WO2019207108A1 - Anlage und verfahren zur elektrodynamischen fragmentierung - Google Patents

Anlage und verfahren zur elektrodynamischen fragmentierung Download PDF

Info

Publication number
WO2019207108A1
WO2019207108A1 PCT/EP2019/060740 EP2019060740W WO2019207108A1 WO 2019207108 A1 WO2019207108 A1 WO 2019207108A1 EP 2019060740 W EP2019060740 W EP 2019060740W WO 2019207108 A1 WO2019207108 A1 WO 2019207108A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
fragmentation
transport
transport path
voltage pulse
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/060740
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Stark
Volker Thome
Severin SEIFERT
Sebastian Dittrich
Christian BICKES
Jürgen Urban
Original Assignee
Diehl Defence Gmbh & Co. Kg
Fraunhofer Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E. V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Diehl Defence Gmbh & Co. Kg, Fraunhofer Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E. V. filed Critical Diehl Defence Gmbh & Co. Kg
Priority to SG11202010174RA priority Critical patent/SG11202010174RA/en
Priority to JP2021508076A priority patent/JP7321253B2/ja
Priority to KR1020207033191A priority patent/KR102615222B1/ko
Priority to CN201980042140.6A priority patent/CN112313010B/zh
Priority to AU2019260555A priority patent/AU2019260555A1/en
Priority to EP19720548.7A priority patent/EP3787796A1/de
Priority to CA3098305A priority patent/CA3098305A1/en
Publication of WO2019207108A1 publication Critical patent/WO2019207108A1/de
Priority to US17/082,313 priority patent/US11857978B2/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • B02C23/10—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with separator arranged in discharge path of crushing or disintegrating zone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • B02C23/14—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with more than one separator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
    • B02C23/38—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy in apparatus having multiple crushing or disintegrating zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
    • B02C19/18—Use of auxiliary physical effects, e.g. ultrasonics, irradiation, for disintegrating
    • B02C2019/183—Crushing by discharge of high electrical energy

Definitions

  • the invention relates to a fragmentation system for electrodynamic
  • High voltage pulse source for generating a high voltage discharge.
  • the document WO 2013 / 053066A1 describes a method for fragmenting material by means of high-voltage discharge.
  • the material is introduced into the process space together with a process fluid.
  • the object of the invention is to provide an improved plant for the fragmentation of material.
  • Patent claim 1 solved. Furthermore, the object is achieved by the method for
  • a fragmentation system for the electrodynamic fragmentation of material is proposed.
  • the fragmentation plant is a continuously operable fragmentation plant.
  • the fragmentation equipment is specifically designed for industrial and / or large scale fragmentation of material.
  • the fragmentation is preferably a pure fragmentation.
  • the plant is suitable for a sorted fragmentation according to size, type and / or composition.
  • the material is preferably an inorganic material, and more particularly a composite material.
  • the material may include organic components.
  • the material is concrete, slag, ceramics or a
  • the fragmentation of the material is preferably for preservation secondary raw materials, for example, to obtain gravel, sand and / or
  • the fragmentation system has an inlet and an outlet.
  • the fragmentation system has a housing and / or a process vessel, wherein the inlet and / or the outlet is arranged in the process vessel and / or in the housing.
  • the inlet By means of the inlet, the material can be provided and / or supplied.
  • the inlet with a material storage such as a
  • the outlet is used in particular for the removal and / or removal of the supplied material, its fragments and / or its components and represents, for example, a sink for the material.
  • the transport route can be a straight, a looped or a jagged path.
  • the transport path is a two-dimensional or three-dimensional path and / or path.
  • the material transport between inlet and outlet is in particular a material and / or
  • Mass preservation so that, for example, the mass of the material supplied corresponds to the mass of material transported away in the outlet.
  • the fragmentation system may have a plurality of outlets and / or inlets.
  • the fragmentation system has at least one high-voltage pulse source.
  • the high voltage pulse source is a Marx generator.
  • High-voltage pulse source in particular each of the high-voltage pulse sources, has at least one first electrode and at least one second electrode for generating a high-voltage discharge in a discharge space.
  • first and second electrodes are always specified concretely. Statements can, however, be understood mutatis mutandis for multiple electrodes.
  • the discharge space is arranged between the first electrode and the second electrode.
  • the discharge space may be arranged in an environment connecting the first electrode and the second electrode.
  • the first electrode and second electrode may be the same or different.
  • the first electrode and / or the second electrode are a metal electrode, a graphite electrode or another electrode.
  • the first electrode forms a cathode and the second electrode forms an anode.
  • the first electrode or second electrode are connected to ground potential, the remaining electrode being set to a higher or lower potential.
  • the high-voltage pulse source is in particular formed a working voltage between the first electrode and the second electrode for generating the
  • the high voltage discharge can be created high voltage discharge.
  • the high voltage discharge can be created high voltage discharge.
  • the high voltage discharge is in particular a high voltage pulse.
  • the high voltage pulse and / or the high voltage discharge has a pulse length.
  • the pulse length is preferably less than one microsecond, in particular less than 100 nanoseconds and in particular less than 50 nanoseconds.
  • High voltage pulse and / or the high voltage discharge preferably has an energy less than 500 joules per pulse, in particular less than 300 joules per pulse and in particular less than 100 joules per pulse.
  • the energy less than 500 joules per pulse, in particular less than 300 joules per pulse and in particular less than 100 joules per pulse.
  • High voltage pulse source for generating high voltage discharges formed with a frequency of more than 100 megahertz.
  • the high voltage discharge and / or the high voltage pulse has a pulse amplitude.
  • the pulse amplitude is preferably equal to the working voltage and / or is between 10 kilovolts and 10 megavolts. Particularly preferred is a pulse amplitude between 100 kilovolts and 5 megavolts.
  • the high voltage source (generator) is in particular variable or designed as a flexible generator. This helps to optimize energy consumption for the respective material. Thus, e.g. a minimal one for the fragmentation of concrete
  • the rise time and / or amplitude and / or power and / or the pulse energy content can be set in the generator.
  • the transport path has at least one fractionation section.
  • fractionation section is a partial section of the transport path.
  • the fractionation section may form a main path or a bypass for the main path.
  • the fractionation section preferably has a length greater than 10 centimeters, and more particularly greater than 50 centimeters.
  • the fractionation section extends at least in sections between the first electrode and the second electrode.
  • the fractionation section comprises the first electrode and the second electrode and / or the first electrode and the second electrode form the fractionation section.
  • the fractionation section passes through the
  • the fractionation section may also be referred to as the section of
  • Transport path are understood in which the high voltage discharge takes place and / or can take place.
  • the fragmentation plant has a selectivating agent for selectively discharging the material in the transport path.
  • the selectivating agent is preferably designed to select material that is located on the transport path and / or transported along the transport path, for example, to select according to size, type and / or shape.
  • the selectivating agent is configured to pass material and / or fragments of the material having a diameter smaller than a minimum diameter past at least a part of at least one of the fractionating sections or at least one of the fractionating sections.
  • the selectivity means that in particular only material with a diameter greater than that
  • Minimum diameter passes into a particular fractionation of the sections and / or transported in the fractionation section.
  • the selectivating agent forms, for example, a filter medium, in particular a size filter.
  • material and / or fragments of the material smaller than the minimum diameter can be guided past the fractionation section, for example on the bypass or a bypass.
  • the bypass may also be a fall through a floor or sieve.
  • the selectivating agent is in particular upstream (in relation to the transport direction) before
  • Fractionation section in the fractionation section or downstream of the
  • fractionation section can be arranged in the region of the inlet.
  • the selectivating agent is adapted to separate fragments of the material having a diameter smaller than the minimum diameter, which are formed in the upstream treatment of the material by means of the high voltage discharge.
  • the invention is based on the consideration that by early removal of material and small fragments, thus therefore a certain material
  • the selection means may comprise the first electrode and second electrode of at least one high-voltage pulse source, alternatively also at least one further electrode.
  • the first electrode and the second electrode may form the selectivating agent.
  • the first and second electrodes form a screen structure or retention means for material and / or fragments of the material having a diameter greater than the minimum diameter. This results in an at least partially integral execution of selectivating agent and
  • the first electrode and the second electrode form a rail.
  • the distance of the first electrode and the second electrode is then one
  • First electrode and second electrode may be mechanically connected in the rail, for example by means of struts. Alternatively, the first electrode and the second electrode are mechanically unconnected in the rail. A mechanical connection between the first electrode and the second electrode are in particular electrical insulators.
  • the invention is based on the desirability of being able to recycle composites, for example concrete.
  • the goal is to obtain secondary raw materials. For example, attempts are made to separate concrete and recycle its components.
  • the aggregates such as gravel and sand are selectively freed from the surrounding cement matrix. So far, this will be
  • the throughput in such systems and / or methods is currently less than three tons per hour.
  • the degree of fragmentation is often less than 80% in such systems.
  • Higher throughput rates have hitherto been achieved by mechanical methods, such methods having a lack of grade purity and a lower quality of the processed material. For example, by grinding in gravel grains microcracks, which reduce the mechanical strength in RC concrete.
  • the material at the inlet has a different state than at the outlet, for example, the material at the inlet is connected and / or lumpy, while it is fragmented and / or separated at the outlet.
  • the fragmentation takes place, for example, by the high-voltage pulse.
  • the fragments of the material have a grain size of typically less than one centimeter.
  • the fragmentation system optionally provides that the fractionation section is formed as a sloping inclined plane.
  • the fractionation section falls off in particular in the transport direction.
  • the fractionation section can be strictly monotone decreasing.
  • the fractionation section may be formed as a sloping inclined plane with saddle and / or turning points.
  • Fractionation section is in particular designed so that a material transport of the material in the transport direction can be done without electric drive and / or based on gravity and / or a slope force.
  • Fractionation section is meant to be an efficient and energy efficient
  • Fragmentation plant particularly energy-saving due to the gravitational drive of the material transport.
  • the first electrode and / or the second electrode have a longitudinal extent.
  • the first electrode and / or the second electrode are rod-shaped, for example round rod-shaped.
  • the longitudinal extension of the first and / or the second electrode is preferably at least 10 times the diameter of the electrode:
  • the electrodes have an electrode length, wherein the electrode length is preferably greater than 10 centimeters and in particular greater than 50 centimeters.
  • the first electrode and / or the second electrode are rectified with their longitudinal extent and / or arranged parallel to the transport direction.
  • the first electrode and the second electrode are arranged parallel to one another. It is particularly preferred that the first electrode and second electrode are arranged in a rail shape and form, for example, a DIN rail.
  • the material is transported in a transport plane, wherein the first electrode and the second electrode are arranged in the transport plane.
  • the first electrode and / or the second electrode may be rectified but offset from the transport plane. This embodiment is based on the idea to provide a Fragment michsstrom, which structurally simple is available and allows an energy-saving and good fragmentation of the material.
  • rod-shaped and / or flat electrodes are used, which form a kind of rail system which is used by inclination for the further transport and the classification of the material.
  • the fractionation section forms a chute, the chute preferably being bounded laterally by the electrodes.
  • the high voltage discharge is preferably carried out at an angle between 60 and 120 degrees to the transport direction. Particularly preferably, the high-voltage discharge takes place perpendicular to
  • At least two of the electrodes form a chute for the material which slopes down in the direction of transport relative to the direction of gravity.
  • the material can slip on the electrodes and move. It may then happen that a piece of material slips along the entire chute without being sufficiently crushed, e.g. because only its edges were fragmented. So it can be discharged at the end of the electrode or slide and thus a standstill of the process can be prevented. This piece of material may then be e.g. be reintroduced into the fractionation section, or fed to another possibly different process (e.g., spillage as landfill material or crushing via jaw crusher for inferior use).
  • the oblique (to gravity or to the horizontal) placed electrodes act as "passive
  • Transport speed of the material can be adjusted.
  • the distance of the respective pairs of electrodes in the chute is variably adjustable.
  • the optionally adjustable in the inclined position electrodes act as chutes ("passive conveyor belts") for the material.
  • the material transport and its speed is thus dependent on the size and weight of the material and the angular position of the "rail electrodes" substantially by the weight of the material.
  • the material flow or its velocity can be supported by the flow velocity of the surrounding medium (eg water, see below) with a velocity component oblique to the rail system.
  • a corresponding chute allows in particular a material discharge at the end of the respective electrodes or slide - without cross flow classification - only due to gravity, optionally also by supporting a media stream.
