DE19742116A1 - Verfahren zur Entwässerung von Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen - Google Patents

Verfahren zur Entwässerung von Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen

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DE19742116A1
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Sujit Banerjee
Russell W Foulke
Paul M Phelan
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Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Entwässerung von Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen und insbesondere neue Verfahren zum Entfernen von Wasser aus verschiedenen Arten von Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen, einschließlich verschiedener Arten von Schlämmen, unter gleichzeitiger Anwendung von sowohl Druck als auch Wärme auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix.
Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen aus städtischen, industriellen und anderen Verfahren werden gegenwärtig mit einer Raumtemperaturband-, einer Filter- oder einer Schraubenpresse entwässert. Diese Ausrüstungsgegenstände werden für Hochdruckverfahren eingesetzt, in denen Wasser von den Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen abgetrennt wird.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß die Anwendung einer heißen Oberfläche auf eine Feststoff-Flüssigkeits-Matrix unter gleichzeitiger Anwendung von Druck auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix unerwartet zu einer stark erhöhten Entfernung von Wasser aus der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix führt.
Jede der hiernach beschriebenen Druckschriften offenbart Verfahren, die von dem erfindungsgemäßen Verfahren verschieden sind. Jede der Druckschriften betrifft die Entfernung von Wasser aus einer feuchten Papierbahn während der Papierherstellung oder die Entfernung von Falten aus einem zerknitterten Textilgewebe. Keine dieser Druckschriften diskutiert irgendeine Art von Schlamm oder eine andere Art von Feststoff-Flüssigkeits-Matrix oder irgendein Verfahren zur Entwässerung von Schlamm oder anderen Feststoff-Flüssig­ keits-Matrizen. Anders als Schlamm oder andere Arten von Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen, die keine Bahnen oder Textilien sind, weist eine feuchte Papierbahn eher Luft als Wasser auf, welche durch die Bahn durch die Anwendung von Druck gedrückt wird. Daher sind die erfindungsgemäßen Verfahren von denen des Standes der Technik verschieden.
Energie-intensives Verdampfungstrocknen wurde in der Vergangenheit angewendet, um feuchte Papierbahnen zu trocknen. Wie in H. P. Lavery, "High-Intensity Drying Processes - Impulse Drying", Report 2, DOE/CE/40738-T2 (1987) beschrieben, haben Forschungen in diesem Bereich gezeigt, daß Energie durch ein Impulstrocknen des Papiers gespart werden kann.
"Impulstrocknen" tritt auf, wenn eine feuchte Papierbahn durch den Spalt eines Walzenpaars, von denen eine auf eine hohe Temperatur erhitzt worden ist, durchgeleitet wird. Eine an die erhitzte Oberfläche angrenzende Dampfschicht wächst und verdrängt das Wasser aus dem feuchten Papierblatt in einer effizienteren Art und Weise als herkömmliches Verdampfungstrocknen.
Das Impulstrocknen wird in der US-Patentschrift Nr. 4 324 613 beschrieben. Impulstrocknen ist ein Trocknen mittels Erhitzen einer von zwei Walzen auf eine hohe Temperatur, bevor die feuchte Papierbahn zwischen den beiden Walzen durchgeleitet wird. In dem in diesem Patent beschriebenen Verfahren wir die Oberfläche einer der Walzen auf eine hohe Temperatur durch eine externe Wärmequelle unmittelbar vor dem Durchleiten der feuchten Papierbahn zwischen die erhitzte Walze und die andere Walze erhitzt. Dieses Patent beschreibt die Verwendung von festen Walzen mit zumindest einer Oberflächenschicht mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit und einer hohen Wärmeleitzahl, wie z. B. Kupfer oder Gußeisen, zur Verwendung als erhitzte Walze.
Das US-Patent Nr. 4 324 613 offenbart, daß im Normalfall ein Großteil des Trocknens in dem Walzenspalt stattfinden muß und ein endgültiges Trocknen hinter dem Walzenspalt stattfindet. Die Leitfähigkeit des Materials, aus dem die Heizwalze hergestellt wurde, muß so hoch sein, so daß sie nicht bei höheren Walzenoberflächentemperaturen als notwendig trocknet. Eine hohe Leitfähigkeit bedeutet hier, daß die Wärme zu einer größeren Tiefe der Walze geleitet werden kann und sogar einer größeren Tiefe entnommen werden kann, was an sich bedeutet, daß eine geringere Walzentemperatur verwendet werden kann. Das US-Patent Nr. 4 324 613 offenbart, daß die Wahl des Materials durch das Risiko der Wärmeermüdung beschränkt ist und daß diesbezüglich zumindest eine Oberflächenschicht der Walze aus einem Material bestehen sollte, für die der Ausdruck:
einen hohen Wert aufweist, wünschenswerterweise von 0,6 × 106, wobei σµ die Dauerfestigkeit, v die Poisson'sche Konstante, ρ die Dichte, c die spezifische Wärmekapazität, λ die Wärmeleitfähigkeit, E das Elastizitätsmodul und ac der thermische Ausdehnungskoeffizient des Materials darstellt. Kupferlegierungen haben mit ungefähr 13 × 106 die höchsten Werte. Jedoch weisen sie eine relativ schlechte Abriebfestigkeit auf und sind nicht für das Abstreichen geeignet. Andere angegebene geeignete Materialien sind Duralumin (0,7 × 106), Gußeisen (0,67 × 106 - 0,85 × 106), Stahl (0,8 × 106) und Nickel (ungefähr 0,8 × 106 - 0,9 × 106).
Zusätzlich zur Auswirkung auf den Energieverbrauch weist zudem das Impulstrocknen eine Wirkung auf die Struktur und die Eigenschaften des Papierblattes auf. Das Formanpassungsvermögen der Oberflächenfasern und die Bindung zwischen den Fasern wird durch den vorübergehenden Kontakt mit der heißen Oberfläche der Walze verstärkt. Da das Impulstrocknungsverfahren normalerweise beendet ist, bevor das Blatt vollständig getrocknet ist, resultiert aus der internen Entspannungsverdampfung ein unterschiedliches Dichteprofil durch das Blatt, das durch dichtere Außenschichten und eine voluminöse Mittelschicht gekennzeichnet ist. Dies bewirkt für viele Papierarten verbesserte physikalische Eigenschaften. Das verbleibende Problem bei der Anwendung des Impulstrocknens besteht jedoch darin, daß die Entspannungsverdampfung in einer Delaminierung des Papierblattes resultieren kann. Dies ist insbesondere bei schweren Papierarten ein Problem. Dies war eine wesentliche Einschränkung für die Kommerzialisierung des Impulstrocknens.
Das US-Patent Nr. 2 209 759 offenbart einen Druckwalzenzusammenbau mit einer ersten Walze mit einer harten, porösen Oberfläche, die zur Aufnahme von aus der feuchten Papierbahn herausgedrücktem Wasser zum Entfernen des Wassers von der Papierbahn angepaßt wurde, und mit einer zweiten Walze. Während der Fortbeförderung des Wassers von der feuchten Papierbahn wird ein wenig Wasser durch Zentrifugalkräfte von der Walze geschleudert, und das verbleibende Wasser wird von der Walze an von der Papierbahn abstehenden Punkten durch eine mechanische Saugvorrichtung, die mit der äußeren Seite der Walze zusammenwirkt, gesogen oder abgeblasen. Spalte 2, Zeilen 35-39 auf Seite 3 dieses Patents offenbart das Richten einer Flamme gegen die poröse Oberfläche der ersten Walze nach der Entfernung des Wassers von der Papierbahn, um die Oberfläche der Walze zu erhitzen und kontinuierlich dem Walzenspalt des Druckwalzenzusammenbaus entwässerte und wärmebehandelte Poren zuzuführen.
Das US-Patent Nr. 2 679 572 offenbart eine Walze mit einer federnden, erhitzten Oberfläche zur Verwendung in Trocknungsverfahren. Das Heizelement, welches in die Walze in Form einer Schicht einer elektrisch leitfähigen Plastikzusammensetzung um eine Isolierschicht gedrückt ist, weist eine ausreichende Widerstandsfähigkeit auf, um eine erwünschte Heizwirkung bereitzustellen, wenn ein Unterschied im elektrischen Potential zwischen den Schichten beibehalten wird. Um der leitfähigen Schicht elektrische Energie oder Spannung zuzuführen, sind Leitungsringe aus Messing oder Kupfer in die Leitfähigkeitsschicht eingebettet. Die in der Walze auftretenden Kontaktpunkte werden mit einer geeigneten elektrischen Spannungsquelle verbunden, so daß eine Spannungsdifferenz durch die Leitfähigkeitsschicht beibehalten wird, wenn der Schaft rotiert. Der Widerstand der Leitfähigkeitsschicht bewirkt eine gleichmäßige Wärmeentwicklung, wodurch die Oberfläche der Walze erhitzt wird.
