/oder Brückenbildungen vermieden werden, wodurch der Transport der Partikel 100 durch den Prozessraum gestört oder sogar unmöglich würde. Es ist weiterhin dargestellt, dass die Prozesssäule 2 eine Isolierung 32 umfasst, welche den Prozessraum 3 umgibt. Dabei sind die Elektroden 10 innerhalb der Isolierung 32 in Wirkverbindung zu dem Prozessraum 3 angeordnet. HEM, TUBAF In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Prozesssäule 2 mit Elektroimpuls-Generator 11 einer Vorrichtung 1 zur Beanspruchung von Partikeln 100 mit Elektroimpulsen 200 in einer Schnittansicht dargestellt. Der Grundaufbau entsprich dabei den zuvor gezeigten Ausführungsbeispielen. Weiterhin ist dargestellt, dass die Isolierung 32 in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel einen den Prozessraum 3 umlaufenden Isolationsraum 33 umfasst, welcher hier mit wenigstens einem Isolationsmedium 34 gefüllt ist. Dabei ist hier als Isolationsmedium 34 vollentsalztes Wasser (VE-Wasser) vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, ein anderes geeignetes nichtleitendes bzw. isolierendes Medium bzw. Fluid als Isolationsmedium 34 zu verwenden. So ist unter anderem auch die Verwendung z. B. von Trafo-Öl oder Isolator-Öl als geeignetes Isolationsmedium möglich. Der Isolationsraum 35 ist hier derart ausgebildet, dass die Kontaktierung der Elektroden 10 von dem Elektronimpuls-Generator 11, hier ein Marx-Generator 16, wenigstens abschnittsweise durch diesen Isolationsraum 33 erfolgt. Hierzu läuft in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ein gemeinsamer Kontakt 35 von dem Elektronenimpuls-Generator 11 aus durch den Isolationsraum 33 zu den hier drei Ebenen von Elektroden 10. Hier ist als Kontakt ein Blechstreifen 36 vorgesehen. Die jeweiligen Gegenseiten der mit dem Elektronenimpuls-Generator 11 verbundenen Elektroden 10 sind hier auch gemeinsam über einen Kontakt 35 bzw. hier blechstreifen 36 mit durch den Isolationsraum 33 und die Isolation 32 nach außen geführt und mit einer Erde 37 bzw. einem Erdanschluss verbunden. HEM, TUBAF In Figur 4 ist rein schematisch ein Ausschnitt aus einem Prozessraum 3 dargestellt, durch welchen Partikel 100 in einem Partikelbett 110 durchgeführt werden. Hier erkennt man, dass durch eine relativ gleichmäßige Ausgestaltung der Partikelgrößen noch einige Freiräume zwischen den Partikeln 100 bestehen, welche von Prozessmedium 150 bzw. Prozesswasser 160 gefüllt sind. Hierdurch wird die Effizienz der Beanspruchung in der Regel verringert. In Figur 5 ist dem gegenüber rein schematisch dargestellt, dass bei einem Partikelbett 110 mit einer kompakten Schüttung 120 wesentlich weniger freie Räume für das Prozessmedium 150 verbleiben, sodass die Beanspruchung mit Elektroimpulsen noch effektiver erfolgen kann. In Figur 6 sind rein schematisch drei unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen 1 mit einer unterschiedlichen Anzahl von Elektroden 10 dargestellt, welche jeweils mit einem oder auch mehreren Elektroimpuls-Generatoren 11 in Wirkverbindung stehen. Dabei ist in der linken Ansicht vorgesehen, dass zwei Elektronenpaare bzw. 4 Elektroden 10 in zwei unterschiedlichen Ebenen 12 vorgesehen sind. Die mittlere Ansicht zeigt eine vergleichbare Ausführung mit sechs Elektroden 10 in drei Ebenen 12 und die rechte Ansicht zeigt eine Variante mit acht Elektroden in vier Ebenen 12. Auch jede andere Anzahl von Elektroden 10 und Ebenen 12 kann vorteilhaft eingesetzt werden. Je mehr Elektroden 10 in unterschiedlichen Ebenen 12 vorgesehen sind, umso effektiver können Partikel in der Regel beansprucht werden, da jeder Partikel 100 beim Durchlaufen des Prozessraums 3 in der Regel öfter von Elektroimpulsen beansprucht wird. HEM, TUBAF Bezugszeichenliste 1 Vorrichtung 34 Isolationsmedium 2 Prozesssäule 35 Kontakt 3 Prozessraum 36 Blechstreifen 4 Eingang 37 Erdung 5 oberes Ende 100 Partikel 6 Ausgang 110 Partikelbett 7 unteres Ende 120 kompakte Schüttung 8 Zuführeinrichtung 150 Prozessmedium 9 Abführeinrichtung 160 Prozesswasser 10 200 Elektroimpuls Elektroden 11 Elektroimpuls-Generator 12 Ebene 13 Filtereinrichtung 14 Schwingungserzeuger 15 Zweiwegeventil 16 Marx-Generator 17 Vorrat 18 Schneckenförderer 19 Magnetrinne 20 Sensor 21 Füllstandsensor (Flüssigkeit) 22 Füllstandsensor (Partikel) 23 Wasserfeststofftrennung 24 Trenneinrichtung 25 Fehlmaterial 26 Wertmaterial 27 Ionentauscher 28 Tank 29 Frischwasserzufuhr 30 Breite 31 Querschnitt 32 Isolierung 33 Isolationsraum