  • the exposed material needs - ideally not be returned to the reaction vessel after discharge from the reaction vessel.
  • the electrodes are at the same time in addition to the optional medium (eg water), the transport medium, which determines the path of the material through the reaction vessel.
  • Motor conveyors e.g. Conveyor belts are not necessary, especially in the actual fragmentation process. Such may e.g. if necessary, they can be provided to feed or remove material from the process.
  • a length and / or an angle of inclination of at least one of the electrodes of the chute and / or a distance between at least two of the electrodes of the chute are variable.
  • the lengths and / or the angles of inclination of the electrodes on which the material slides changeable - the unfragmentiere material moves transversely to the direction of gravity, possibly also transversely to the transport medium through the reaction vessel, while in particular not (further) to fragmenting material, eg Fine material ⁇ 2mm, directly from the shortest path (gravity direction) is rinsed out below as sludge fraction.
  • the concrete size 2mm refers e.g. on the treatment of concrete, as 2mm corresponds to the grain size of sand.
  • support for transport through a medium is possible, which allows additional degrees of freedom (media type, speed, direction) in the process control.
  • the optimum residence time can be set on an electrode or chute with a variable electrode spacing in order to achieve the highest possible degree of exposure. Due to the variable lengths of the electrodes, the material must travel a longer distance in the process vessel than it would simply fall in the direction of gravity. This is much more common
  • Electro-pulse treatment and the degree of exposure can thereby be maximized.
  • the longer process path allows more material to be processed simultaneously, which significantly increases throughput and thus enables industrial application.
  • the residence times of the particles (material) in the process vessel can be varied according to the invention and thus an optimization possibility for different materials and / or fraction sizes (which require different residence times in the process vessel) is present.
  • Electrode distances are in particular maximum and / or minimum 2mm, 4mm, 8mm,
  • At least one of the electrodes is vibratable.
  • a transport of the material is homogenized along the chute and difficult to set material on the chute.
  • electrodes which are rotatably mounted about their own longitudinal axis and which have a suitable electrode shape are also conceivable which support this process.
  • the electrodes are therefore involved not only in the comminution process, but also in the transport process.
  • a tilted rail system results, which does not or can not transport material along the rail system (e.g.
  • Transport medium water, oil, gas, etc.
  • the electrodes significantly support the transport process.
  • the further transport of components to be fragmented takes place even if they are larger than the distance of the fragmentation electrodes (smaller particles fall through, larger slips along the inclined planes, which are given by the rail electrodes) and can be discharged from the Fragment réelles Scheme and either at introduced elsewhere, or transported as a "waste product" from the system and fed to another use.
  • Such a rail system can not clog by the inclination.
  • the further transport of the material takes place even without mechanically moving parts, i.
  • the material flow or velocity can be adjusted via the angular position of the rail system and additionally be supported by a flowing medium.
  • the material flow or velocity can be adjusted via the angular position of the rail system and additionally be supported by a flowing medium.
  • the further transport can be supported.
  • the material is not (only) passed by the electrodes, but passed through and by means of the electrodes and further transported.
  • the material flow is not (only) passed by an electrode arrangement, but rather the electrode arrangement itself is part of the material flow or, as it were, integrated into the material flow or conducts it
  • the electrode arrangement (slide / rail system, which itself acts as an electrode arrangement / is pronounced) is crucial that the
  • Material flow can flow at all.
  • the transport speed in the electrode assembly can be significantly influenced by the inclination of the "slide / rail electrodes".
  • the transport speed then depends substantially on the weight of the material (not so on the piece size), the angular position of the electrodes and the material fraction with a fraction size smaller than the distance of the
  • the material flow can additionally be assisted by a flow of the process fluid or of the possibly process gas. This may also be e.g. be supported by an additional vibration or vibration of the rail electrodes.
  • the electrodes are located in particular in the process fluid or a suitable gas.
  • the electrode supply can be done from all sides.
  • the material or the material flow is guided in particular completely or at least partially by the electrodes in the process chamber.
  • the electrode arrangement according to the invention also permits larger piece sizes than the maximum distance of the rail electrodes / electrode pairs from one another. These lie on a rail system as electrodes and are guided by these and can be processed simultaneously during the material transport. A piece size larger than the respective distance of the rail electrodes is an essential prerequisite here, that the respective fraction size can also be further fragmented in the associated processing step. At smaller Piece size fall through the shares through the rail system and are fed to the next processing step.
  • the distance of the rail electrodes from each other need not be uniform, but may be e.g. also increase or decrease along the rail system (electrodes). This can be taken into account when adjusting the next process step / process step.
  • the rail electrode system ideally allows the entire material to be completely fragmented in one pass. At the same time, insufficiently fragmented portions at the end of the rail electrodes can not be adequately distributed
  • Recontrols are re-supplied to the process or fragmentation section or sent as waste / broke to another use (e.g., landfill, road construction, ).
  • a pair of electrodes may e.g. consist of two high-voltage electrodes, with a suitable high-voltage pulse generator for a short time on the same
  • High voltage can be raised, but reversed sign.
  • a rail electrode system can consist of different electrode configurations, for example: The simplest configuration is a pair of rails, wherein it is only essential that the individual electrodes are brought to an electrical potential or potential difference by means of a corresponding high-voltage pulse, so that a corresponding fragmentation suitable Discharge between the electrodes can take place.
  • the electrode potential of the individual electrode can be either positive, negative or earth potential (Ground).
  • rail-electrode arrangement U-shaped or ring-shaped or star-shaped arrangement of rail electrodes / electrode pairs, also other arrangements are conceivable.
  • the fragmentation system has a conveying device for conveying a medium in a media conveying direction.
  • the fragmentation system may also include the medium.
  • the medium is preferably a liquid and in particular the medium is water. Alternatively, the medium may be gaseous.
  • the conveyor device has, for example, a pump for conveying the medium.
  • the medium serves to transport the material support. For example, by promoting the medium in
  • Media conveying direction Parts of the material and / or fragmentation elements of the material entrained and / or entrained.
  • the medium is used to separate the fragments, for example on a chromatographic principle.
  • Particularly preferred is a constant and / or continuous media promotion provided.
  • the media promotion of the medium is preferably carried out in
  • Transport direction in particular along the transport route.
  • the media promotion takes place in the fractionation section.
  • the media promotion takes place in the fractionation section.
  • Fractionating section and / or the transport path by means of the conveyor of the medium rinsed The conveyor device is used for the automatic discharge of fragments of the material.
  • the conductivity of the medium in particular plays the
  • Process fluid a minor role. Due to a special pulse shape, both very low conductivity and high conductivity can be used. In the course of the process, as a rule, the conductivity of the process fluid increases as a result of the release of mineral constituents and salts.
  • the medium is in particular a medium, which in the parameter range of
  • High voltage discharge for example, for the pulse length and / or pulse amplitude forms an insulator.
  • the dielectric strength of the medium is greater than the dielectric strength of room air. This embodiment is based on the consideration that the high-voltage discharge does not take place via the medium but the high-voltage discharge takes place via the material and the material is so fragmented.
  • the medium surrounds the material during material transport.
  • the media conveying direction or at least one
  • Component of this direction is directed against the transport direction.
  • the transport direction is directed with respect to the direction of gravity from top to bottom, the media conveying direction is then directed from bottom to top.
  • the media conveying direction or at least one component of this direction is rectified to the transport direction.
  • Media conveying direction can be directed from top to bottom or from bottom to top.
  • the medium is reusable and / or reused.
  • the collected medium is preferably filtered and / or otherwise cleaned before being used again for delivery. This refinement is based on the consideration of achieving good separation of the material fragments and of providing a resource-saving fragmentation system.
  • the medium is water.
  • the medium is distilled water.
  • the medium preferably has a dielectric strength of greater than 20 kilovolts per millimeter.
  • the medium has a dielectric strength greater than 40 kilovolts per millimeter, and more particularly a dielectric strength greater than 60 kilovolts per millimeter.
  • the medium may also be formed as an oil, in particular as a dried oil.
  • the medium is one
  • the fragmentation system has a return device.
  • retained material for example, material retained by the selectivating agent is transported back towards the inlet. Such recirculated material must then undergo the process again so that it is treated again with the high voltage discharge.
  • first electrode and the second electrode are arranged at a distance smaller than the minimum diameter.
  • the first electrode and the second electrode may be arranged parallel, converging or diverging in the transport direction.
  • the first electrode and the second electrode are arranged wedge-shaped and / or v-shaped.
  • the converging arranged first electrode and second electrode form for example as a lateral boundary of the selectivation device, for example, a large chunk of material can not be transported further in the transport direction, when the distance between the first electrode and second electrode is smaller than the diameter thereof.
  • An embodiment of the invention provides that the distance between the first electrode and the second electrode is adjustable.
  • the distance between the first electrode and the second electrode is selectable so that a desired degree of digestion, a grain size or a degree of fragmentation is achieved.
  • the angle between the first electrode and the second electrode can be variable, for example. This angle is preferably adjusted to achieve the degree of fragmentation that is desired. By increasing the angle, it is achieved, for example, that fragments of larger diameter become faster and / or further in
  • Transport direction can be transported. For example, for a
  • This embodiment is based on the idea of providing a fragmentation system which has an improved and / or adjustable degree of fragmentation.
  • the fragmentation system has a plurality of high-voltage pulse sources.
  • the fragmentation system has at least two high-voltage pulse sources and in particular at least three high-voltage pulse sources.
  • the high-voltage pulse sources or their electrodes are arranged along the transport path.
  • the plurality of high-voltage pulse sources forms a multi-stage system.
  • the fragmentation system with a plurality of high-voltage pulse sources also has a plurality
  • the high-voltage pulse sources and / or fractionation sections are in particular spaced apart and / or arranged without overlap with respect to one another.
  • the high-voltage pulse sources are designed to output a high-voltage pulse and / or to generate a high-voltage discharge.
  • the high voltage pulse sources give the
  • Fragmentation system different high voltage pulses and / or
  • the working voltages of the high-voltage pulse sources can be adapted, for example, to the degree of fragmentation and / or to the grain size in the respective fragmentation section. In addition to the working voltage, it can also be provided that further pulse parameters are available for the different ones
  • High-voltage pulse sources differ, for example pulse length and / or Pulse rate. In particular, it may be provided that the working voltage for the high-voltage pulse sources along the transport path become smaller.
  • the working voltages are adaptable to the prevailing diameter and / or the prevailing grain size.
  • the fractionation sections 18 may also be arranged sequentially or next to each other or in a high throughput conveying mold. In this case, the material transfer between the fractionation sections is increased by means of e.g. mechanical, electrical or hydrodynamic transport methods. Other methods are conceivable.
  • Material conveying along the transport path of more than 10 tons per hour Preferably, the material conveyance along the transport path is greater than 20 tons per hour and in particular greater than 50 tons per hour.
  • the material is sourced from and / or from a task bunker and conveyed to a respective sump at one of the outlets.
  • the inclined plane has a pitch angle.
  • the pitch angle is in particular the angle between the fractionation section and / or the transport path and a horizontal.
  • the pitch angle is
  • the pitch angle is adjustable so that a conveying speed and / or transport speed of the material is adjustable.
  • the angle can be made steeper if more material to be re-supplied and / or the transport speed to be increased.
  • the pitch angle is reduced and the inclined plane is made flatter, so that only existing material is separated and / or fractionated.
  • fractionation section and / or the
  • Transport path has conveyor structures.
  • the conveyor structures are for example as Rolls trained.
  • the conveyor structures and / or the rollers are unpowered, for example, without a motor drive formed.
  • the electrodes may be part of the conveyor structures and / or may form the conveyor structures.
  • Conveyor structures are designed to support and / or to promote the transport of material.
  • micro fractions are, for example, fragments of the material and / or material parts which have a diameter and / or a particle size smaller than one
  • Minimum diameter e.g. have less than two millimeters.
  • Such micro fractions fall, for example, through the sieve structures and are thus quickly removed from the further process, so that only coarse-grained fragments are left behind and further digested.
  • This embodiment is based on the idea of providing a fragmentation system which enables the fragmentation of material on an industrial scale.
  • the conveyor, the inclined plane and / or the screen structures can set a dynamic equilibrium, which means that material and / or material fragments can be fractionated at several points and / or separated so that throughput increases.