Das US-Patent Nr. 4 424 613 beschreibt ein Verfahren und eine Maschine zum Bürsten der weichen Seite eines Velours, wie z. B. eines Strickgewebes, und zum Entfernen von Falten in einer sich bewegenden Bahn des Materials. Die Falten werden von dem Textilstoff durch einen Faltenentferner bei Anwendung von Wärme mittels eines Infrarotheizgerätes entfernt, und anschließend wird der Textilstoff durch eine oder mehrere rotierende Bürsten gebürstet. Der Faltenentferner besteht aus einem Paar von rechteckigen Ausbreitungskästen, von denen beide mit einer geeigneten Vakuumquelle durch eine Leitung verbunden sind. Die Vakuumleitung saugt Luft durch eine Öffnung, um den Textilstoff hinunter zu ziehen und ihn in Kontakt mit den Borsten der Bürsten zu halten. Wenn der Textilstoff auf die Ausbreitungskästen gebracht wird, kämmen die Bürsten den Textilstoff nach außen, um die Falten zu entfernen, während der Unterdruck von der Vakuumleitung den Textilstoff inwärts zieht.
Das US-Patent Nr. 4 874 469 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren, in dem eine geformte Bahn über einen ausgedehnten Zeitraum einem erhöhten Druck und einer erhöhten Temperatur unterworfen wird, so daß Flüssigkeit von der Bahn entfernt wird. Die Vorrichtung beinhaltet einen Druckteil (oder eine Abpreßwalze), so daß, wenn die Bahn durch den Druckbereich der Vorrichtung durchgeleitet wird, die Flüssigkeit aus der Bahn entfernt wird, und eine Heizvorrichtung, die an der Druckvorrichtung angrenzt und die Wärme auf die Bahn transferiert. Wenn die Bahn den Druckbereich passiert, wird die Bahn für einen längeren Zeitraum einem erhöhten Druck und einer erhöhten Temperatur unterworfen. Wasserdampf, welcher aus diesem hohen Druck und dieser hohen Temperatur resultiert, der in dem Druckabschnitt der Vorrichtung während des Durchleitens der Bahn entsteht, bewirkt, daß die Flüssigkeit in der Flüssigkeitsphase aus der Bahn gedrängt wird. Die Druckvorrichtung weist eine poröse Druckfläche zur Verhinderung des Delaminierens der Bahn auf.
Das US-Patent Nr. 4 888 095 offenbart ein Verfahren zur Extraktion von Wasser aus einer feuchten Papierbahn in einer Papierherstellungsmaschine unter Verwendung einer keramischen Schaumkomponente, die aufweist: (1) eine Trägerstruktur; und (2) ein auf diese Trägerstruktur aufgebrachtes wasserdurchlässiges Element, welches zum Tragen einer Papierbahn angepaßt ist. Die Papierbahn wird auf einem sich bewegenden porösen Band getragen und über das wasserdurchlässige Element geleitet. Wenn eine Druckdifferenz auf die feuchte Papierbahn aufgebracht wird, wenn sie sich über das wasserdurchlässige Element bewegt, wird Feuchtigkeit aus der feuchten Papierbahn extrahiert und durch das wasserdurchlässige Element abgelassen.
Das US-Patent Nr. 5 327 661 und das US-Patent Nr. 5 272 821 offenbaren ein Verfahren und eine Vorrichtung (eine elektrohydraulische Presse) zum Trocknen einer feuchten Papierbahn unter Verwendung von Impulstrocknungstechniken, um ein Papierprodukt mit einem vorherbestimmten Muster an delaminierten Fasern bereitzustellen. Das feuchte Papier wird getrocknet, wenn es durch den Walzenspalt durchgeleitet wird, wenn es durch ein Paar Walzen transportiert wird, wobei zumindest eine der Walzen auf eine erhöhte Temperatur (auf eine Temperatur von ungefähr 200°C bis ungefähr 500°C) erhitzt worden ist. Die erhitzte Walze ist mit einer planaren Oberfläche mit einem vorherbestimmten Muster ausgestattet, welches auf der Oberfläche eines Materials mit einem niedrigen K-Wert von weniger als 3000 w√s/m2c und mit einer relativ geringen Porosität gebildet wurde. Das das vorherbestimmte Muster der Walzenoberfläche bildende Material ist vorzugsweise eine Keramik, ein Polymer, ein Glas, ein anorganischer Plastik, ein Verbundmaterial oder eine Cermet. Der Rest der Walzenoberfläche hat einen hohen K-Wert von mehr als ungefähr 3000. Das den Rest der Walzenoberfläche bildende Material ist vorzugsweise Stahl, Molybdän, Nickel oder Duralumin. Die beiden Walzen werden zusammengepreßt, um eine Kompressionskraft auf die feuchte Papierbahn während ihres Transportes durch die Walzen bereitzustellen. Dieses Verfahren ist für das Impulstrocknen von Papierbahnen mit einem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 50% bis ungefähr 70% nützlich. Der Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn nach Durchführung dieser Impulstrocknungstechnik liegt in dem Bereich von ungefähr 40% bis ungefähr 60%.
Das US-Patent Nr. 5 353 521 und das US-Patent Nr. 5 101 574 offenbaren ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen einer feuchten Papierbahn unter Verwendung von Impulstrocknungstechniken. Die feuchte Papierbahn wird durch ein Paar Walzen transportiert, wobei zumindest eine der Walzen auf eine erhöhte Temperatur (eine Temperatur von ungefähr 200°C bis ungefähr 400°C) für eine Verweilzeit von bis 0,125 s erhitzt wurde. Die erhitzte Walze ist mit einer Oberfläche mit einer geringen Wärmeleitzahl von weniger als ungefähr 1 × 10-6 m2/s ausgestattet. Das Verfahren ist für das Impulstrocknen von Papierbahnen mit einem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 50% bis ungefähr 70% nützlich. Der Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn nach dem Durchführen dieser Impulstrocknungstechnik liegt in dem Bereich von ungefähr 40% bis ungefähr 60%.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Entwässerung einer Feststoff-Flüssigkeits-Matrix, die eine Struktur aufweist, bereit, das die gleichzeitige Anwendung von Druck und Wärme auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix für einen Zeitraum von ungefähr 0,01 s bis ungefähr 20 s umfaßt, wobei die Anwendung des Druckes bei einem Druck im Bereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 6000 psi stattfindet und die Anwendung der Wärme in einem Bereich von ungefähr 21°C bis ungefähr 1000°C stattfindet.
Die Erfindung stellt zudem ein Verfahren zur Entwässerung einer Feststoff-Flüssigkeits-Matrix bereit, die keine Struktur aufweist, umfassend:
  • (1) Behandeln der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix in einer Art und Weise, so daß der Gewichtsprozentsatz des Feststoffgehalts der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix sich auf ein Niveau erhöht, welches eine Feststoff-Flüssigkeits-Matrix mit einer Struktur bereitstellt; und
  • (2) das gleichzeitige Anwenden von Druck und Wärme auf die aus Schritt (1) resultierende Feststoff-Flüssigkeits-Ma­ trix für einen Zeitraum von ungefähr 0,01 s bis ungefähr 20 s, wobei die Anwendung des Druckes in einem Bereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 6000 psi stattfindet, und die Anwendung der Wärme in einem Bereich von ungefähr 21°C bis ungefähr 1000°C stattfindet.
Fig. 1 ist eine graphische Darstellung einer Laborpresse für das elektrohydraulische Impulstrocknen, wie sie in dem hiernach beschriebenen Experiment in Beispiel 1 verwendet wird, bei dem Proben primären Klärschlammes einer Papiermühle durch das erfindungsgemäße Verfahren entwässert wurden.
Fig. 2 ist eine Graphik des Spitzendruckes (in psi-Ein­ heiten) gegen den Prozentsatz des End-Feststoffgehaltes der Proben primären Klärschlammes einer Papiermühle, die bei einer Verweilzeit von 0,24 s bei zwei unterschiedlichen Temperaturen (Raumtemperatur (20°C) und 350°C) in dem hiernach in Beispiel 1 beschriebenen Experiment entwässert wurden.
Fig. 3 ist eine Graphik des Spitzendruckes (in psi-Ein­ heiten) gegen den Prozentsatz des End-Feststoffgehaltes der Proben primären Klärschlammes einer Papiermühle, die bei einer Verweilzeit von 0,7 s bei zwei unterschiedlichen Temperaturen (Raumtemperatur (20°C) und 350°C) in dem hiernach in Beispiel 1 beschriebenen Experiment entwässert wurden.
Fig. 4 ist eine Graphik des Spitzendruckes (in psi-Ein­ heiten) gegen den Prozentsatz des End-Feststoffgehaltes der Proben primären Klärschlammes einer Papiermühle, die bei einer Verweilzeit von 1,5 s bei zwei unterschiedlichen Temperaturen (Raumtemperatur (20°C) und 350°C) in dem hiernach in Beispiel 1 beschriebenen Experiment entwässert wurden.