Claims

HEM, TUBAF Ansprüche: 1. Verfahren zur Beanspruchung von Partikeln (100) mit Elektroimpulsen (200) mit wenigstens einer Vorrichtung (1) umfassend wenigstens eine Prozesssäule (2) mit wenigstens einem im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Prozessraum (3) (zur Beanspruchung von Partikeln), wobei der Prozessraum (3) wenigsten einen Eingang (4) an einem oberen Ende (5) der Prozesssäule (2) und wenigstens einen Ausgang (6) an einem unteren Ende (7) der Prozesssäule (2) umfasst und wobei der Prozessraum (3)zwischen dem Eingang (4) und dem Ausgang (6) eine im Wesentlichen konstante Breite (30) aufweist, wobei dem Eingang (4) wenigstens eine Zuführeinrichtung (8) zum Zuführen von zu beanspruchenden Partikeln (100) zugeordnet ist und wobei dem Ausgang (6) wenigstens eine Abführeinrichtung (9) zum Abführen von beanspruchten Partikeln (100) zugeordnet ist, und wobei dem Prozessraum (3) wenigstens zwei auf unterschiedlichen Seiten des Prozessraums (2) angeordnete Elektroden (10) zugeordnet sind, welche mit wenigstens einem Elektroimpuls-Generator (11) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zu beanspruchenden Partikel (100) als Partikelbett (110) im Wesentlichen kontinuierlich von dem Eingang (4) zu dem Ausgang (6) durch den Prozessraum (3) geführt und mittels der Elektroden (10) mit Elektroimpulsen (200) beansprucht werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Partikelbett (110) in einer kompakten Schüttung (120) in dem Prozessraum (3) vorliegt. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Partikelbett in dem Prozessraum (3) in wenigstens einem Prozessmedium (150) vorliegt. HEM, TUBAF 4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Prozessmedium (150) Prozesswasser (160) ist. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Partikelbett (110) passiv durch den Prozessraum (3) geführt wird. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Prozessmedium (150) kontinuierlich nachgefüllt wird. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Durchlaufgeschwindigkeit des Partikelbetts (110) angepasst wird. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Entwässerung des Partikelbetts (110) dem Prozessraum (3) nachgeschaltet ist. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Elektroden (10) in Wirkverbindung zu dem Elektroimpuls-Generator (11) in unterschiedlichen Ebenen (12) angeordnet sind. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Filtereinrichtung (13) vorgesehen ist, um das Prozessmedium aufzubereiten. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Schwingungserzeuger (14) der Prozesssäule zugeordnet ist. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Prozessraum ein Pulsieren des Prozessmediums verursacht wird. 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Zweiwegeventil (15) dem Ausgang zugeordnet ist. HEM, TUBAF 14. Verwendung einer Vorrichtung (1) zur Beanspruchung von Partikeln (100) mit Elektroimpulsen umfassend wenigstens eine Prozesssäule (2) mit wenigstens einem im Wesentlichen vertikal ausgerichteten Prozessraum (3) (zur Beanspruchung von Partikeln), wobei der Prozessraum (3) wenigstens einen Eingang (4) an einem oberen Ende (5) der Prozesssäule (2) und wenigstens einen Ausgang (6) an einem unteren Ende (7) der Prozesssäule (2) umfasst, wobei dem Eingang (4) wenigstens eine Zuführeinrichtung (8) zum Zuführen von zu beanspruchenden Partikeln (100) zugeordnet ist und wobei dem Ausgang (6) wenigstens eine Abführeinrichtung (9) zum Abführen von beanspruchten Partikeln (100) zugeordnet ist, und wobei dem Prozessraum (2) wenigstens zwei auf unterschiedlichen Seiten des Prozessraums (3) angeordnete Elektroden (10) zugeordnet sind, welche mit wenigstens einem Elektroimpuls-Generator (11) verbunden sind, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.