  • ultrafine material and / or micro fractions which can no longer be further fragmented are automatically discharged and can be discharged, for example, with the medium, for example water, so that this does not further disturb and / or stress the process.
  • Drying device provides, wherein in the drying device, the fragments are dried.
  • a sorting of the fragments is possible, for example, a direct sorting by means of a device when discharging from the respective section. It is envisaged that the fragmented material can continue to be used and can be supplied for the production of, for example, fresh concrete in a renewed material cycle.
  • Another object of the invention is a method, in particular using the fragmentation system described above, for the electrodynamic fragmentation of material, in which a transport of material from an inlet to an outlet along a transport path, wherein the transport path has a fractionation section, wherein at least a high voltage pulse source has at least a first and a second electrode, wherein the
  • High voltage pulse source generates a high voltage discharge in a discharge space, wherein the discharge space between the first electrode and the second electrode is arranged, wherein material and / or fragments of the material having a diameter smaller than a minimum diameter past at least a part of one of the fractionation sections.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a fragmentation system
  • Figure 2 is a detail view of a transport path as a first embodiment
  • Figure 3 shows a transport path as a second embodiment
  • FIG. 4 shows a transport path as a further embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a fragmentation installation 1.
  • the fragmentation installation 1 has a housing 2.
  • the housing 2 is a metal housing.
  • the housing 2 is constructed silo-shaped.
  • the housing 2 has an inlet 3 and a plurality of outlets 4. Via the inlet 3, which is designed here as a hole in the housing 2, material 5 is introduced into the housing 2. Via the outlets 4 fragmented material 6 is removed from the housing 2. About the plurality of outlets 4 are respectively
  • the fragmentation system 1 is connected to a material store 7.
  • the material store 7 is designed as a bunker or as a silo. In the material store 7, the material 5 can be stored until fragmentation.
  • the material 5 is here a coarse material, and includes blocks and stone-shaped elements. Here is the material concrete, which should be cleaned and fragmented.
  • the material store 7 is connected to the inlet 3 by means of a line in order to bring the material 5 from the material store into the housing 2.
  • a transport path 8 is provided in the housing 2.
  • the transport path 8 leads from the inlet 3 to the outlets 4.
  • the transport path 8 is here formed rail-shaped. Along the transport path 8, a transport of the material 5 takes place in a
  • the transport path 8 is as a sequence of sloping obliquely Trained levels.
  • the transport path 8 is formed as a zigzag-shaped sloping inclined plane.
  • the slope of the transport path 8 and / or portions of the transport path 8 are adjustable in a manner not shown.
  • the pitch angle of the transport path is preferably adjustable between 20 and 80 degrees with respect to the horizontal. By adjusting the pitch angle of the transport path 8, the conveying speed of the material along the
  • Transport path 8 adjustable and / or variable.
  • the transport path 8 has fractionation sections. In each of the
  • Fractionation sections each have a first electrode 10a and a second electrode 10b arranged, see also Figures 2 and 4.
  • the electrodes 10a and 10b form a rail.
  • the distance between the electrodes is smaller than a respective one
  • the minimum diameters are for the different ones
  • the material 5 and / or fragments of the material may partially rest on the rails and / or the electrodes 10a and 10b.
  • the material 5 and / or the fragments of the material may slip and / or be transported on the electrodes.
  • the fragmentation system has a plurality of high-voltage pulse sources 11, each of the high-voltage pulse sources 11 each comprising one of the first electrodes 10a and the second electrodes 10b.
  • the high voltage pulse sources 11 are formed by means of the electrodes 10a and 10b to generate a high voltage discharge in a discharge space.
  • Material 5 which is located on the transport path 8 and is located between or in the discharge space of the electrodes 10a, b is fragmented by means of the high-voltage pulse and / or the high-voltage discharge.
  • the high-voltage discharge takes place when material 5 is in the fractionation section through the material 5.
  • a fragmentation of the material 5 corresponds to comminution and in particular a substance-specific comminution and / or
  • the high voltage pulse source 11 is formed
  • the fragmentation system 1 here has six high-voltage pulse sources 11 and six electrodes 10a and 10b each at different locations along the
  • Transport path 8 are arranged.
  • the high voltage pulse sources 1 1 are operated with different operating parameters, in particular voltage, pulse length and / or power.
  • the power and / or voltage of the high voltage pulse sources 11 is in the course of the arrangement or in the transport direction 9 from inlet 3 to outlet 4 falling. This is due, in particular, to the fact that material 5 in the vicinity of the inlet 3 requires greater power in order to fragment and / or separate it, and for material 5 and / or material fragments in the vicinity of the outlet 4, which already partially comminutes are, lower operating parameters and services are sufficient.
  • a screening 12 and a croquttelband 13 are arranged. These are used to sort the fragments of the material, for example, such that small fragments directly
  • the fragmentation system 1 has a conveying device 14.
  • the conveying device 14 has a media tank 15.
  • a liquid medium 16 is arranged, here water.
  • the medium 16 is conveyed in a conveying direction.
  • the medium 16 is supplied, for example, in the region of the inlet 3 to the housing and / or the transport path 8 and collected at the outlet 4.
  • the collected medium 16 is filtered by means of a filter device and pumped back into the medium tank 15, so that the filtered medium 16 can be promoted again.
  • the conveying device 14 serves to transport the material 5 along the transport path 8 by means of the conveyance of the medium 16
  • Transport route 8 support. For example, by means of an adjustment of the delivery rate of the medium 16, the transport speed of the material 5 along the transport path 8 can be adjusted.
  • the fragmented material 6 is collected and stored in a collecting container 17.
  • sieved fragmented material 6 is collected and stored in the collecting container 17.
  • the fragmented material 6 is a shredded and preferably sized and / or sorted cleaned and / or separated material 5.
  • Figure 2 shows symbolically a section of a transport path 8, wherein material 5 is transported in the transport direction 9.
  • the transport path 8 has a plurality of fractionation sections 18.
  • Fractionation sections 18 are rail-shaped, for example, designed as top hat rails. Along the fractionation sections 18 are each a first electrode 10a and a second electrode 10b are arranged. The first electrode 10a and the second electrode 10b are arranged parallel to each other in this embodiment. The electrodes 10a and 10b define the transport path 8 in width. The electrodes 10a and 10b each have a longitudinal extent, wherein the longitudinal extent is in particular greater than 10 centimeters and in particular greater than 100
  • the first electrode 10a preferably forms a cathode, the second electrode 10b forming an anode.
  • the high voltage pulse source 11 is a
  • High voltage pulse 19a, 19b and 19c as a high voltage discharge can be generated.
  • Fractionation sections 18 are each operated with different operating parameters of the high voltage pulse source 11.
  • the high voltage pulse 19a is a stronger pulse than the high voltage pulse 19b, the high voltage pulse 19b being a stronger pulse than the high voltage pulse 19c.
  • a stronger pulse means in particular that the voltage is greater and / or that the power is greater.
  • the material 5 has a first diameter before the beginning of the first fractionation section 18, the partially fragmented material has a smaller diameter between the first fragmentation section and the second fragmentation section. Fragments formed by the first high voltage pulse 19a and having a diameter smaller than the minimum diameter will fall through the rails and / or electrodes 10a and 10b so that they do not enter the region of the second high voltage pulse 10b. The same applies analogously to fragments which are produced by the second high-voltage pulse 19b. After the last one
  • High voltage pulse is fragmented material 6, which has a diameter smaller than the minimum diameter.
  • Figure 3 shows another symbolic embodiment of a transport path 8 for material transport in the transport direction 9.
  • the transport path 8 is again rail-shaped.
  • the high-voltage pulse sources 11 again each have a first electrode 10a and a second electrode 10b.
  • the electrodes 10 a and 10 b are arranged perpendicular to the transport direction 9 in this embodiment.
  • Electrodes 10a and 10b are formed as rollers which rotate about their
  • the roll-shaped electrodes 10a and 10b are formed to support the material transport.
  • a high-voltage pulse 19 can be generated in each case between the electrodes 10a and 10b by means of the high-voltage pulse source 1 1, the high-voltage pulse 19 being rectified relative to the transport direction 9
  • Electrodes 10a and 10b are each one by means of the high voltage pulse 19
  • FIG. 4 shows a further symbolic exemplary embodiment of a transport path 8 for material transport in the transport direction 9.
  • the high-voltage pulse sources 11 each again have a first electrode 10a and a second electrode 10b.
  • Electrodes 10a and 10b are arranged in the same direction to the transport direction 9. However, the electrodes 10a and 10b of a high-voltage pulse source 1 1 are not arranged parallel to the transport path 8 but close with the transport direction 9 an angle.
  • the first electrode 10a and the second electrode 10b are each arranged in a V-shape.
  • the distance between the first electrode 10 a and the second electrode 10 b, in particular in the bottleneck area, decreases in the transport direction 9 in the course of the transport path 8.
  • the electrodes 10a and 10b form a transport restraint at their bottleneck, so that in particular too large
  • the high voltage pulse 19 is similar to

Abstract

Fragmentierungsanlage (1) zur elektrodynamischen Fragmentierung von Material (5), mit einer Zuführung (3) und einem Auslass (4) für einen Materialtransport entlang eines Transportwegs (8) in eine Transportrichtung (9), mit mindestens einer Hochspannungspulsquelle (11), wobei jede der Hochspannungspulsquellen (11) mindestens eine erste Elektrode (10a) und mindestens eine zweite Elektrode (10b) zur Erzeugung einer Hochspannungsentladung (19) in einem Entladungsraum umfasst, wobei der Transportweg (8) einen Fraktionierungsabschnitt (18) aufweist, wobei der Fraktionierungsabschnitt (18) durch den Entladungsraum verläuft, mit einem Selektivierungsmittel zur selektiven Austragung des Materials (5) am Transportweg, um Material (5) und/oder Fragmente des Materials mit einem Durchmesser kleiner als ein Mindestdurchmesser an zumindest einem Teil eines der Fraktionierungsabschnitte (18) vorbeizuschleusen. Bei einem Verfahren zur elektrodynamischen Fragmentierung von Material (5), erfolgt ein Transport von Material (5) von einem Einlass(3) zu einem Auslass (4) hin entlang eines Transportweges (9), wobei der Transportweg (8) einen Fraktionierungsabschnitt (18) aufweist, wobei mindestens eine Hochspannungspulsquelle (11) mindestens eine erste Elektrode (10a) und mindestens eine zweite Elektrode (10b) aufweist, wobei die Hochspannungspulsquelle (11) eine Hochspannungsentladung in einem Entladungsraum erzeugt, wobei der Entladungsraum zwischen der ersten Elektrode (10a) und der zweiten Elektrode (10b) angeordnet ist, wobei Material (5) und/oder Fragmente des Materials mit einem Durchmesser kleiner als ein Mindestdurchmesser an zumindest einem Teil eines der Fraktionierungsabschnitte (18) vorbeigeschleust werden.

Description

Anlage und Verfahren zur elektrodynamischen Fragmentierung
Die Erfindung betrifft eine Fragmentierungsanlage zur elektrodynamischen
Fragmentierung von Material, mit einem Einlass und einem Auslass für einen
Materialtransport entlang eines Transportweges und mindestens einer
Hochspannungspulsquelle zur Erzeugung einer Hochspannungsentladung.
Die Druckschrift WO 2013/053066A1 beschreibt ein Verfahren zur Fragmentierung von Material mittels Hochspannungsentladung. Das Material wird zusammen mit einer Prozessflüssigkeit in den Prozessraum eingebracht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Anlage zur Fragmentierung von Material bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Fragmentierungsanlage mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch das Verfahren zur
elektrodynamischen Fragmentierung mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie andere Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Es wird eine Fragmentierungsanlage zur elektrodynamischen Fragmentierung von Material vorgeschlagen. Insbesondere ist die Fragmentierungsanlage eine kontinuierlich betreibbare Fragmentierungsanlage. Die Fragmentierungsanlage ist im Speziellen zur industriellen und/oder im großen Maßstab ausgelegten Fragmentierung von Material eingerichtet. Die Fragmentierung ist vorzugsweise eine sortenreine Fragmentierung. Die Anlage ist geeignet für eine sortenreine Fragmentierung nach Größe, Art und/oder Zusammensetzung. Das Material ist vorzugsweise ein anorganisches Material und im Speziellen ein Verbundwerkstoff. Das Material kann organische Komponenten umfassen. Beispielsweise ist das Material Beton, Schlacke, Keramik oder ein
Bergbaumaterial. Die Fragmentierung des Materials dient vorzugsweise zum Erhalt sekundärer Rohstoffe, beispielsweise zum Erhalt von Kies, Sand und/oder
Zementersatzrohstoffen.