Fig. 5 ist eine Graphik des Spitzendruckes (in psi-Ein­ heiten) gegen Prozent Filz-Feuchtigkeitszuwachs des Filzes der Laborpresse für das elektrohydraulische Impulstrocknen, wie in Fig. 1 gezeigt, bei einer Verweilzeit von 0,24 s und bei zwei verschiedenen Temperaturen (Raumtemperatur (20°C) und 350°C) in dem hiernach in Beispiel 1 beschriebenen Experiment.
Fig. 6 ist eine Graphik des Spitzendruckes (in psi-Ein­ heiten) gegen Prozent Filz-Feuchtigkeitszuwachs des Filzes der Laborpresse für das elektrohydraulische Impulstrocknen, wie in Fig. 1 gezeigt, bei einer Verweilzeit von 0,7 s und bei zwei verschiedenen Temperaturen (Raumtemperatur (20°C) und 350°C) in dem hiernach in Beispiel 1 beschriebenen Experiment.
Fig. 7 ist eine Graphik des Spitzendruckes (in psi-Ein­ heiten) gegen Prozent Filz-Feuchtigkeitszuwachs des Filzes der Laborpresse für das elektrohydraulische Impulstrocknen, wie in Fig. 1 gezeigt, bei einer Verweilzeit von 1,5 s und bei zwei verschiedenen Temperaturen (Raumtemperatur (20°C) und 350°C) in dem hiernach in Beispiel 1 beschriebenen Experiment.
Fig. 8 ist eine Graphik des Spitzendruckes (in psi-Ein­ heiten) gegen Prozent des End-Feststoffgehaltes von Proben städtischen/industriellen Schlammes, welcher bei einer Verweilzeit von 0,7 s bei zwei unterschiedlichen Temperaturen (23°C und 350°C) in dem hiernach in Beispiel 2 beschriebenen Experiment entwässert wurde.
Fig. 9 ist eine Graphik des Spitzendruckes (in psi-Ein­ heiten) gegen Prozent des End-Feststoffgehaltes von Proben städtischen/industriellen Schlammes, welcher bei fünf verschiedenen Verweilzeiten (0,7 s, 0,6 s, 0,5 s, 0,35 s und 0,14 s) und bei einer Temperatur von 350°C in dem hiernach in Beispiel 2 beschriebenen Experiment entwässert wurde.
1. Definitionen
Der Klarheit halber werden im folgenden die in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendeten Bezeichnungen und Ausdrücke zunächst definiert.
Die Bezeichnung "Entwässerung" bedeutet das Entfernen von Wasser aus einer Feststoff-Flüssigkeits-Matrix.
Die Bezeichnungen "Verweilzeit" und "Walzenspaltverweilzeit" bedeuten den Zeitraum (im allgemeinen in Sekunden oder Millisekunden), währenddessen der Schlamm oder eine andere Feststoff-Flüssigkeits-Matrix in Kontakt mit den erhitzten Walzen der Laborpresse für das elektrohydraulische Impulstrocknen, wie in Fig. 1 gezeigt, gebracht wurde, oder den Zeitraum, währenddessen Druck und Wärme gleichzeitig auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix durch andere Ausrüstungsteile angewendet wurde.
Die Bezeichnungen "Impulstrocknen" und "Heißpressen" bedeuten die gleichzeitige Anwendung von Wärme und Druck auf Schlamm oder eine andere Feststoff-Flüssigkeits-Matrix, z. B. mit einem Ausrüstungsteil wie z. B. einer Heißpresse oder einem Impulstrockner, die gleichzeitig Wärme und Druck auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix anwenden.
Die Bezeichnung "Impulswalze" bedeutet eine Walze, die auf eine Temperatur über Raumtemperatur erhitzt worden ist. Eine solche Walze kann zu einer herkömmlichen Filter- oder Bandpresse zugefügt werden, um die erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen.
Die Bezeichnungen "städtischer Schlamm", "industrieller Schlamm" und "Sekundärschlamm" bedeuten Schlämme, die sich aus städtischen und/oder industriellen Verfahren ableiten und die im allgemeinen zumeist aus organischen Materialien biologischen Ursprungs wie z. B. Aufschüttungen von Mikroorganismen bestehen, die mit Abfallfeststoffen aus industrieller Verarbeitung vermischt werden können, die im Wasser vorkommen. Der Feststoffgehalt des städtischen Schlammes besteht im allgemeinen überwiegend aus einer Aufschüttung von Mikroorganismen.
Die Bezeichnungen "Papiermühlenschlamm" und "Primärschlamm" bedeuten Schlämme, die sich im allgemeinen aus einem primären Klärbad einer Primärkläranlage ableiten und die hauptsächlich aus nicht-gebundenen Stücken von Fasern und anderen aus der Zellstoffverarbeitung und der Papierherstellung abgeleiteten Feststoffen bestehen, die im Wasser vorkommen. Der Feststoffgehalt des Papiermühlenschlammes aus dem Primärklärbad besteht im allgemeinen überwiegend aus Fasern und anderen Restmaterialien aus dem Papierherstellungsverfahren.
Die Bezeichnung "Spitzendruck" bedeutet den maximalen Druck, der auf ein Material mit einer Walze oder einer anderen Vorrichtung zum Wärmetransfer aufgebracht wird, und wird in Einheiten von psi gemessen.
Die Bezeichnung "Primärklärbad" bedeutet das Klärbecken, in dem sich Feststoffe in einem fließenden Wasserstrom absetzen. Nach dem Aufsammeln bilden diese Feststoffe den Primärschlamm.
Die Bezeichnungen "Feststoff-Flüssigkeits-Mischung" und "Feststoff-Flüssigkeits-Matrix" schließen jegliche Fest­ stoff-Flüssigkeits-Mischung ein und bedeuten ein Material oder eine Kombination von Materialien, das von ungefähr 0 bis ungefähr 100% organische feste Partikel wie z. B. organische Materialien biologischen Ursprungs, z. B. Abfallfeststoffe, ungefähr 0 bis ungefähr 100% anorganische Feststoffpartikel wie z. B. Fasern und andere Feststoffpartikel und chemische Reste, die sich aus der Zellstoffverarbeitung und der Papierherstellung ableiten, und ungefähr 0 bis ungefähr 100% Wasser enthält, wie auch verschiedene Kombinationen und Mischungen hiervon. Die Feststoffpartikel in der Feststoff- Flüssigkeits-Mischung oder -Matrix sind nicht in irgendeiner Art und Weise miteinander verbunden und bilden daher kein Gewebe oder eine andersartige Struktur. Beispiele für Feststoff-Flüssigkeits-Mischungen und Feststoff-Flüssig­ keits-Matrizen schließen verschiedene Schlammarten wie z. B. Papiermühlenschlamm, städtischen Schlamm und industriellen Schlamm und Mischungen oder Kombinationen hiervon ein, sind auf diese jedoch nicht beschränkt. Die Feststoff-Flüssig­ keits-Mischungen und Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen haben eine schleimige und/oder klebrige Erscheinung und/oder Hautgefühl, oder sie können eine trockene Textur, Erscheinung und/oder Hautgefühl haben, oder sie können eine andere Art von Erscheinung und/oder Hautgefühl aufweisen. Feststoff-Flüssig­ keits-Mischungen und Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen, die eine schleimige und/oder klebrige Erscheinung und/oder Hautgefühl aufweisen und die gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren "entwässert" wurden, können eine weniger schleimige und/oder klebrige Erscheinung und/oder Hautgefühl haben, weil ein Teil der Flüssigkeit, welcher anfänglich in der Feststoff-Flüssigkeits-Mischung oder Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix vorhanden war, durch diese Verfahren hiervon entfernt worden ist.
2. Beschreibung der Erfindung
Einerseits stellt die Erfindung ein Verfahren zur Entwässerung einer Feststoff-Flüssigkeits-Matrix, wie z. B. Papiermühlenschlamm oder städtischer Schlamm, die eine Struktur hat, bereit, das die gleichzeitige Anwendung von Druck und Wärme auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix über einen Zeitraum von ungefähr 0,01 s bis ungefähr 20 s umfaßt, wobei die Anwendung von Druck in einem Bereich von ungefähr von 45 psi bis ungefähr 6000 psi stattfindet und die Anwendung von Wärme in einem Bereich von ungefähr 21°C bis ungefähr 1000°C stattfindet.
Andererseits stellt die Erfindung ein Verfahren zur Entwässerung einer Feststoff-Flüssigkeits-Matrix bereit, die keine Struktur hat, welches umfaßt:
  • (1) Behandeln der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix in einer Art und Weise, so daß der Gewichtsprozentsatz des Feststoffgehaltes der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix sich auf ein Niveau erhöht, welches eine Feststoff-Flüssigkeits-Matrix mit einer Struktur bereitstellt; und
  • (2) das gleichzeitige Anwenden von Druck und Wärme auf die aus Schritt (1) resultierende Feststoff-Flüssigkeits-Ma­ trix über einen Zeitraum von ungefähr 0,01 s bis ungefähr 20 s, wobei die Anwendung von Druck in einem Druckbereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 6000 psi stattfindet und die Anwendung von Wärme in einem Temperaturbereich von ungefähr 21°C bis ungefähr 1000°C stattfindet.