Die Fragmentierungsanlage weist einen Einlass und einen Auslass auf. Beispielsweise weist die Fragmentierungsanlage ein Gehäuse und/oder ein Prozessgefäß auf, wobei der Einlass und/oder der Auslass im Prozessgefäß und/oder im Gehäuse angeordnet ist. Mittels des Einlasses kann das Material bereitgestellt und/oder zugeführt werden.
Beispielsweise ist der Einlass mit einem Materiallager, beispielsweise einem
Aufgabebunker, verbunden, wobei im Aufgabebunker das Material gelagert werden kann. Der Auslass dient insbesondere dem Abtransport und/oder der Abfuhr des zugeführten Materials, dessen Fragmenten und/oder dessen Komponenten und stellt beispielsweise eine Senke für das Material dar. Zwischen Einlass und Auslass erfolgt ein Materialtransport entlang eines Transportwegs in Transportrichtung. Der Transportweg kann ein gerader, ein geschlungener oder ein gezackter Weg sein. Der Transportweg ist ein zweidimensionaler oder dreidimensionaler Weg und/oder Pfad. Der Materialtransport zwischen Einlass und Auslass genügt im Speziellen einer Material- und/oder
Massenerhaltung, sodass beispielsweise die Masse des zugeführten Materials der Masse des im Auslass abtransportierten Materials entspricht. Insbesondere kann die Fragmentierungsanlage eine Mehrzahl an Auslässen und/oder Einlässen aufweisen.
Die Fragmentierungsanlage weist mindestens eine Hochspannungspulsquelle auf.
Beispielsweise ist die Hochspannungspulsquelle ein Marx-Generator. Die
Hochspannungspulsquelle, insbesondere jede der Hochspannungspulsquellen, weist mindestens eine erste Elektrode und mindestens eine zweite Elektrode zur Erzeugung einer Hochspannungsentladung in einem Entladungsraum auf. Im Folgenden sind beispielhaft stets erste und zweite Elektrode konkret angeführt. Aussagen können jedoch entsprechend sinngemäß auch für mehrere Elektroden verstanden werden.
Vorzugsweise ist der Entladungsraum zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet. Alternativ kann der Entladungsraum in einer die erste Elektrode und zweite Elektrode verbindenden Umgebung angeordnet sein. Die erste Elektrode und zweite Elektrode können gleichartig oder unterschiedlich ausgebildet sein.
Beispielsweise sind erste Elektrode und/oder zweite Elektrode eine Metallelektrode, eine Graphitelektrode oder eine anderweitige Elektrode. Vorzugsweise bildet die erste Elektrode eine Kathode und die zweite Elektrode eine Anode. Insbesondere kann es auch vorgesehen sein, dass erste Elektrode oder zweite Elektrode auf Erdpotential gelegt sind, wobei die verbleibende Elektrode auf ein höheres oder niedrigeres Potential gelegt ist. Die Hochspannungspulsquelle ist insbesondere ausgebildet eine Arbeitsspannung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode zur Erzeugung der
Hochspannungsentladung anzulegen. Die Hochspannungsentladung kann
beispielsweise von der ersten Elektrode durch das Material in die zweite Elektrode erfolgen. Die Hochspannungsentladung ist insbesondere ein Hochspannungspuls. Der Hochspannungspuls und/oder die Hochspannungsentladung weist eine Pulslänge auf. Die Pulslänge ist vorzugsweise kleiner als eine Mikrosekunde, insbesondere kleiner als 100 Nanosekunden und im Speziellen kleiner als 50 Nanosekunden. Der
Hochspannungspuls und/oder die Hochspannungsentladung weist vorzugsweise eine Energie kleiner als 500 Joule pro Puls auf, insbesondere kleiner als 300 Joule pro Puls und im Speziellen kleiner als 100 Joule pro Puls. Vorzugsweise wird die
Hochspannungspulsquelle zur Zeugung von Hochspannungsentladungen mit einer Frequenz von mehr als 100 Megahertz ausgebildet. Die Hochspannungsentladung und/oder der Hochspannungspuls weist eine Pulsamplitude auf. Die Pulsamplitude ist vorzugsweise gleich der Arbeitsspannung und/oder liegt zwischen 10 Kilovolt und 10 Megavolt. Besonders bevorzugt liegt eine Pulsamplitude zwischen 100 Kilovolt und 5 Megavolt.
Die Hochspannungsquelle (Generator) ist insbesondere variabel bzw. als flexibler Generator ausgeführt. So lässt sich der Energieverbrauch für das jeweilige Material optimieren. So kann z.B. für die Fragmentierung von Beton ein minimaler
Energieverbrauch von 2,3 kWh/t (75 J / Puls) ermittelt werden, welcher im Bereich einer mechanischen Aufbereitung liegt. Im Vergleich zu anderen Fragmentierungsanlagen, muss die erfindungsgemäße Anlage akustisch nicht mehr isoliert werden und es geht keine überschüssige Energie als Wärmeenergie verloren, welche zu einer Erhitzung des Prozessmediums (-wassers, siehe unten) führt. Mit einem derartigen Generator ist eine wirtschaftliche Nutzung dieser Technologien möglich.
Insbesondere ist beim Generator die Anstiegszeit und/oder Amplitude und/oder Leistung und/oder der Pulsenergieinhalt einstellbar.
Der Transportweg weist mindestens einen Fraktionierungsabschnitt auf. Der
Fraktionierungsabschnitt ist beispielsweise ein Teilabschnitt des Transportweges. Der Fraktionierungsabschnitt kann einen Hauptweg oder einen Bypass für den Hauptweg bilden. Der Fraktionierungsabschnitt weist vorzugsweise eine Länge größer als 10 Zentimeter und im Speziellen größer als 50 Zentimeter auf. Der Fraktionierungsabschnitt verläuft mindestens abschnittsweise zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode. Im Speziellen umfasst der Fraktionierungsabschnitt die erste Elektrode und die zweite Elektrode und/oder die erste Elektrode und die zweite Elektrode bilden den Fraktionierungsabschnitt. Der Fraktionierungsabschnitt verläuft durch den
Entladungsraum. Insbesondere verläuft der gesamte Fraktionierungsabschnitt im
Entladungsraum. Der Fraktionierungsabschnitt kann auch als der Abschnitt des
Transportweges verstanden werden, in dem die Hochspannungsentladung erfolgt und/oder erfolgen kann.
Die Fragmentierungsanlage weist ein Selektivierungsmittel zur selektiven Austragung des Materials im Transportweg auf. Das Selektivierungsmittel ist vorzugsweise ausgebildet, Material das sich am Transportweg befindet und/oder am Transportweg transportiert wird zu selektieren, beispielsweise nach Größe, Art und/oder Form zu selektieren. Das Selektivierungsmittel ist ausgebildet Material und/oder Fragmente des Materials mit einem Durchmesser kleiner als ein Mindestdurchmesser an zumindest einem Teil wenigstens eines der Fraktionierungsabschnitte oder an wenigstens einem der Fraktionierungsabschnitte vorbeizuschleusen. Das Selektivierungsmittel dient dazu, dass insbesondere nur Material mit einem Durchmesser größer als der
Mindestdurchmesser in einen bestimmten der Fraktionierungsabschnitte gelangt und/oder im Fraktionierungsabschnitt transportiert wird. Das Selektivierungsmittel bildet beispielsweise ein Filtermittel, insbesondere einen Größenfilter. Beispielsweise kann mittels des Selektivierungsmittels Material und/oder Fragmente des Materials kleiner als der Mindestdurchmesser an dem Fraktionierungsabschnitt vorbeigeführt werden, beispielsweise auf dem Bypass oder einer Umgehung. Die Umgehung kann auch ein Durchfallen durch einen Boden oder Sieb darstellen. Das Selektivierungsmittel befindet sich insbesondere stromaufwärts (bezogen auf die Transportrichtung) vor dem
Fraktionierungsabschnitt, im Fraktionierungsabschnitt oder stromabwärts des
Fraktionierungsabschnittes. Ferner kann der Fraktionierungsabschnitt im Bereich des Einlasses angeordnet sein.
Insbesondere ist das Selektivierungsmittel ausgebildet, Fragmente des Materials mit einem Durchmesser kleiner als der Mindestdurchmesser, die bei der stromaufwärtigen Behandlung des Materials mittels der Hochspannungsentladung entstehen, abzutrennen.
Der Erfindung liegt die Überlegung zu Grunde, dass durch ein frühzeitiges Ausschleusen von Material und von Kleinfragmenten, mithin also Material einer gewissen
Größenverteilung, diese den nachfolgenden stromabwärtigen Fraktionierungsabschnitt nicht besetzen und so die Hochspannungsentladung dort gezielt für größere Fragmente genutzt wird. Es ergibt sich so eine energieeffiziente und durchsatzstarke
Fragmentierungsanlage. Optional kann das Selektivierungsmittel die erste Elektrode und zweite Elektrode mindestens einer Hochspannungspulsquelle, alternativ auch mindestens eine weitere Elektrode, umfassen. Insbesondere können die erste Elektrode und die zweite Elektrode das Selektivierungsmittel bilden. Beispielsweise bilden die erste und die zweite Elektrode eine Siebstruktur oder ein Rückhaltemittel für Material und/oder Fragmente des Materials mit einem Durchmesser größer als der Mindestdurchmesser. Somit ergibt sich eine zumindest teilintegrale Ausführung von Selektivierungsmittel und
Fraktionierungsabschnitt.
Besonders bevorzugt bilden die erste Elektrode und die zweite Elektrode eine Schiene. Der Abstand der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ist dann ein
Schienenabstand und ist insbesondere kleiner oder gleich dem Mindestdurchmesser. Erste Elektrode und zweite Elektrode können in der Schiene mechanisch, beispielsweise mittels Streben, verbunden sein. Alternativ sind erste Elektrode und zweite Elektrode in der Schiene mechanisch unverbunden. Eine mechanische Verbindung zwischen erster Elektrode und zweiter Elektrode sind insbesondere elektrische Isolatoren.
Während des Transports durch den Fraktionierabschnitt über die Schienen wird beispielsweise Material zerkleinert. Ist dieses klein genug, um zwischen den Schienen durchzufallen (Selektion), wird es innerhalb des Fraktionierungsabschnittes selektiert und aus dem Fraktionierungsabschnitt ausgeleitet. So durchläuft es nur einen Teil des Fraktionierungsabschnittes und wird an dessen restlichem Teil (restliche Länge der Schienen) vorbeigeschleust.
Die Erfindung basiert darauf, dass es wünschenswert ist, Verbundwerkstoffe, beispielsweise Beton, recyceln zu können. Ziel ist es dabei, sekundäre Rohstoffe zu erhalten. Beispielsweise wird versucht Beton aufzutrennen und seine Bestandteile wieder zu verwerten. Dabei werden insbesondere die Zuschläge wie Kies und Sand selektiv aus der umgebenden Zementmatrix befreit. Bisher werden hierzu
Handbetriebsanlagen und Anlagen in Labormaßstab eingesetzt. Der Durchsatz bei solchen Anlagen und/oder Verfahren ist bisher kleiner als drei Tonnen die Stunde. Auch der Fragmentierungsgrad ist bei solchen Anlagen häufig kleiner als 80 %. Höhere Durchsatzraten wurden bis dato mittels mechanischer Verfahren erzielt, wobei solche Verfahren eine fehlende Sortenreinheit und eine geringere Qualität des aufbereiteten Materials aufweisen. Beispielsweise entstehen durch einen Mahlvorgang in Kieskörnern Mikrorisse, welche die mechanische Festigkeit im RC-Beton herabsetzen. Insbesondere weist das Material bei dem Einlass einen anderen Zustand auf als beim Auslass, beispielsweise ist das Material bei dem Einlass verbunden und/oder klumpig, während es beim Auslass fragmentiert und/oder aufgetrennt ist. Die Fragmentierung erfolgt beispielsweise durch den Hochspannungspuls. Die Fragmente des Materials weisen insbesondere eine Korngröße von typischerweise kleiner als ein Zentimeter auf.
Die Fragmentierungsanlage sieht optional vor, dass der Fraktionierungsabschnitt als eine abfallende schiefe Ebene ausgebildet ist. Der Fraktionierungsabschnitt fällt insbesondere in Transportrichtung ab. Der Fraktionierungsabschnitt kann streng monoton fallend sein. Alternativ kann der Fraktionierungsabschnitt als eine abfallende schiefe Ebene mit Sattel und/oder Wendepunkten ausgebildet sein. Der
Fraktionierungsabschnitt ist insbesondere so ausgebildet, dass ein Materialtransport des Materials in Transportrichtung ohne elektrischen Antrieb erfolgen kann und/oder basierend auf Gravitation und/oder einer Hangabtriebskraft erfolgt. Der
Fraktionierungsabschnitt ist dazu gedacht, eine effiziente und energiesparende
Transportvorrichtung bereitzustellen und insbesondere eine Größen- und/oder
Massenselektierung entlang des Transportweges basierend auf gravitativen Effekten in der schiefen Ebene zu erreichen. Damit wird eine Transporteinrichtung bereitgestellt, die es ermöglicht große Mengen an Material zu transportieren. Ferner ist die
Fragmentierungsanlage wegen dem gravitativen Antrieb des Materialtransports besonders energiesparend.
Optional ist es vorgesehen, dass die erste Elektrode und/oder die zweite Elektrode eine Längserstreckung aufweisen. Beispielsweise sind erste Elektrode und/oder zweite Elektrode stabförmig, beispielsweise rundstabförmig, ausgebildet. Die Längserstreckung der ersten und/oder der zweiten Elektrode ist vorzugsweise mindestens 10-mal so groß wie der Durchmesser der Elektrode: Die Elektroden weisen eine Elektrodenlänge auf, wobei die Elektrodenlänge vorzugsweise größer ist als 10 Zentimeter und insbesondere größer ist als 50 Zentimeter. Die erste Elektrode und/oder die zweite Elektrode sind mit Ihrer Längserstreckung gleichgerichtet und/oder parallel zur Transportrichtung angeordnet. Beispielsweise sind erste Elektrode und zweite Elektrode parallel zueinander angeordnet. Besonders bevorzugt ist es, dass erste Elektrode und zweite Elektrode schienenförmig angeordnet sind und beispielsweise eine Hutschiene bilden. Beispielsweise erfolgt der Materialtransport in einer Transportebene, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode in der Transportebene angeordnet sind. Alternativ können die erste Elektrode und/oder die zweite Elektrode gleichgerichtet aber versetzt zur Transportebene angeordnet sein. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, eine Fragmentierungsanlage bereitzustellen, welche konstruktiv einfach erhältlich ist und eine energiesparende sowie gute Fragmentierung des Materials ermöglicht.
Gemäß der Erfindung werden insbesondere stabförmige und/oder flächige Elektroden verwendet, die eine Art Schienensystem bilden, das durch Schrägstellung für den Weitertransport und die Klassierung des Materials eingesetzt wird.
Beispielsweise bildet der Fraktionierungsabschnitt eine Rutsche, wobei die Rutsche vorzugsweise seitlich von den Elektroden begrenzt wird. Die Hochspannungsentladung erfolgt vorzugsweise in einem Winkel zwischen 60 und 120 Grad zur Transportrichtung. Besonders bevorzugt erfolgt die Hochspannungsentladung senkrecht zur
Transportrichtung.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden mindestens zwei der Elektroden eine gegenüber der Schwerkraftrichtung in Transportrichtung abfallende Rutsche für das Material.
Gemäß der Erfindung kann das Material auf den Elektroden rutschen und sich bewegen. Es kann dann der Fall eintreten, dass ein Materialstück die gesamte Rutsche entlang rutscht, ohne genügend zerkleinert zu werden, z.B. weil nur dessen Kanten fragmentiert wurden. So kann es am Ende der Elektrode bzw. Rutsche ausgetragen und damit ein Stillstand des Prozesses verhindert werden. Dieses Materialstück kann dann z.B. erneut in den Fraktionierungsabschnitt eingetragen werden oder einem weiteren evtl andersartigen Prozess (z.B. Ausphasung als Deponie-Material oder Zerkleinerung über Backenbrecher zur minderwertigeren Verwendung) zugeführt werden. Die schräg (zur Schwerkraft bzw. zur Waagerechten) gestellten Elektroden wirken als "passive
Transportbänder". Über die optionale Winkeleinstellung (siehe unten) kann die
Transportgeschwindigkeit des Materials eingestellt werden. Insbesondere (siehe unten) ist der Abstand der jeweiligen Elektrodenpaare in der Rutsche variabel einstellbar.
Gemäß der Erfindung wirken die optional in der Schrägstellung einstellbaren Elektroden als Rutschen ("passive Transportbänder") für das Material. Der Materialtransport und dessen Geschwindigkeit erfolgt damit in Abhängigkeit der Größe und des Gewichts des Materials und der Winkelstellung der "Schienen-Elektroden" wesentlich durch das Material-Eigengewicht. Zusätzlich kann der Materialstrom bzw. dessen Geschwindigkeit durch die Strömungsgeschwindigkeit des umgebenden Mediums (z.B. Wasser, siehe unten) mit einer Geschwindigkeitskomponente schräg zum Schienensystem unterstützt werden. Eine entsprechende Rutsche ermöglicht insbesondere einen Materialaustrag am Ende der jeweiligen Elektroden bzw. Rutsche - ohne Querstromklassierung - nur aufgrund der Schwerkraft, optional auch durch Unterstützung eines Medienstromes. Das freigelegte Material braucht - im Idealfall - nach dem Austrag aus dem Reaktionsgefäß nicht wieder in das Reaktionsgefäß zurückgeführt werden. Die Elektroden sind gleichzeitig neben dem optionalen Medium (z.B. Wasser) das Transportmedium, welches den Weg des Materials durch das Reaktionsgefäß bestimmt.
Motorische Fördermittel, z.B. Förderbänder, sind dabei insbesondere im eigentlichen Fragmentierungsprozess nicht nötig. Solche können z.B. allenfalls vorgesehen werden, um Material dem Prozess zu- oder abzuführen.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist eine Länge und/oder ein Neigungswinkel mindestens einer der Elektroden der Rutsche und/oder ein Abstand zwischen mindestens zwei der Elektroden der Rutsche veränderbar.
Gemäß der Erfindung sind insbesondere die Längen und/oder die Neigungswinkel der Elektroden, auf denen das Material rutscht, veränderbar - das unfragmentierte Material bewegt sich quer zur Schwerkraftrichtung, ggf. auch quer zum Transportmedium, durch das Reaktionsgefäß, während insbesondere nicht (weiter) zu fragmentierendes Material, z.B. Feinmaterial < 2mm, direkt über den kürzesten Weg (Schwerkraftrichtung) unten als Schlammfraktion ausgespült wird. Die konkrete Größe 2mm bezieht sich z.B. auf die Behandlung von Beton, da 2mm der Korngröße von Sand entspricht. Optional ist die Unterstützung des Transports durch ein Medium möglich, was zusätzliche Freiheitsgrade (Medienart, -geschwindigkeit, -richtung) in der Prozessführung ermöglicht.
So lässt sich insbesondere für jedes Material die optimale Verweilzeit auf einer Elektrode bzw. Rutsche mit einem variablen Elektrodenabstand einstellen, um einen möglichst hohen Freilegungsgrad zu erzielen. Aufgrund der variablen Längen der Elektroden, muss das Material einen längeren Weg im Prozessgefäß zurücklegen, als wenn es einfach in Schwerkraftrichtung sinken würde. Dadurch kommt es viel häufiger zu einer
Elektroimpulsbehandlung und der Freilegungsgrad kann dadurch maximiert werden.
Auch kann durch den längeren Prozessweg mehr Material gleichzeitig prozessiert werden, was den Durchsatz entscheidend erhöht und damit eine industrielle Anwendung ermöglicht. Die Verweilzeiten der Partikel (Material) im Prozessgefäß sind gemäß der Erfindung variierbar und damit ist eine Optimierungsmöglichkeit für unterschiedliche Materialen und/oder Fraktionsgrößen (welche unterschiedliche Verweilzeiten im Prozessgefäß benötigen) vorhanden.
Elektrodenabstände sind insbesondere maximal und/oder minimal 2mm, 4mm, 8mm,
16mm, 32mm, 64 mm. Auch Zwischengrößen der Abstände sind bei Bedarf wählbar und frei einstellbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rutsche bzw.
mindestens eine der Elektroden vibrierbar sind. Durch Vibration der Rutsche usw. wird ein Transport des Materials entlang der Rutsche homogenisiert und ein Festsetzen von Material auf der Rutsche erschwert. Alternativ oder zusätzlich sind bei geeigneter Elektrodenform auch um die eigene Längsachse drehbar gelagerte Elektroden vorstellbar die diesen Prozess unterstützen.
Gemäß der Erfindung sind damit die Elektroden nicht nur am Zerkleinerungsprozess beteiligt, sondern auch am Transportprozess.
Insgesamt ergibt sich insbesondere ein schräggestelltes Schienensystem, das den Materialtransport entlang des Schienensystems (z.B. noch nicht oder nicht
zerkleinerbare Bestandteile) und durch das Schienensystem hindurch (z.B. ausreichend zerkleinerte/kleine Bestandteile) ermöglicht. Beides kann auch durch ein
Transportmedium (Wasser, Öl, Gas etc.) unterstützt werden. Hier unterstützen die Elektroden den Transportprozess maßgeblich.
Bei dem schräggestellten Schienensystem erfolgt der Weitertransport von zu fragmentierenden Bestandteilen auch wenn diese größer sind als der Abstand der Fragmentierungselektroden (kleinere Partikel fallen durch, größere rutschen entlang der schiefen Ebenen, die durch die Schienenelektroden vorgegeben sind) und können aus dem Fragmentierungsbereich ausgeschleust und entweder an anderer Stelle wieder eingeschleust, oder als "Abfallprodukt" aus dem System transportiert und einer anderen Verwendung zugeführt werden.
Ein derartiges Schienensystem, kann durch die Schrägstellung nicht verstopfen. Der Weitertransport des Materials erfolgt auch ohne mechanisch bewegte Teile, d.h.
aufgrund der Schwerkraft bzw. Hangabtriebskraft. Der Materialdurchfluss bzw. die - geschwindigkeit kann über die Winkelstellung des Schienensystems eingestellt und zusätzlich durch ein strömendes Medium unterstützt werden. Zudem kann durch
Änderung der Winkelstellung während des Betriebs, oder (insbesondere leichtes) Vibrieren der Elektroden der Weitertransport unterstützt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Schwerkraftförderung wird das Material nicht (nur) an den Elektroden vorbeigeführt, sondern durch die bzw. vermittels der Elektroden geführt und weitertransportiert. Gemäß der Erfindung wird der Materialstrom nicht (nur) an einer Elektrodenanordnung vorbeigeführt, vielmehr ist die Elektrodenanordnung selbst Teil des Materialstroms bzw. - sozusagen - in den Materialstrom integriert bzw. leitet den
Materialstrom. Die Elektrodenanordnung (Rutschen- / Schienensystem, das selbst als Elektrodenanordnung wirkt / ausgeprägt ist) ist ausschlaggebend, dass der
Materialstrom überhaupt fließen kann.
Gemäß der Erfindung kann die Transportgeschwindigkeit bei der Elektrodenanordnung durch die Schrägstellung der "Rutschen-/Schienenelektroden" maßgeblich mitbestimmt werden. Die Transportgeschwindigkeit hängt dann wesentlich vom Eigengewicht des Materials (nicht mehr so von der Stückgröße), der Winkelstellung der Elektroden und dem Materialanteil mit einer Fraktionsgröße kleiner dem Abstand der
Schienenelektroden ab. Dieser Materialanteil kann dann durch das Schienensystem (Elektroden) nach unten hindurch fallen und direkt in den nächsten Prozessschritt mit der nächstkleineren Fraktionsgröße überführt werden. Der Materialstrom kann zusätzlich durch einen Strom der Prozessflüssigkeit oder des evtl. Prozessgases mit unterstützt werden. Ebenfalls kann dies z.B. durch eine zusätzliche Vibration oder ein Rütteln der Schienenelektroden unterstützt werden.
Die Elektroden befinden sich insbesondere in der Prozessflüssigkeit oder einem entsprechend geeigneten Gas. Die Elektroden-Zufuhr kann von allen Seiten erfolgen.