Spezielle erfindungsgemäße Ausführungsformen schließen die in den Beispielen unten diskutierten Verfahren ein, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
In Betracht gezogene Äquivalente der hier beschriebenen Verfahren schließen Verfahren ein, die hierzu ähnlich sind und die gleichen und ähnliche allgemeine Prinzipien und/oder Bedingungen anwenden, wobei eine oder mehrere einfache Veränderungen gemacht werden können, die den Erfolg der Verfahren nicht nachteilig beeinflussen.
Die erfindungsgemäßen Verfahren werden vorzugsweise unter Verwendung eines Impulstrockners durchgeführt. Die bevorzugtesten Bedingungen für diese Verfahren sind ein Druck von ungefähr 1400 psi, eine Temperatur von ungefähr 350°C und eine Verweilzeit von ungefähr 0,7 s.
Die erfindungsgemäßen Verfahren stellen eine Verbesserung gegenüber den derzeit verwendeten Verfahren zur Entwässerung von Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen einschließlich Schlamm dar, die im allgemeinen aus dem Pressen der Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix mit einer Presse bei Raumtemperatur bestehen (d. h., die Entwässerung der Feststoff-Flüssigkeits-Ma­ trix findet durch Ausdrücken des Wasser durch die Anwendung eines hohen Druckes statt). Die erfindungsgemäßen Verfahren haben gezeigt, daß mit ihnen ungefähr 26% mehr Wasser von bestimmten Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen im Vergleich zu der Entwässerung der gleichen Feststoff-Flüssigkeits-Matrix mit den derzeit verwendeten Verfahren zur Entwässerung von Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen entfernt wird.
Wirkmechanismen
Die Wirkmechanismen der Entwässerung der Feststoff- Flüssigkeits-Matrix, die bei den erfindungsgemäßen Verfahren auftreten, sind derzeit nicht bekannt. Jedoch sind zwei mögliche Wirkmechanismen wie folgt: (i) der Dampfdruck, der an der Grenzfläche einer heißen Walze mit der Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix während der gleichzeitigen Anwendung von Druck und Wärme auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix entsteht, drängt einen Teil des Wassers in Form einer Flüssigkeit aus der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix; und (ii) die Viskosität des in der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix vorhandenen Wassers wird durch die Anwendung von Wärme auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix reduziert.
Arten der Entwässerung der Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen
Die erfindungsgemäßen Verfahren können zur Entwässerung jeglicher Art von Feststoff-Flüssigkeits-Matrix verwendet werden, einschließlich Primärschlamm und Sekundärschlamm städtischen, industriellen oder anderer Herkunft, wobei sie nicht hierauf beschränkt sind. Wie im weiteren detailliert beschrieben, kann jegliche Art von Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix in einer dem Fachmann geläufigen Art und Weise behandelt werden, um den Gewichtsprozentsatz des Feststoffgehaltes der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix auf ein Niveau zu erhöhen, das der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix eine Struktur verleiht, um der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix einen "Körper" zu geben. Erfindungsgemäße Verfahren können anschließend zur Entwässerung der so behandelten Fest­ stoff-Flüssigkeits-Matrix verwendet werden.
3. Brauchbarkeit
Die erfindungsgemäßen Verfahren sind zur Entwässerung (d. h. dem Entfernen von Wasser) von verschiedenen Arten von Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen nützlich, einschließlich Primärschlamm und Sekundärschlamm städtischer, industrieller oder anderweitiger Herkunft. Es ist vorteilhaft, das Wasser aus vielen Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen, wie verschiedene Arten von Schlamm, zu entfernen, um das Volumen der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix für eine leichtere Lagerung zu reduzieren, um die Auslaugbarkeit der Feststoff-Flüssig­ keits-Matrizen, die eingegraben werden, zu vermindern, und um die Menge Brennstoff zu vermindern, die für das Verbrennen von Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen, die durch Verbrennen entsorgt werden, nötig ist.
4. Im Verfahren verwendete Bedingungen und Ausrüstungen
Im allgemeinen können die erfindungsgemäßen Verfahren durch die unten beschriebenen Verfahren durchgeführt werden oder durch Modifikationen hiervon unter Verwendung von leicht erhältlicher Ausstattung, die dem Fachmann geläufig ist.
In den erfindungsgemäßen Verfahren werden Feststoff-Flüssig­ keits-Matrizen wie Primärschlamm und Sekundärschlamm durch die gleichzeitige Anwendung von Druck und Wärme auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen entwässert. Dies kann beispielsweise durchgeführt werden, indem man eine zu entwässernde Feststoff-Flüssigkeits-Matrix zwischen zwei Walzen bringt, von denen zumindest eine auf eine Temperatur über Raumtemperatur erhitzt wurde, oder mit einem Impulstrockner, mit einer Walzenpresse, mit einer Schuhpresse, mit einer hydraulischen Presse, mit einer elektrohydraulischen Presse, mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung oder mit gleichartiger Ausrüstung, die dem Fachmann geläufig ist und die im Handel bei dem Fachmann bekannten Adressen erhältlich sind. Viele der Ausrüstungsteile werden in den US-Patenten Nr. 2 679 572, 4 324 613, 4 874 469, 5 101 574, 5 327 661 und 5 353 521 beschrieben, die hiermit zu der vorliegenden Offenbarung gehören.
Eine Schuhpresse ersetzt eine der Walzen (kalte Walze) durch einen festen, sich nicht bewegenden Metallblock mit ungefähr der gleichen Krümmung wie die verbleibende Walze, die bis zu 50 cm [20 Inch] breit ist. Ein mit Gummi versehenes, sich bewegendes Tuch isoliert den Filz des Schuhs und wird mit einem Öl auf der Schuhseite geschmiert. Zwei Design-Typen sind heutzutage erhältlich. Eines ist ein "offenes" Design, in dem die Schuhenden luftdurchlässig sind und das Öl durch ein System von Abstreifern und/oder Dämmen zurückgehalten wird. Ein "geschlossenes" System ist vollständig an den Enden abgeschlossen, wodurch Ölverlust und eine Kontaminierung verhindert werden.
Es gibt zwei wesentliche Vorteile bei der Verwendung einer Schuhpresse. Zum einen kann die Spaltbreite 10mal (oder mehr) größer als die Breite der Walzenpresse sein, was in einer ähnlichen Erhöhung der Verweilzeit bei der gleichen Maschinengeschwindigkeit resultiert. Zum zweiten kann das Druckprofil variiert werden, normalerweise durch Anbringen des Schuhs an eine Angel, die entweder an eine quadratische Welle oder verschiedene Arten von schiefen Ebenen im Gegensatz zu dem Standardhalbsinus der Walzenpressen angepaßt werden kann.
Im allgemeinen haben Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen, die einen Gewichtsprozentsatz an Feststoffgehalt von ungefähr 20% oder weniger (Gew.-% des Wassergehaltes von ungefähr 80% oder mehr) haben, keine Struktur (sie können eine Form nicht halten oder frei stehen). Einige Feststoff-Flüssig­ keits-Matrizen, die einen Gewichtsprozentsatz Feststoffgehalt zwischen ungefähr 20% und ungefähr 30%, wie z. B. ungefähr 25% oder höher haben, können keine Struktur haben. Verschiedene Arten von Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen werden eine Struktur bei verschiedenen Gewichtsprozentsätzen Feststoffgehalt annehmen. Der Gewichtsprozentsatz des Feststoffgehaltes, bei dem eine spezifische Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix eine Struktur ausbilden wird, kann durch den Fachmann bestimmt werden.
Vor der Entwässerung der Feststoff-Flüssigkeits-Matrizen gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren sollten die Feststoff-Flüssig­ keits-Matrizen, die keine Struktur haben, in einer dem Fachmann geläufigen Art und Weise behandelt werden, z. B. mit einer herkömmlichen Raumtemperaturband- oder Filterpresse oder durch Mischen der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix mit anderen, trockeneren Materialien, wie z. B. Recyclingmaterialien oder anderen kaltgepreßten Fest­ stoff-Flüssigkeits-Matrizen, welches den anfänglichen Gewichtsprozentsatz an Feststoffgehalt der Fest­ stoff-Flüssigkeits-Matrizen auf ein Niveau anhebt, welches ausreichend ist, um der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix eine Struktur zu verleihen, so daß die Feststoff-Flüssigkeits-Ma­ trizen freistehend sein können und einen Körper aufweisen (eine Form, die gehalten werden kann). Dieses Niveau wird im allgemeinen zumindest ungefähr 30% (ungefähr 30% oder mehr) sein, aber kann zumindest ungefähr 20%, zumindest ungefähr 25% oder zumindest irgendein anderer Wert zwischen ungefähr 20% und ungefähr 30% sein und könnte in einigen Fällen einen Wert unter ungefähr 20% oder einen Wert über ungefähr 30% sein, abhängig von der Art des zu entwässernden Schlammes. Dieses Niveau kann in einer dem Fachmann geläufigen Art und Weise bestimmt werden. Die Ausrüstung, die zur Erhöhung des Gewichtsprozentsatzes des Feststoffgehaltes der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix auf die oben beschriebenen Niveaus verwendet werden kann, schließen jegliche Ausrüstungsteile ein, die von dem Fachmann verwendet werden, um Wasser aus Schlamm oder ähnlichen Materialien auszudrücken, wie z. B. herkömmliche Raumtemperaturband- oder Filterpressen oder Preßwalzenaufbauten, wie sie in US-Patent 2 209 759 oder US-Patent Nr. 4 888 095 beschrieben werden, die hiermit zur Offenbarung gehören, verwendet werden. Diese Vorgehensweise entfernt Wasser von den Feststoff-Flüssig­ keits-Matrizen durch die Anwendung von Druck in Form einer Flüssigkeit. Diese Ausrüstungsteile sind im Handel von dem Fachmann geläufigen Quellen erhältlich.
Erfindungsgemäß sind die Ausrüstungsteile, die zur Anwendung von Druck auf eine Feststoff-Flüssigkeits-Matrix verwendet werden, wie z. B. ein Impulstrockner, und die resultierende erhitzte Feststoff-Flüssigkeits-Matrix im allgemeinen ungefähr 21°C bis ungefähr 1000°C, vorzugsweise ungefähr 100°C bis ungefähr 450°C, besonders bevorzugt ungefähr 200°C bis ungefähr 400°C und am bevorzugtesten ungefähr 350°C warm. Die Anwendung von Wärme auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix entfernt Wasser aus der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix sowohl in Form von Dampf als auch in Form von Flüssigkeit.
Das Druckmaß, welches auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix angewendet wird, wird im allgemeinen in einem Bereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 6000 psi, bevorzugt zwischen ungefähr 100 psi und ungefähr 2000 psi, besonders bevorzugt von ungefähr 300 psi bis ungefähr 1400 psi und am bevorzugtesten ungefähr 1300 psi betragen. Die Anwendung von Druck auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix entfernt Wasser aus der Feststoff-Flüssigkeits-Matrix in Form einer Flüssigkeit. In einem Bereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 1400 psi zeigen die unten aufgeführten Daten in dem experimentellen Teil, daß, je höher der Druck ist, der auf den Schlamm angewendet wird, desto größer die Wassermenge ist, die aus dem Schlamm entfernt wird.
Der Zeitraum, in dem der Druck und die Wärme jeweils auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix angewendet werden, wird der gleiche sein. Diese Zeit beträgt im allgemeinen ungefähr 0,01 s bis ungefähr 20 s, vorzugsweise ungefähr 0,14 s bis ungefähr 10 s, besonders bevorzugt ungefähr 0,25 s bis ungefähr 3 s und am bevorzugtesten ungefähr 0,7 s. Jedoch wird die optimale Zeit, in der Druck und Wärme auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix angewendet werden wird, von dem auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix angewendeten Druckmaß und die spezifische, verwendete Temperatur abhängen. Z.B. wird die optimale Temperatur niedriger für eine Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix sein, die unter Bedingungen eines hohen Druckes und einer hohen Temperatur entwässert worden ist. Die optimale Zeit, der optimale Druck und die optimalen Temperaturen, die angewendet werden sollten, um eine spezielle Feststoff-Flüssigkeits-Matrix zu entwässern, werden jeweils von den anderen verwendeten Bedingungen abhängen und zudem davon, ob ein ausgedehnter Preßspalt in der verwendeten Vorrichtung vorhanden ist, um die Feststoff-Flüssigkeits-Ma­ trix zu entwässern. Diese optimale Zeit, der optimale Druck und die optimalen Temperaturen können durch dem Fachmann geläufige Verfahren bestimmt werden.
Wenn ein normaler (nicht ausgedehnter) Preßspalt in der Vorrichtung, die für eine erfindungsgemäße Entwässerung einer Feststoff-Flüssigkeits-Matrix verwendet wird, vorhanden ist, wird die Zeit, in der Druck und Wärme auf die Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix angewendet werden wird, im allgemeinen ungefähr 10 s nicht überschreiten. Wenn jedoch ein ausgedehnter Preßspalt in einer solchen Vorrichtung vorhanden ist, wird die Zeit von dem Maß abhängen, in dem der Preßspalt ausgedehnt worden ist, wobei der Zeitraum mit steigender Ausdehnung des Preßspaltes ansteigt. Für einen ausgedehnten Preßspalt wird diese Zeit im allgemeinen ungefähr 20 s nicht überschreiten.
Allgemeine Information über das Impulstrocknen wird in D. I. Orloff, "Impulse Drying of Paper: A Review of Recent Research," Industrial Energy Technology Conference Proceedings, S. 110-116, Houston, Texas (1992) beschrieben, welches hiermit zur Offenbarung gehört.
Die Bedingungen und Ausrüstungsteile, die zur Durchführung der einzelnen Schritte der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, können stark variiert werden.
Während verschiedene erfindungsgemäße Aspekte, wie sie hier beschrieben werden, einige Eigenarten aufweisen, wird der Fachmann eine Vielzahl von Modifikationen und Variationen erkennen, die zu dem Erfindungsgedanken gehören. Diese Modifikationen und Variationen gehören zu dem hier beschriebenen und beanspruchten Erfindungsbereich.
5. Beispiele
Die folgenden Beispiele beschreiben und veranschaulichen die erfindungsgemäßen Verfahren wie auch andere Aspekte der Erfindung und die hierdurch erzielten Ergebnisse im Detail. Sowohl eine Erklärung wie auch die eigentliche Vorgehensweise für die verschiedenen erfindungsgemäßen Aspekte werden beschrieben, wenn angebracht. Diese Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung der Erfindung und beschränken dieselbe nicht. Der Fachmann wird erkennen, daß Veränderungen an der in diesen Beispielen beschriebenen Vorgehensweisen verwendeten Ausrüstung in dem erfindungsgemäßen Verfahren gemacht werden können.
In den Beispielen wie auch in der Beschreibung sind alle Prozentangaben auf das Gewicht bezogen, wenn nicht anders angegeben.
Wenn nicht anders in einem bestimmten Beispiel angegeben, sind alle Ausgangsmaterialien und/oder Ausrüstungsteile, die in den Beispielen verwendet werden, im Handel von dem Fachmann geläufigen Quellen erhältlich.
Alle Patente und Publikationen, auf die in den Beispielen und in der Beschreibung Bezug genommen werden, gehören hiermit zur Offenbarung, wobei sie nicht Stand der Technik darstellen müssen.
Beispiel 1 Entwässerung von Primärklärschlamm einer Papiermühle
In diesem Verfahren wurden Proben von Primärklärschlamm einer Papiermühle durch die erfindungsgemäßen Verfahren entwässert. Gleichzeitig wurden Druck und Wärme aus dem Schlamm bei verschiedenen Drücken (0-1500 psi) bei einer Temperatur von 350°C und bei drei verschiedenen Verweilzeiten (0,24 s, 0,7 s und 1,5 s) angewendet.
Um das in diesem Experiment angewendete erfindungsgemäße Verfahren mit den herkömmlichen Kaltpreßverfahren des Standes der Technik zum Entwässern von Schlamm zu vergleichen, wurden Proben des gleichen Primärklärschlammes einer Papiermühle zudem bei Raumtemperatur (20°C) mit einer herkömmlichen Kaltpresse (Ashbrook Corp., Houston, Texas) gepreßt. Die verschiedenen, mit den zwei unten beschriebenen Verfahren erhaltenen Ergebnisse zeigen die wesentlichen Vorteile der Entwässerung von Mühlenschlamm durch die erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich mit den herkömmlichen Kaltpreßverfahren des Standes der Technik.
Eine Probe des Primärschlammes wurde von Riverwood International in Macon, Georgia erhalten. Um diesem Schlamm einen "Körper" (eine Struktur) zu verleihen, und aus diesem Grunde den Gewichtsprozentsatz an Feststoffgehalt auf ungefähr 30% zu erhöhen, wurde die Schlammprobe mit einer herkömmlichen Raumtemperatur-Bandpresse des Primärklarbades von Riverwood Macon Mill in Macon, Georgia, bandgepreßt und wurde anschließend als solche mit 30% Feststoff charakterisiert (30 Gew.-% Feststoff des Gesamtgewichtes der Schlammprobe).