Das Material bzw. der Materialstrom wird durch die Elektroden in der Prozesskammer insbesondere vollständig oder zumindest teilweise geführt.
Die erfindungsgemäße Elektrodenanordnung erlaubt insbesondere auch größere Stückgrößen, als der maximale Abstand der Schienenelektroden / Elektrodenpaare voneinander. Diese liegen auf einem Schienensystem als Elektroden und werden durch diese auch geführt und können während des Materialtransports gleichzeitig bearbeitet werden. Eine Stückgröße größer als der jeweilige Abstand der Schienenelektroden ist hier eine wesentliche Voraussetzung, dass die jeweilige Fraktionsgröße auch im zugehörigen Bearbeitungsschritt weiter fragmentiert werden kann. Bei kleiner Stückgröße fallen die Anteile durch das Schienensystem hindurch und werden dem nächsten Bearbeitungsschritt zugeführt.
Der Abstand der Schienenelektroden zueinander muss nicht gleichmäßig sein, sondern kann z.B. auch entlang des Schienensystems (Elektroden) zu- oder abnehmen. Dies kann bei der Anpassung des nächsten Prozessschrittes / Prozessstufe mit berücksichtigt werden.
Durch das Schienen-Elektrodensystem kann im Idealfall das gesamte Material in einem Durchlauf vollständig fragmentiert werden. Gleichzeitig können nicht ausreichend fragmentierte Anteile am Ende der Schienenelektroden über geeignete
Fördermaßnahmen dem Prozess bzw. dem Fragmentierungsabschnitt erneut zugeführt werden oder als Abfall/Ausschuss einer anderen Verwendung (z.B. Deponierung, Straßenbau, ...) zugeführt werden.
Gemäß der Erfindung können generell alle Elektroden als frei "floatend" gehandhabt werden. Ein Elektrodenpaar kann z.B. aus zwei Hochspannungselektroden bestehen, die mit einem geeigneten Hochspannung-Impulsgenerator kurzzeitig auf dieselbe
Hochspannung angehoben werden, aber umgekehrten Vorzeichen.
Ein Schienen-Elektrodensystem kann aus verschiedenen Elektrodenkonfigurationen bestehen z.B.: Die einfachste Konfiguration ist ein Schienenpaar, wobei nur wesentlich ist, dass die einzelnen Elektroden durch einen entsprechenden Hochspannungspuls auf ein elektrisches Potenzial bzw. Potenzialdifferenz gebracht werden, so dass eine entsprechende, für die Fragmentierung geeignete Entladung zwischen den Elektroden stattfinden kann. Das Elektrodenpotenzial der einzelnen Elektrode kann dabei sowohl positiv, negativ oder auch auf Erdpotenzial (Ground) liegen.
Andere Konfigurationen der Schienen-Elektroden Anordnung sind U- oder Ring-förmige oder Sternförmige Anordnung von Schienen-Elektroden/Elektrodenpaaren, auch andere Anordnungen sind denkbar.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Fragmentierungsanlage eine Fördervorrichtung zur Förderung eines Mediums in einer Medienförderrichtung aufweist. Die Fragmentierungsanlage kann das Medium auch umfassen. Das Medium ist vorzugsweise eine Flüssigkeit und im Speziellen ist das Medium Wasser. Alternativ kann das Medium gasförmig sein. Die Fördervorrichtung weist beispielsweise eine Pumpe zur Förderung des Mediums auf. Das Medium dient dazu, den Materialtransport zu unterstützen. Beispielsweise werden durch die Förderung des Mediums in
Medienförderrichtung Teile des Materials und/oder Fragmentierungselemente des Materials mitgenommen und/oder mitgerissen. Beispielsweise dient das Medium einer Auftrennung der Fragmente, beispielsweise auf einem chromatografischen Prinzip. Besonders bevorzugt ist eine konstante und/oder kontinuierliche Medienförderung vorgesehen. Die Medienförderung des Mediums erfolgt vorzugsweise in
Transportrichtung im Speziellen entlang des Transportweges. Im Speziellen erfolgt die Medienförderung im Fraktionierungsabschnitt. Beispielsweise wird der
Fraktionierungsabschnitt und/oder der Transportweg mittels der Fördereinrichtung von dem Medium durchspült. Die Fördervorrichtung dient zum automatischen Austragen von Fragmenten des Materials.
Bei der Erfindung spielt die Leitfähigkeit des Mediums, insbesondere der
Prozessflüssigkeit, eine untergeordnete Rolle. Aufgrund einer speziellen Pulsform kann sowohl mit sehr geringer Leitfähigkeit als auch mit hoher Leitfähigkeit gearbeitet werden. Im Verlauf des Prozesses nimmt in der Regel die Leitfähigkeit der Prozessflüssigkeit durch die Freisetzung mineralischer Bestandteile und Salze erwartungsgemäß zu.
Bei anderen bisherigen Verfahren, ist eine hohe Leitfähigkeit vielmehr von Nachteil. Eine hohe Leitfähigkeit erhöht den Stromfluss durch die Prozessflüssigkeit, wodurch mehr Energie in der Prozessflüssigkeit als Wärme umgesetzt wird und zur Aufheizung der Prozessflüssigkeit führt. Dadurch geht ein Großteil der Energie, die für die
Fragmentierung des Materials benötigt wird, in Form von Wärme verloren. Zudem muss das Prozesswasser gekühlt werden. Dadurch wird der Prozess deutlich uneffizient, was sich auch in der erforderlichen deutlich höheren Leistung pro Puls wiederspiegelt.
Das Medium ist insbesondere ein Medium, welches im Parameterbereich der
Hochspannungsentladung, beispielsweise für die Pulslänge und/oder Pulsamplitude, einen Isolator bildet. Insbesondere ist die Durchschlagsfestigkeit des Mediums größer als die Durchschlagsfestigkeit von Raumluft. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass die Hochspannungsentladung nicht über das Medium erfolgt sondern die Hochspannungsentladung über das Material erfolgt und das Material so fragmentiert wird. Im Speziellen umgibt das Medium das Material beim Materialtransport.
Besonders bevorzugt ist es, dass die Medienförderrichtung oder zumindest eine
Komponente dieser Richtung gegen die Transportrichtung gerichtet ist. Beispielsweise ist die Transportrichtung bezüglich der Schwerkraftrichtung von oben nach unten gerichtet, wobei die Medienförderrichtung dann von unten nach oben gerichtet ist. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Medienförderrichtung oder zumindest eine Komponente dieser Richtung gleichgerichtet zur Transportrichtung ist. Die
Medienförderrichtung kann von oben nach unten oder von unten nach oben gerichtet sein. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Medium wiederverwendbar ist und/oder wiederverwendet wird. Beispielsweise wird das Medium nach Durchlaufen des
Transportweges oder nach erfolgter Förderung aufgefangen und erneut gefördert. Das aufgefangene Medium wird vorzugsweise gefiltert und/oder anderweitig gereinigt, bevor es wieder zur Förderung eingesetzt wird. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde zum einen eine gute Auftrennung der Materialfragmente zu erreichen und zum anderen eine ressourcensparende Fragmentierungsanlage bereitzustellen.
Insbesondere ist das Medium Wasser. Insbesondere ist das Medium destilliertes Wasser. Das Medium weist vorzugsweise eine Durchschlagsfestigkeit von größer als 20 Kilovolt pro Millimeter auf. Im Speziellen weist das Medium eine Durchschlagsfestigkeit größer als 40 Kilovolt pro Millimeter auf und im Speziellen eine Durchschlagsfestigkeit von größer als 60 Kilovolt pro Millimeter. Das Medium kann ferner als Öl, im Speziellen als getrocknetes Öl ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Medium ein
Transformatorenöl. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, eine
Fragmentierungsanlage bereitzustellen, welche einen verbesserten
Fragmentierungsgrad aufweist und eine energiesparende Fragmentierung des Materials ermöglicht.
Insbesondere kann es auch vorgesehen sein, dass die Fragmentierungsanlage eine Rückführungsvorrichtung aufweist. Dabei wird zurückgehaltenes Material, beispielsweise von dem Selektivierungsmittel zurückgehaltenes Material zurück in Richtung Einlass transportiert. Solches zurückgeführtes Material muss den Prozess dann erneut durchlaufen, sodass es erneut mit der Hochspannungsentladung behandelt wird.
Besonders bevorzugt ist es, dass die erste Elektrode und die zweite Elektrode in einem Abstand kleiner als der Mindestdurchmesser angeordnet sind. Die erste Elektrode und die zweite Elektrode können in Transportrichtung parallel, konvergierend oder divergierend angeordnet sein. Beispielsweise sind die erste Elektrode und die zweite Elektrode keilförmig und/oder v-förmig angeordnet. Die zusammenlaufend angeordnete erste Elektrode und zweite Elektrode bilden beispielsweise als eine seitliche Begrenzung die Selektivierungsvorrichtung, beispielsweise kann ein zu großer Materialbrocken nicht weiter in Transportrichtung transportiert werden, wenn der Abstand zwischen erster Elektrode und zweiter Elektrode kleiner ist als dessen Durchmesser. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Abstand zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode einstellbar ist. Beispielsweise ist der Abstand zwischen erster Elektrode und zweiter Elektrode so wählbar, dass ein gewünschter Aufschlussgrad, eine Korngröße oder ein Fragmentierungsgrad erreicht wird. Sind erste Elektrode und zweite Elektrode zusammenlaufend angeordnet, so kann beispielsweise der Winkel zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode veränderbar sein. Dieser Winkel wird vorzugsweise so eingestellt, dass der Fragmentierungsgrad erreicht wird, der gewünscht ist. Durch eine Vergrößerung des Winkels wird beispielsweise erreicht, dass Fragmente größeren Durchmessers schneller und/oder weiter in
Transportrichtung transportiert werden können. Beispielsweise wird für eine
Verkleinerung des Winkels zwischen erster und zweiter Elektrode eine bessere Fragmentierung erreicht, da größere Fragmentteile länger zurückgehalten werden und nur kleine Komponenten Vordringen können. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, eine Fragmentierungsanlage bereitzustellen, welche einen verbesserten und/oder einstellbaren Fragmentierungsgrad aufweist.
Besonders bevorzugt ist es, dass die Fragmentierungsanlage eine Mehrzahl an Hochspannungspulsquellen aufweist. Insbesondere weist die Fragmentierungsanlage mindestens zwei Hochspannungspulsquellen und im Speziellen mindestens drei Hochspannungspulsquellen auf. Die Hochspannungspulsquellen bzw. deren Elektroden sind entlang des Transportweges angeordnet. Insbesondere bildet die Mehrzahl an Hochspannungspulsquellen eine mehrstufige Anlage. Die Fragmentierungsanlage mit einer Mehrzahl an Hochspannungspulsquellen weist auch eine Mehrzahl an
Fraktionierungsabschnitten auf. Die unterschiedlichen Hochspannungspulsquellen und/oder Elektroden der Hochspannungspulsquellen sind an unterschiedlichen
Fraktionierungsabschnitten angeordnet. Die Hochspannungspulsquellen und/oder Fraktionierungsabschnitte sind insbesondere beabstandet und/oder überlappungsfrei zueinander angeordnet. Die Hochspannungspulsquellen sind zur Ausgabe eines Hochspannungspulses und/oder zur Erzeugung einer Hochspannungsentladung ausgebildet. Insbesondere geben die Hochspannungspulsquellen der
Fragmentierungsanlage unterschiedliche Hochspannungspulse und/oder
Hochspannungsentladungen aus. Insbesondere unterscheiden sich die
Arbeitsspannungen der Mehrzahl an Hochspannungspulsquellen in der
Fragmentierungsanlage. Die Arbeitsspannungen der Hochspannungspulsquellen sind beispielsweise an den Fragmentierungsgrad und/oder an die Korngröße im jeweiligen Fragmentierungsabschnitt anpassbar. Neben der Arbeitsspannung kann es auch vorgesehen sein, dass weitere Pulsparameter sich für die unterschiedlichen
Hochspannungspulsquellen unterscheiden, beispielsweise Pulslänge und/oder Pulsfrequenz. Im Speziellen kann es vorgesehen sein, dass die Arbeitsspannung für die Hochspannungspulsquellen entlang des Transportweges kleiner werden. Dieser
Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, dass eine Fragmentierungsanlage durch den Betrieb unterschiedlicher Hochspannungspulsquellen eine verbesserte
Fragmentierung erreicht. Insbesondere sind die Arbeitsspannungen an den jeweils vorherrschenden Durchmesser und/oder die vorherrschende Korngröße anpassbar.