Um die erfindungsgemäßen Verfahren mit derzeit angewendeten Verfahren zur Entwässerung von Feststoff-Flüssigkeits-Misch­ ungen zu vergleichen, wurde eine Probe dieses mit einer Bandpresse gepreßten Mühlenschlammes an Ashbrook Corp. verschickt, wo diese Probe durch ein herkömmliches Bandpreßverfahren bei Raumtemperatur, wie im Stand der Technik bekannt, unter Verwendung einer 14-walzigen Bandpresse entwässert. Hierdurch wurde der Gewichtsprozentsatz an Feststoffgehalt in der Schlammprobe von 30% auf 39,0% erhöht. Die Bandpressenvorrichtung der Ashbrook Corp. ist die Bandpreßtechnologie des Standes der Technik. Die Ergebnisse dieses Bandpressens der Primärklärschlammproben einer Papiermühle mit der Ashbrook Corp. Vorrichtung zeigten, daß Kaltbandpressen dieses Schlammes mit der Ausrüstung des Standes der Technik einen maximalen Feststoffgehalt von nur 39% erzielen konnte.
Nachdem eine Primärschlammprobe von Riverwood International, die dem Schlamm, der auf einen Gewichtsprozentsatz Feststoffgehalt von 39% durch Ashbrook Corp. gepreßt wurde, gleich war, in der gleichen Art und Weise wie oben beschrieben hergestellt wurde (er wurde in eine Form gebracht), wurden eine Reihe von Simulationen des Impulstrocknens durchgeführt, wobei die elektrohydraulische Impulstrocknungspresse, die in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet wurde, um den Schlamm durch Impulstrocknen unter den unten beschriebenen Bedingungen zu entwässern. Die Laborpresse wurde von MTS Systems Corp. (Guntersville, AL) bezogen. Zu Vergleichszwecken wurden andere dieser Schlammproben unter den gleichen Bedingungen entwässert, nur daß die Temperatur Raumtemperatur war (20°C)
Fig. 1 ist ein Schaubild der in diesem Experiment verwendeten elektrohydraulischen Impulstrocknungspresse. Die Vorrichtung wurde so entworfen, daß die vorübergehenden mechanischen und thermischen Bedingungen, die während der Verfahren des Impulstrocknens und Doppelfilzpressens auftreten, simuliert werden. Ein programmierbarer Signalgenerator erlaubt der elektrohydraulischen Presse, die Druckbedingungen, die der Schlamm in einem kommerziellen Impulstrockner, der mit einer Schuhpresse mit langem Spalt ausgestattet ist, erfahren würde, zu simulieren. Die thermischen Bedingungen wurden unter Verwendung von Stahlplatten, die auf die Prozeßtemperatur des angewendeten Verfahrens (350°C) erwärmt waren, simuliert.
Die elektrohydraulische Impulstrocknungspresse entfernt Wasser aus Schlamm in Form einer Flüssigkeit wie auch in Form von Dampf und schließt einen Rahmen ein, auf dem ein hydraulischer Zylinder befestigt ist. Der Kolben des hydraulischen Zylinders bewegt einen Heizkopf durch eine Ladezelle. Eine Heizplatte aus Stahlmaterial ist an dem unteren Ende des Heizkopfes vorhanden. Heizwiderstände sind in dem Heizkopf zum Aufheizen der Platte angebracht, und ein Oberflächenthermoelement ist in dem Heizkopf zum Messen der Oberflächentemperatur der Plattenoberfläche angebracht. Ein Gestell hält ein Filzpolster, gegen das der Heizkopf durch den hydraulischen Zylinder bewegt wird. Teilweise wird das Wasser durch Dampfbildung und durch Lüftung an der Grenzfläche zwischen der heißen Platte und dem Dampf, die durch das Heißpressen entsteht, entfernt. Die an der erhitzten Oberfläche angrenzende Dampfschicht wächst und verdrängt das Wasser aus dem Schlamm in Form einer Flüssigkeit.
Nachdem die Laborpresse vorgeheizt wurde, wird das hydraulische System aktiviert, welches zu den unten beschriebenen Spitzendrücken führt. Die Primärklärschlammproben einer Papiermühle wurden in die Laborpresse zwischen dem Filz und der erhitzten Platte der Laborpresse gebracht. Eine entsorgbare Unterlage wurde zwischen den Schlammproben und dem Filz aufgelegt, um die Einbettung der Schlammproben in den Filz zu verhindern. Der Anfangsfeuchtigkeitsgehalt des Filzes (Feuchtigkeitsgehalt des Filzes vor dem Entwässern der Papiermühlenschlammproben) betrug 16% (16 Gew.-% Feuchtigkeit in bezug auf das Gesamtgewicht des Filzes).
Die in diesem Experiment angewendeten experimentellen Bedingungen waren wie folgt:
Experimentelle Bedingung: Wert
Geprüfte Spitzenbrücke: 0-1500 psi
Temperatur der Heißplatte: 20°C (Raumtemperatur)
und 350°C
Geprüfte Verweilzeiten: 0,24 s, 0,7 s und 1,5 s
Die Schlammproben, die der Impulstrocknungssimulierung unterworfen worden waren, wurden in einem Ofen getrocknet, und anschließend wurde der Feststoffgehalt bestimmt (als Gewichtsprozent der gesamten Schlammprobe). Die Schlammproben, die Unterlagen und die Filze der elektrohydraulischen Impulstrocknungspresse wurden vor dem Kaltpressen oder Impulstrocknen, nach dem Kaltpressen oder Impulstrocknen und nach dem Trocknen im Ofen abgewogen. Aus diesen Gewichtsdaten wurde die Wasserabnahme unter Verwendung der folgenden Formeln berechnet:
Symbole und Bezeichnung:
Sein = Anfangsgewicht des Schlammes;
Saus = Endgewicht des Schlammes;
Sot = Ofentrockengewicht des Schlammes;
Bot = Ofentrockengewicht der Unterlage;
BSot = Ofentrockengewicht der Unterlage und des Schlammes;
BSaus = Endgewicht der Unterlage und des Schlammes;
Fein = Anfangsgewicht des Filzes;
Faus = Endgewicht des Filzes;
Fot = Ofentrockengewicht des Filzes;
S1 = Prozent Feststoffgehalt des anfänglichen Schlammes;
S0 = Prozent Feststoffgehalt des Endschlammes;
R1 = Anfangsfeuchtigkeitsgehalt des Wasseraufnehmers;
R0 = Endfeuchtigkeitsgehalt des Wasseraufnehmers;
LW = Prozent des entfernten flüssigen Wassers;
Anfang = Vor der Entwässerung;
Ende = Nach der Entwässerung.
Formeln:
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen graphisch den Gewichtsprozentsatz des Feststoffgehaltes der Endschlammproben (nach der Entwässerung in der oben beschriebenen Art und Weise) des Gesamtgewichtes der Endschlammproben, nachdem die Schlammproben in der oben beschriebenen Art und Weise entwässert worden sind. Diese Figuren zeigen, daß eine direkte Korrelation zwischen dem Prozentsatz des Endfeststoffgehaltes der Schlammproben und dem Prozentsatz des aus den Schlammproben entfernten Wasser besteht.
Die Fig. 2 zeigt, daß es bei einer Verweilzeit von 0,24 s keine wesentliche Erhöhung des Prozentsatzes des Endfeststoffgehaltes der Schlammproben bei den zwei getesteten Drücken und Temperaturen gab. Jedoch zeigt Fig. 3, daß, wenn die Verweilzeit von 0,24 s auf 0,70 s erhöht wurde, eine wesentliche Erhöhung in dem Prozentsatz des Endfeststoffgehaltes der getesteten Schlammproben bei einer Temperatur von 350°C vorlag und daß bei einer Temperatur von 350°C der Prozentsatz des Endfeststoffgehaltes der Schlammproben sich beträchtlich mit steigendem Druck erhöhte.
Fig. 4 zeigt, daß ähnliche Ergebnisse wie die in Fig. 3 gezeigten erhalten wurden, wenn die Verweilzeit weiter auf 1,50 s erhöht wurde. Bei der höheren Temperatur 350°C wurde eine beträchtliche Menge Dampf gebildet und während des Pressens durchlüftet. Ein Teil des aus den Schlammproben entfernten Wassers könnte ein Entspannungstrocknen in der Masse bewirken. (Da das Impulstrocknen vor dem völligen Trocknen der Schlammproben beendet ist, kann das in dem Schlamm verbliebene Wasser sehr schnell während der Dekompression am Spalt verdampfen.)
Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen jeweils den Prozentsatz an Feuchtigkeitszuwachs in dem Filz und der Unterlage (die Gewichtsprozenterhöhung des Feuchtigkeitsgehaltes des Filzes und der Unterlage in bezug auf das Gesamtgewicht des Filzes und der Unterlage) für den Filz und die Unterlage der Laborpresse, die in diesem Experiment verwendet wurde, bei den zwei Temperaturen 20°C und 350°C und bei den verschiedenen getesteten Drücken. Dies zeigt die Wassermenge an, die durch das Filz/Unterlagen-System des Preßsimulators während des Impulstrocknens der Schlammproben absorbiert wird. Wenn kein Dampf während des Pressens entsteht und durchlüftet, besteht eine direkte Korrelation zwischen dem Prozentsatz an Feuchtigkeitszuwachs in dem Filz und der Unterlage und dem Prozentsatz des aus den Schlammproben entfernten Wassers. Der Feuchtigkeitszuwachs in dem Filz und der Unterlage wurde als Prozentsatz des Wasserverlustes des Schlammes berechnet.