Im Besonderen sind die einzelnen Fraktionierungsabschnitte 18 übereinander bzw.
untereinander angeordnet (Figur 1 ), derart, dass fragmentieres Material kleiner einer dem Fraktionierungsabschnitt entsprechenden Maximalgröße direkt in die nächste Fragmentierungsstufe z.B. mittels Schwerkraft und Unterstützung durch ein strömendes Mediums transferiert werden kann. Alternativ können die Fraktionierungsabschnitte 18 auch nacheinander oder nebeneinander oder in einer einem hohen Durchsatz fördernden Form angeordnet werden. In diesem Fall erfolgt der Materialtransfer zwischen den Fraktionierungsabschnitten vermehrt mittel z.B. mechanischen, elektrischen oder auch hydrodynamischen Transportmethoden. Auch andere Methoden sind denkbar.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Fragmentierungsanlage eine
Materialförderung entlang des Transportweges von mehr als 10 Tonnen pro Stunde aufweist. Vorzugsweise ist die Materialförderung entlang des Transportweges größer als 20 Tonnen pro Stunde und im Speziellen größer als 50 Tonnen pro Stunde. Das Material wird beispielsweise von und/oder aus einem Aufgabebunker bezogen und zu einem jeweiligen Auffangbehälter an einem der Auslässe gefördert.
Besonders bevorzugt ist es, dass die schiefe Ebene einen Steigungswinkel aufweist. Der Steigungswinkel ist insbesondere der Winkel zwischen dem Fraktionierungsabschnitt und/oder dem Transportweg und einer Horizontalen. Der Steigungswinkel ist
insbesondere einstellbar. Besonders bevorzugt ist es, dass der Steigungswinkel so einstellbar ist, dass eine Fördergeschwindigkeit und/oder Transportgeschwindigkeit des Materials einstellbar ist. Beispielsweise kann der Winkel steiler gestellt werden, wenn mehr Material nachgeliefert werden soll und/oder die Transportgeschwindigkeit erhöht werden soll. Bei einem Materialstau kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der Steigungswinkel reduziert wird und die schiefe Ebene flacher gestellt wird, sodass erst vorhandenes Material aufgetrennt und/oder fraktioniert wird.
Optional ist es vorgesehen, dass der Fraktionierungsabschnitt und/oder der
Transportweg Förderstrukturen aufweist. Die Förderstrukturen sind beispielsweise als Rollen ausgebildet. Insbesondere sind die Förderstrukturen und/oder die Rollen antriebslos, beispielsweise ohne Motorantrieb, ausgebildet. Die Elektroden können Teil der Förderstrukturen sein und/oder können die Förderstrukturen bilden. Die
Förderstrukturen sind ausgebildet, den Materialtransport zu unterstützen und/oder zu fördern.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Fraktionierungsabschnitt und/oder der Transportweg Siebstrukturen zum Ausschleusen von Kleinstfraktionen aufweist. Kleinstfraktionen sind beispielsweise Fragmente des Materials und/oder Materialteile welche einen Durchmesser und/oder eine Korngröße kleiner einem
Mindestdurchmesser, z.B. kleiner als zwei Millimeter aufweisen. Solche Kleinstfraktionen fallen beispielsweise durch die Siebstrukturen und werden so aus dem weiteren Prozess zügig ausgeschleust, sodass nur grobkörnige Fragmente Zurückbleiben und weiter aufgeschlossen werden. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, eine Fragmentierungsanlage bereitzustellen, welche die Fragmentierung von Material im industriellen Maßstab ermöglicht. Insbesondere ist es vorgesehen, dass durch den Einsatz von Förderstrukturen, der Fördereinrichtung, der schiefen Ebene und/oder den Siebstrukturen sich ein dynamisches Gleichgewicht einstellen kann, welches dazu führt, dass Material und/oder Materialfragmente an mehreren Stellen fraktioniert werden können und/oder abgetrennt werden, sodass sich der Durchsatz erhöht. Insbesondere wird Feinstmaterial und/oder Kleinstfraktionen welches nicht mehr weiter fragmentiert werden kann automatisch ausgeschleust und kann beispielsweise mit dem Medium, beispielsweise Wasser, ausgetragen werden, sodass dies den Prozess nicht weiter stört und/oder belastet.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Fragmentierungsanlage eine
Trocknungsvorrichtung vorsieht, wobei in der Trocknungsvorrichtung die Fragmente getrocknet werden. Ebenso ist eine Sortierung der Fragmente möglich, beispielsweise eine direkte Sortierung mittels einer Vorrichtung beim Ausschleusen aus dem jeweiligen Abschnitt. Es ist dabei vorgesehen, dass das fragmentierte Material weiterverwendet werden kann und zur Herstellung beispielsweise von Frischbeton in einen erneuten Stoffkreislauf zugeführt werden kann.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren, insbesondere unter Verwendung der vorher beschriebenen Fragmentierungsanlage, zur elektrodynamischen Fragmentierung von Material, bei dem ein Transport von Material von einem Einlass zu einem Auslass hin entlang eines Transportweges erfolgt, wobei der Transportweg einen Fraktionierungsabschnitt aufweist, wobei mindestens eine Hochspannungspulsquelle mindestens eine erste und eine zweite Elektrode aufweist, wobei die
Hochspannungspulsquelle eine Hochspannungsentladung in einem Entladungsraum erzeugt, wobei der Entladungsraum zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei Material und/oder Fragmente des Materials mit einem Durchmesser kleiner als ein Mindestdurchmesser an zumindest einem Teil eines der Fraktionierungsabschnitte vorbeigeschleust werden.
Weitere Vorteile, Wirkungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den beigefügten Figuren und deren Beschreibung. Dabei zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Fragmentierungsanlage;
Figur 2 eine Detailansicht eines Transportweges als ein erstes Ausführungsbeispiel;
Figur 3 einen Transportweg als ein zweites Ausführungsbeispiel;
Figur 4 einen Transportweg als ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Figur 1 zeigt schematisch eine Fragmentierungsanlage 1. Die Fragmentierungsanlage 1 weist ein Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 ist ein Metallgehäuse. Das Gehäuse 2 ist siloförmig aufgebaut. Das Gehäuse 2 weist einen Einlass 3 und mehrere Auslässe 4 auf. Über den Einlass 3, welcher hier als Loch im Gehäuse 2 ausgestaltet ist, wird Material 5 in das Gehäuse 2 eingebracht. Über die Auslässe 4 wird fragmentiertes Material 6 aus dem Gehäuse 2 entfernt. Über die Mehrzahl an Auslässen 4 werden jeweils
unterschiedliche Fragmentierungsgrade des fragmentierten Materials 6 ausgeschleust. Die Fragmentierungsanlage 1 ist mit einem Materiallager 7 verbunden.
Das Materiallager 7 ist als ein Bunker bzw. als ein Silo ausgebildet. In dem Materiallager 7 kann das Material 5 bis zur Fragmentierung gelagert werden. Das Material 5 ist hier ein grobes Material, und umfasst Blöcke und steinförmige Elemente. Hier ist das Material Beton, welcher aufgereinigt und fragmentiert werden soll. Das Materiallager 7 ist mittels einer Leitung mit dem Einlass 3 verbunden, um das Material 5 von vom Materiallager in das Gehäuse 2 zu bringen.
Im Gehäuse 2 ist ein Transportweg 8 vorgesehen. Der Transportweg 8 führt von dem Einlass 3 zu den Auslässen 4. Der Transportweg 8 ist hier schienenförmig ausgebildet. Entlang des Transportweges 8 erfolgt ein Transport des Materials 5 in eine
Transportrichtung 9. Der Transportweg 8 ist als eine Abfolge von abfallenden schiefen Ebenen ausgebildet. Insbesondere ist der Transportweg 8 als eine zick-zack-förmige abfallende schiefe Ebene ausgebildet. Die Steigung des Transportweges 8 und/oder von Abschnitten des Transportweges 8 sind in nicht dargestellter Weise einstellbar. Der Steigungswinkel des Transportweges ist vorzugsweise zwischen 20 und 80 Grad gegenüber der Horizontalen einstellbar. Mittels der Einstellung des Steigungswinkels des Transportweges 8 ist die Fördergeschwindigkeit des Materials entlang des
Transportweges 8 einstellbar und/oder variierbar.
Der Transportweg 8 weist Fraktionierungsabschnitte auf. In jedem der
Fraktionierungsabschnitte ist jeweils eine erste Elektrode 10a und eine zweite Elektrode 10b angeordnet, siehe hierzu auch Figuren 2 und 4. Die Elektroden 10a und 10b bilden eine Schiene. Der Abstand der Elektroden ist dabei kleiner als ein jeweiliger
Mindestdurchmesser. Die Mindestdurchmesser sind für die unterschiedlichen
Fraktionierungsabschnitte verschieden, wobei der Mindestdurchmesser und/oder der Abstand der Elektroden im Fraktionierungsabschnitte im Verlauf des Transportweges 8 abnimmt. Das Material 5 und/oder Fragmente des Materials können teilweise auf den Schienen und/oder den Elektroden 10a und 10b aufliegen. Das Material 5 und/oder die Fragmente des Materials können auf den Elektroden rutschen und/oder transportiert werden.
Die Fragmentierungsanlage weist eine Mehrzahl an Hochspannungspulsquellen 11 auf, wobei jeder der Hochspannungspulsquellen 11 jeweils eine der ersten Elektroden 10a und der zweiten Elektroden 10b umfassen. Die Hochspannungspulsquellen 11 sind ausgebildet mittels der Elektroden 10a und 10b eine Hochspannungsentladung in einem Entladungsraum zu erzeugen. Material 5 welches sich auf dem Transportweg 8 befindet und sich zwischen den bzw. im Entladungsraum der Elektroden 10a, b befindet, wird mittels des Hochspannungspulses und/oder der Hochspannungsentladung fragmentiert. Die Hochspannungsentladung erfolgt, wenn sich Material 5 im Fraktionierungsabschnitt befindet, durch das Material 5. Eine Fragmentierung des Materials 5 entspricht einer Zerkleinerung und im Speziellen einer stoffspezifischen Zerkleinerung und/oder
Aufreinigung. Die Hochspannungspulsquelle 11 ist ausgebildet
Hochspannungsentladungen mit einer Spannung größer als 10 Kilovolt zu erzeugen.
Die Fragmentierungsanlage 1 weist hier sechs Hochspannungspulsquellen 11 auf und je sechs Elektroden 10a und 10b die an unterschiedlichen Orten entlang des
Transportweges 8 angeordnet sind. Die Hochspannungspulsquellen 1 1 werden mit unterschiedlichen Betriebsparametern, insbesondere Spannung, Pulslänge und/oder Leistung betrieben. Die Leistung und/oder die Spannung der Hochspannungspulsquellen 11 ist im Verlauf der Anordnung bzw. in Transportrichtung 9 von Einlass 3 zu Auslass 4 fallend. Dies liegt insbesondere darin begründet, dass für Material 5 in der Nähe des Einlasses 3 eine höhere Leistung erforderlich ist, um dieses zu fragmentieren und/oder aufzutrennen, und für Material 5 und/oder Materialfragmente in der Nähe des Auslasses 4, welche schon teilweise zerkleinert sind, geringere Betriebsparameter und Leistungen genügen.
An den Auslässen 4 sind (hier symbolisch entfernt von diesen angedeutet) jeweils eine Siebung 12 und ein Rüttelband 13 angeordnet. Diese dienen dazu, die Fragmente des Materials zu sortieren, beispielsweise derart, dass kleine Fragmente direkt
ausgeschleust werden und größere Fragmente zurück in das Gehäuse 2 gebracht werden oder im Gehäuse 2 verbleiben und die weitere Fragmentierung durchlaufen.
Die Fragmentierungsanlage 1 weist eine Fördervorrichtung 14 auf. Die Fördervorrichtung 14 weist einen Medientank 15 auf. In dem Medientank 15 ist ein flüssiges Medium 16 angeordnet, hier Wasser. Mittels der Fördervorrichtung 14 wird das Medium 16 in eine Förderrichtung gefördert. Dabei wird das Medium 16 beispielsweise im Bereich dem Einlass 3 dem Gehäuse und/oder dem Transportweg 8 zugeführt und am Auslass 4 aufgefangen.