Fig. 5 zeigt, daß bei einer Verweilzeit von 0,24 s kein großer Unterschied in bezug auf den Prozentsatz an Feuchtigkeitszuwachs in dem Filz und der Unterlage zwischen Schlammproben, die bei Raumtemperatur kalt gepreßt wurden (20°C) und Schlammproben, die bei einer Temperatur von 350°C mit einer Heißplatte bei einer Temperatur von 350°C erhitzt wurden, bestand.
Fig. 6 zeigt, daß, wenn die Verweilzeit von 0,24 s auf 0,7 s erhöht wurde, für die auf eine Temperatur von 350°C erhitzten Schlammproben wesentlich weniger Wasser durch den Filz und die Unterlage absorbiert wurde und bis zu 40% Wasser als Dampf verloren ging. Fig. 6 zeigt auch, daß bei einer Temperatur von 350°C der Prozentsatz an Feuchtigkeitszuwachs in dem Filz und der Unterlage beträchtlich bei zunehmenden Druck abnimmt.
Fig. 7 zeigt, daß, wenn die Verweilzeit von 0,7 s auf 1,50 s erhöht wird, für die auf eine Temperatur von 350°C erhitzten Schlammproben wesentlich weniger Wasser durch den Filz und die Unterlage im Vergleich zu den Schlammproben, die bei Raumtemperatur gepreßt wurden, absorbiert wird, wobei bis zu 40% Wasser als Dampf verloren geht. Im Gegensatz zu Fig. 6 zeigt Fig. 7 jedoch nicht, daß bei einer Temperatur von 350°C eine wesentliche Abnahme des Prozentsatzes an Feuchtigkeitszuwachs in dem Filz und der Unterlage bei zunehmenden Druck auftritt.
Folgende Schlüsse können aus diesem Experiment gezogen werden:
  • (1) Die Entwässerung von Primärklärschlammproben einer Papiermühle durch das in diesem Experiment beschriebene erfindungsgemäße Verfahren (bei einer Temperatur von 350°C) resultierte in der Entfernung von wesentlich mehr Wasser aus den Mühlenschlammproben als bei den gleichen Mühlenschlammproben, die durch das herkömmliche Kaltpressen der Mühlenschlammproben bei Raumtemperatur (20°C) getrocknet wurden, selbst wenn Bandpreßvorrichtungen des Standes der Technik angewendet wurden. Der Prozentsatz des Endfeststoffgehaltes der Mühlenschlammproben (Gew.-% Feststoffgehalt der Mühlenschlammproben nach der Entwässerung) stieg von ungefähr 3 auf ungefähr 24%, wenn das in dem Experiment beschriebene erfindungsgemäße Verfahren (bei einer Temperatur von 350°C) verwendet wurde, im Vergleich zu dem herkömmlichen Kaltpressen der Mühlenschlammproben bei Raumtemperatur (20°C). Ungefähr 5 bis ungefähr 40% des aus den Mühlenschlammproben erfindungsgemäß entfernten Wassers liegt in der Form von Dampf vor, wobei mehr Dampf entsteht, wenn die Verweilzeit und der Druck erhöht werden.
  • (2) Wie aus Fig. 2 ersichtlich, bietet das in diesem Experiment beschriebene erfindungsgemäße Verfahren bei einer kürzeren Verweilzeit von 0,24 s einige Vorteile gegenüber den herkömmlichen Kaltpreßverfahren zur Entwässerung von Mühlenschlammproben bei Raumtemperatur (20°C).
  • (3) Wie aus Fig. 3 ersichtlich, waren die Vorteile des in diesem Experiment beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer erhöhten Verweilzeit von 0,70 s (bei einer Temperatur von 350°C) im Vergleich zu den herkömmlichen Kaltpreßverfahren zur Entwässerung von Schlamm bei Raumtemperatur (20°C) bedeutend. Die Vorteile des Erhitzens der Mühlenschlammproben bei dieser Verweilzeit bei einer Temperatur von 350°C stiegen mit steigendem Druck (mit anderen Worten wurde mehr Wasser aus den Schlammproben bei einer Verweilzeit von 0,70 s und bei einer Temperatur von 350°C entfernt, wenn der Druck von 0 auf 1300 psi erhöht wurde). Wie aus Fig. 3 ersichtlich, hatten die Mühlenschlammendproben bei einem Druck 1300 psi einen Gehalt an ungefähr 60% Feststoff, während im Vergleich hierzu die Mühlenschlammendproben für Schlammproben, die für die gleiche Verweilzeit und bei dem gleichen Druck, jedoch bei Raumtemperatur (20°C) gepreßt wurden, einen Gehalt von ungefähr 34% Feststoff aufwiesen. Weiterhin betrug der Feststoffgehalt der Schlammproben, die anfänglich mit der Raumtemperatur-Bandpressenvorrichtung des Standes der Technik von Ashbrook Corp. entwässert wurden, lediglich 39%. Ungefähr ein Drittel des aus den Mühlenschlammproben durch Impulstrocknen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, welches in diesem Experiment beschrieben ist (bei einer Temperatur von 350°C), entfernten Wassers wurde in Form von Dampf entfernt, wobei das restliche Wasser aus den Mühlenschlammproben in Form einer Flüssigkeit entfernt wurde und aus den Mühlenschlammproben durch den Filz der Laborpresse absorbiert wurde. Also ergab das Entwässern der Mühlenschlammprobe bei einer Temperatur von 350°C ohne das aus den Mühlenschlammproben in Form von Dampf entfernte Wasser eine ungefähr 17%ige Erhöhung des entfernten Wassers aus den Mühlenschlammproben im Vergleich mit dem Wasser des Kaltpreßverfahrens aus den gleichen Mühlenschlammproben bei Raumtemperatur (20°C).
  • (4) Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wurden ähnliche Ergebnisse wie oben für eine Verweilzeit von 0,70 s erreicht, wenn eine Verweilzeit von 1,5 s angewendet wurde. Bei einem Druck von 1300 psi, einer Temperatur von 350°C und einer Verweilzeit von 1,5 s betrug der Feststoffgehalt der Mühlenschlammendproben ungefähr 58%. Im Gegensatz hierzu ergaben die gleichen Mühlenschlammproben, die für die gleiche Verweilzeit und bei dem gleichen Druck, jedoch bei Raumtemperatur (20°C) gepreßt wurden, Mühlenschlammendproben mit einem Feststoffgehalt von 34%.
Beispiel 2 Entwässerung von städtischem/industriellem Schlamm
In diesem Experiment wurde feuchter Schlamm, der aus einer Mischung aus städtischem und industriellem Schlamm bestand, von der Stadt Milwaukee erhalten. Um die erfindungsgemäßen Verfahren für Schlammproben mit einem höheren anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt (Feuchtigkeit vor der Entwässerung gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren) als die in Beispiel 1 beschriebenen Schlammproben zu prüfen, wurde ein Teil dieses feuchten Schlammes mit zwei Teilen trockenem Schlamm (Recycling-Material) vermischt. Dies ergab einen Schlamm mit einem anfänglichen (vor Impulstrocknen) Gewichtsprozentsatz Feststoffgehalt von ungefähr 75%.
Die gleiche Impulstrocknungsausrüstung und Impulstrocknungstechnik wie in Beispiel 1 wurden in diesem Experiment angewendet.
In dem ersten Teil dieses Experimentes wurde eine Verweilzeit von 0,7 s angewendet, und der Druck wurde zwischen 200 psi und 1400 psi variiert. Dieser Teil des Experimentes wurde einmal bei einer Temperatur von 23°C und einmal bei einer Temperatur von 350°C durchgeführt.
In einem zweiten Teil dieses Experimentes wurde eine Temperatur von 350°C und fünf verschiedene Verweilzeiten (0,7 s, 0,6 s, 0,5 s, 0,35 s und 0,14 s) angewendet, und der Druck wurde zwischen 200 psi und 1400 psi variiert.
Die Ergebnisse dieses Experiments zeigen die Fig. 8 und 9.
Fig. 8 ist eine Graphik, die die Ergebnisse des ersten Teils dieses Experimentes zeigt. Fig. 8 zeigt, daß bei einer Temperatur von 350°C, einer Verweilzeit von 0,7 s und einem Druck von ungefähr 1175 psi der Endfeststoffgehalt (nach Impulstrocknen) der städtischen Schlammproben ungefähr 88% betrug. Fig. 8 zeigt zudem, daß bei einer Temperatur von 23°C, einer Verweilzeit von 0,7 s und einem Druck von ungefähr 1400 psi der Endprozentsatz an Feststoff von ungefähr 75% auf ungefähr 78% erhöht wurde. In beiden Fällen (bei den beiden verschiedenen Temperaturen) wird ein proportionaler Anstieg des Endfeststoffgehaltes der städtischen Schlammproben als Gewichtsprozentsatz in bezug auf den Gesamtgehalt der Endschlammproben mit steigenden Druck beobachtet, wobei ein wesentlicherer Anstieg des Endfeststoffgehaltes in den städtischen Schlammproben bei der höheren Temperatur 350°C auftrat.
Fig. 9 ist eine Graphik, die die Ergebnisse des zweiten Teils dieses Experimentes zeigt. Fig. 9 zeigt, daß bei einer Temperatur von 350°C, einer Verweilzeit von 0,7 s und einem Druck von ungefähr 1175 psi der Prozentsatz des Endfeststoffgehaltes der städtischen Schlammproben von ungefähr 75% auf ungefähr 88% erhöht wurde. Fig. 9 zeigt auch, daß bei jeder der fünf getesteten Verweilzeiten ein proportionaler Anstieg in dem Prozentsatz des Endfeststoffgehaltes der städtischen Schlammproben mit steigendem Druck auftrat, wobei wesentlichere Anstiege bei der Erhöhung der Verweilzeiten von 0,14 s auf 0,70 s auftraten.
Die vorhergehenden Beispiele sollen dem Fachmann ermöglichen, die Erfindung auszuführen. Diese Beispiele dienen jedoch lediglich der Veranschaulichung und sollten nicht derart verstanden werden, daß sie den Bereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen bestimmt ist, beschränken.
Während die Erfindung hier sehr speziell beschrieben worden ist und unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen, wird der Fachmann eine Vielzahl von Variationen und Modifikationen erkennen, und Teile von dem, was beschrieben worden ist, kann ersetzt werden und bleibt doch erfindungsgemäß. Beispielsweise kann der beobachtete spezielle Feststoff-Flüssigkeits-Matrix-Entwässerungseffekt gemäß und abhängig von der besonderen Art der Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix, die zu entwässern gilt, wie auch von der Art der verwendeten Ausrüstung abhängen. Solche erwarteten Variationen und/oder Unterschiede in den Ergebnissen sind gemäß den Gegenständen und Praktiken der Erfindung in Betracht gezogen. Es ist daher beabsichtigt, daß alle diese Modifikationen und Variationen in dem wie hier beschriebenen und beanspruchten erfindungsgemäßen Bereich liegen und daß die Erfindung lediglich durch die folgenden Ansprüche beschränkt ist, wobei diese Ansprüche so breit, wie dies vernünftig ist, auszulegen sind.

Claims (28)

1. Verfahren zur Entwässerung einer Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix mit einer Struktur, umfassend die gleichzeitige Anwendung von Druck und Wärme auf die Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix für einen Zeitraum von ungefähr 0,01 s bis ungefähr 20 s, wobei die Anwendung des Druckes in einem Druckbereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 6000 psi und die Anwendung der Wärme in einem Temperaturbereich von ungefähr 21°C bis ungefähr 1000°C stattfindet.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Feststoff- Flüssigkeits-Matrix Schlamm ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, worin der Schlamm Primärschlamm ist.
4. Verfahren gemäß Anspruch 2, worin der Schlamm Sekundärschlamm ist.
5. Verfahren gemäß Anspruch 2, worin der Schlamm eine Mischung aus Primär- und Sekundärschlamm ist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin der Druck und die Wärme auf die Feststoff-Flüssigkeits-Matrix durch einen Impulstrockner angewendet werden.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix einen anfänglichen Gewichtprozentsatz Feststoffgehalt von mindestens ungefähr 20% hat.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Anwendung von Druck in einem Druckbereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 2000 psi und die Anwendung von Wärme in einem Temperaturbereich von ungefähr 100°C bis ungefähr 450°C über einen Zeitraum von ungefähr 0,14 s bis ungefähr 10 s stattfindet.
9. Verfahren gemäß Anspruch 2, worin die Anwendung von Druck in einem Druckbereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 2000 psi und die Anwendung von Wärme in einem Temperaturbereich von ungefähr 100°C bis ungefähr 450°C über einen Zeitraum von ungefähr 0,14 s bis ungefähr 10 s stattfindet.
10. Verfahren gemäß Anspruch 3, worin die Anwendung von Druck in einem Druckbereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 2000 psi und die Anwendung von Wärme in einem Temperaturbereich von ungefähr 100°C bis ungefähr 450°C über einen Zeitraum von ungefähr 0,14 s bis ungefähr 10 s stattfindet.
11. Verfahren gemäß Anspruch 4, worin die Anwendung von Druck in einem Druckbereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 2000 psi und die Anwendung von Wärme in einem Temperaturbereich von ungefähr 100°C bis ungefähr 450°C über einen Zeitraum von ungefähr 0,14 s bis ungefähr 10 s stattfindet.
12. Verfahren gemäß Anspruch 6, worin die Anwendung von Druck in einem Druckbereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 2000 psi und die Anwendung von Wärme in einem Temperaturbereich von ungefähr 100°C bis ungefähr 450°C über einen Zeitraum von ungefähr 0,14 s bis ungefähr 10 s stattfindet.
13. Verfahren gemäß Anspruch 7, worin die Anwendung von Druck in einem Druckbereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 2000 psi und die Anwendung von Wärme in einem Temperaturbereich von ungefähr 100°C bis ungefähr 450°C über einen Zeitraum von ungefähr 0,14 s bis ungefähr 10 s stattfindet.
14. Verfahren gemäß Anspruch 8, worin die Anwendung von Druck bei einem Druck von ungefähr 1400 psi und die Anwendung von Wärme bei einer Temperatur von ungefähr 350°C für einen Zeitraum von ungefähr 0,7 s stattfindet.
15. Verfahren gemäß Anspruch 9, worin die Anwendung von Druck bei einem Druck von ungefähr 1400 psi und die Anwendung von Wärme bei einer Temperatur von ungefähr 350°C für einen Zeitraum von ungefähr 0,7 s stattfindet.
16. Verfahren zur Entwässerung einer Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix ohne Struktur, umfassend:
  • (1) Behandeln einer Feststoff-Flüssigkeits-Matrix in einer solchen Art und Weise, daß der Gewichtsprozentsatz Feststoffgehalt der Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix auf ein Niveau erhöht wird, welches eine Feststoff-Flüssigkeits-Matrix mit einer Struktur bereitstellt; und
  • (2) das gleichzeitige Anwenden von Druck und Wärme auf die aus dem Schritt (1) resultierende Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix für einen Zeitraum von ungefähr 0,001 s bis ungefähr 20 s, wobei die Anwendung von Druck in einem Druckbereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 6000 psi und die Anwendung von Wärme in einem Temperaturbereich von ungefähr 21°C bis ungefähr 1000°C stattfindet.
17. Verfahren gemäß Anspruch 16, worin die Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix Schlamm ist.
18. Verfahren gemäß Anspruch 17, worin der Schlamm Primärschlamm ist.
19. Verfahren gemäß Anspruch 17, worin der Schlamm Sekundärschlamm ist.
20. Verfahren gemäß Anspruch 17, worin der Schlamm eine Mischung aus Primär- und Sekundärschlamm ist.
21. Verfahren gemäß Anspruch 16, worin die Anwendung von Druck in einem Druckbereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 2000 psi und die Anwendung von Wärme in einem Temperaturbereich von ungefähr 100°C bis ungefähr 450°C über einen Zeitraum von ungefähr 0,14 s bis ungefähr 10 s stattfindet.
22. Verfahren gemäß Anspruch 17, worin die Anwendung von Druck in einem Druckbereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 2000 psi und die Anwendung von Wärme in einem Temperaturbereich von ungefähr 100°C bis ungefähr 450°C über einen Zeitraum von ungefähr 0,14 s bis ungefähr 10 s stattfindet.
23. Verfahren gemäß Anspruch 21, worin die Anwendung von Druck bei einem Druck von ungefähr 1400 psi und die Anwendung von Wärme bei einer Temperatur von ungefähr 350°C über einen Zeitraum von ungefähr 0,7 s stattfindet.
24. Verfahren gemäß Anspruch 22, worin die Anwendung von Druck in einem Druckbereich von ungefähr 45 psi bis ungefähr 2000 psi und die Anwendung von Wärme in einem Temperaturbereich von ungefähr 100°C bis ungefähr 450°C über einen Zeitraum von ungefähr 0,14 s bis ungefähr 10 s stattfindet.
25. Verfahren gemäß Anspruch 16, worin die Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix mit einer Kaltpresse behandelt wird und der Druck und die Wärme auf die Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix durch einen Impulstrockner angewendet wird.
26. Verfahren gemäß Anspruch 17, worin die Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix mit einer Kaltpresse behandelt wird und der Druck und die Wärme auf die Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix durch einen Impulstrockner angewendet wird.
27. Verfahren gemäß Anspruch 16, worin die Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix mit anderen, trockeneren Materialien kombiniert wird.
28. Verfahren gemäß Anspruch 17, worin die Feststoff-Flüssig­ keits-Matrix mit anderen, trockeneren Materialien kombiniert wird.
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