Das aufgefangene Medium 16 wird mittels einer Filtereinrichtung gefiltert und zurück in den Medientank 15 gepumpt, sodass das gefilterte Medium 16 wieder gefördert werden kann. Die Fördervorrichtung 14 dient dazu mittels der Förderung des Mediums 16 entlang des Transportweges 8 den Transport des Materials 5 entlang des
Transportweges 8 zu unterstützen. Beispielsweise ist mittels einer Einstellung der Fördermenge des Mediums 16 die Transportgeschwindigkeit des Materials 5 entlang des Transportweges 8 einstellbar.
Das fragmentierte Material 6 wird in einem Auffangbehälter 17 aufgefangen und gelagert. Insbesondere wird gesiebtes fragmentiertes Material 6 im Auffangbehälter 17 aufgefangen und gelagert. Das fragmentierte Material 6 ist ein zerkleinertes und vorzugsweise großen- und/oder sortenaufgereinigtes und/oder aufgetrenntes Material 5.
Figur 2 zeigt symbolisch einen Ausschnitt eines Transportweges 8, wobei Material 5 in die Transportrichtung 9 transportiert wird. Der Transportweg 8 weist eine Mehrzahl an Fraktionierungsabschnitten 18 auf. Der Transportweg 8 und/oder die
Fraktionierungsabschnitte 18 sind schienenförmig, beispielsweise als Hutschienen ausgebildet. Entlang der Fraktionierungsabschnitte 18 sind jeweils eine erste Elektrode 10a und eine zweite Elektrode 10b angeordnet. Die erste Elektrode 10a und die zweite Elektrode 10b sind in diesem Ausführungsbeispiel parallel zueinander angeordnet. Die Elektroden 10a und 10b begrenzen den Transportweg 8 in der Breite. Die Elektroden 10a und 10b weisen jeweils eine Längserstreckung auf, wobei die Längserstreckung insbesondere größer ist als 10 Zentimeter und im Speziellen größer ist als 100
Zentimeter.
Die erste Elektrode 10a bildet vorzugsweise eine Kathode, wobei die zweite Elektrode 10b eine Anode bildet. Mittels der Hochspannungspulsquelle 11 ist ein
Hochspannungspuls 19a, 19b und 19c als eine Hochspannungsentladung (symbolisiert als Pfeil) erzeugbar. Die Elektroden 10a und 10b in den unterschiedlichen
Fraktionierungsabschnitten 18 werden jeweils mit unterschiedlichen Betriebsparametern der Hochspannungspulsquelle 11 betrieben. So ist der Hochspannungspuls 19a ein stärkerer Puls als der Hochspannungspuls 19b, wobei der Hochspannungspuls 19b ein stärkerer Puls ist als der Hochspannungspuls 19c. Ein stärkerer Puls bedeutet insbesondere, dass die Spannung größer ist und/oder dass die Leistung größer ist. Während das Material 5 vor Beginn des ersten Fraktionierungsabschnitts 18 einen ersten Durchmesser aufweist, weist das Teilweise fragmentierte Material zwischen dem ersten Fragmentierungsabschnitt und dem zweiten Fragmentierungsabschnitt einen kleineren Durchmesser auf. Fragmente die durch den ersten Hochspannungspuls 19a entstehen und einen Durchmesser kleiner als der Mindestdurchmesser haben fallen durch die Schienen und/oder Elektroden 10a und 10b, sodass sie nicht in den Bereich des zweiten Hochspannungspuls 10b gelangen. Selbiges gilt analog für Fragmente die durch den zweiten Hochspannungspuls 19b entstehen. Nach dem letzten
Hochspannungspuls liegt fragmentiertes Material 6 vor, welches einen Durchmesser kleiner als der Mindestdurchmesser aufweist.
Figur 3 zeigt ein weiteres symbolisches Ausführungsbeispiel eines Transportweges 8 für Materialtransport in Transportrichtung 9. Der Transportweg 8 ist wieder schienenförmig ausgebildet. Die Hochspannungspulsquellen 11 weisen wieder jeweils eine erste Elektrode 10a und eine zweite Elektrode 10b auf. Die Elektroden 10a und 10b sind in diesem Ausführungsbeispiel senkrecht zur Transportrichtung 9 angeordnet. Die
Elektroden 10a und 10b sind als Rollen ausgebildet, welche drehbar um Ihre
Längsachse sind. Die rollenförmigen Elektroden 10a und 10b sind zur Unterstützung des Materialtransportes ausgebildet. Zwischen den Elektroden 10a und 10b ist mittels der Hochspannungspulsquelle 1 1 jeweils ein Hochspannungspuls 19 erzeugbar, wobei der Hochspannungspuls 19 gleichgerichtet ist zur Transportrichtung 9. Zwischen den Elektroden 10a und 10b ist mittels des Hochspannungspulses 19 jeweils eine
Materialzerkleinerung möglich.
Figur 4 zeigt ein weiteres symbolisches Ausführungsbeispiel eines Transportweges 8 für Materialtransport in Transportrichtung 9. Die Hochspannungspulsquellen 1 1 weisen wieder jeweils eine erste Elektrode 10a und eine zweite Elektrode 10b auf. Die
Elektroden 10a und 10b sind dabei gleichgerichtet zur Transportrichtung 9 angeordnet. Allerdings sind die Elektroden 10a und 10b einer Hochspannungspulsquelle 1 1 nicht parallel zum Transportweg 8 angeordnet sondern schließen mit der Transportrichtung 9 einen Winkel ein. Die erste Elektrode 10a und die zweite Elektrode 10b sind jeweils v- förmig angeordnet. Der Abstand zwischen der ersten Elektrode 10a und der zweiten Elektrode 10b, insbesondere im Engstellenbereich ist im Verlauf des Transportweges 8 in Transportrichtung 9 abnehmend. So können die Elektroden 10a und 10b an ihrer Engstelle einen Transportrückhalt bilden, sodass insbesondere zu große
Materialbruchstücke zurückgehalten werden. Der Hochspannungspuls 19 ist ähnlich wie
Figur 2 senkrecht oder gewinkelt zur Transportrichtung 9.
Bezugszeichenliste
1 Fragmentierungsanlage
2 Gehäuse
3 Zufuhr
4 Auslass
5 Material
6 Material
7 Materiallager
8 Transportweg
9 Transportrichtung
10a, b Elektroden
1 1 Hochspannungspulsquellen
12 Siebungen
13 Rüttelband
14 Fördervorrichtung
15 Medientank
16 Medium
17 Auffangbehälter
18 Fraktionierungsabschnitt
19a-19c Hochspannungspuls

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Fragmentierungsanlage (1 ) zur elektrodynamischen Fragmentierung von Material
(5), mit einem Einlass (3) und mit mindestens einem Auslass (4) für das Material (5) und mit einem vom Einlass (3) zu den Auslässen (4) führenden Transportweg (8) für einen Transport des Materials (5) entlang des Transportwegs (8) in eine Transportrichtung (9), mit mindestens einer Hochspannungspulsquelle (1 1 ), wobei jede der
Hochspannungspulsquellen (1 1 ) mindestens eine erste Elektrode (10a) und mindestens eine zweite Elektrode (10b) zur Erzeugung einer Hochspannungsentladung (19) in einem Entladungsraum umfasst, wobei der Transportweg (8) mindestens einen
Fraktionierungsabschnitt (18) aufweist, wobei der Fraktionierungsabschnitt (18) durch den Entladungsraum verläuft, mit einem Selektivierungsmittel zur selektiven Austragung des Materials (5) am
Transportweg (8), um Material (5) und/oder Fragmente des Materials mit einem
Durchmesser kleiner als ein Mindestdurchmesser an zumindest einem Teil eines der Fraktionierungsabschnitte (18) vorbeizuschleusen.
2. Fragmentierungsanlage (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Selektivierungsmittel die erste Elektrode (10a) und die zweite Elektrode (10b) umfasst.
3. Fragmentierungsanlage (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (10a) und die zweite Elektrode (10b) eine Schiene bilden.
4. Fragmentierungsanlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fraktionierungsabschnitt (18) eine in Transportrichtung (9) abfallende schiefe Ebene bildet.
5. Fragmentierungsanlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode (10a) und die zweite Elektrode (10b) eine Längserstreckung aufweisen, wobei die erste Elektrode (10a) und die zweite Elektrode (10b) mit der Längserstreckung gleichgerichtet zur Transportrichtung (9) angeordnet sind.
6. Fragmentierungsanlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Elektroden (10a, b) eine gegenüber der Schwerkraftrichtung in Transportrichtung (9) abfallende Rutsche für das Material (5) bilden.
7. Fragmentierungsanlage (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge und/oder ein Neigungswinkel mindestens einer der Elektroden (10a, b) der Rutsche und/oder ein Abstand zwischen mindestens zwei der Elektroden (10a, b) der Rutsche veränderbar ist.
8. Fragmentierungsanlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Fördervorrichtung (14) zur Förderung eines Mediums (16) in eine Medienförderrichtung, um den Transport des Materials (5) zu unterstützen.
9. Fragmentierungsanlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der ersten Elektrode (10a) und der zweiten Elektrode(10b) veränderbar und/oder einstellbar ist.
10. Fragmentierungsanlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Hochspannungspulsquelle (11 ) dazu ausgebildet ist, einen Hochspannungspuls mit Arbeitsspannung größer als 10 kV als
Hochspannungsentladung (19) auszugeben.
11. Fragmentierungsanlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Mehrzahl an Hochspannungspulsquellen (1 1 ) zur Ausgabe von Hochspannungsentladungen (19) unterschiedlicher Arbeitsspannungen.
12. Fragmentierungsanlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dass der Transportweg (8) zur Förderung von mehr als 10 Tonnen des Materials (5) pro Stunde ausgebildet ist.
13. Fragmentierungsanlage (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der als schiefe Ebene abfallende Fraktionierungsabschnitt (18) einen Steigungswinkel zum Transport des Materials (5) basierend auf einer
Hangabtriebskraft aufweist, wobei der Steigungswinkel zur Einstellung einer Transportgeschwindigkeit für das Material entlang des Fraktionierungsabschnitts (18) einstellbar ist.
14. Fragmentierungsanlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fraktionierungsabschnitt (18) Förderstrukturen aufweist.
15. Fragmentierungsanlage (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportweg (8) mindestens eine Siebstruktur zum
Ausschleusen von Kleinstfraktionen des Materials (5) aufweist.
16. Verfahren zur elektrodynamischen Fragmentierung von Material (5), bei dem ein Transport von Material (5) von einem Einlass(3) zu einem Auslass (4) hin entlang eines Transportweges (9) erfolgt, wobei der Transportweg (8) einen Fraktionierungsabschnitt (18) aufweist, wobei mindestens eine Hochspannungspulsquelle (1 1 ) mindestens eine erste Elektrode (10a) und mindestens eine zweite Elektrode (10b) aufweist, wobei die
Hochspannungspulsquelle (11 ) eine Hochspannungsentladung in einem
Entladungsraum erzeugt, wobei der Entladungsraum zwischen der ersten Elektrode (10a) und der zweiten Elektrode (10b) angeordnet ist, wobei Material (5) und/oder Fragmente des Materials mit einem Durchmesser kleiner als ein Mindestdurchmesser an zumindest einem Teil eines der Fraktionierungsabschnitte (18) vorbeigeschleust werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Verfahren mit der
Fragmentierungsanlage (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 durch geführt wird.
PCT/EP2019/060740 2018-04-28 2019-04-26 Anlage und verfahren zur elektrodynamischen fragmentierung WO2019207108A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SG11202010174RA SG11202010174RA (en) 2018-04-28 2019-04-26 System and method for an electrodynamic fragmentation
JP2021508076A JP7321253B2 (ja) 2018-04-28 2019-04-26 電気力学的断片化のためのシステムと方法
KR1020207033191A KR102615222B1 (ko) 2018-04-28 2019-04-26 전기역학적 단편화를 위한 시스템 및 방법
CN201980042140.6A CN112313010B (zh) 2018-04-28 2019-04-26 用于电动破碎的设施和方法
AU2019260555A AU2019260555A1 (en) 2018-04-28 2019-04-26 System and method for an electrodynamic fragmentation
EP19720548.7A EP3787796A1 (de) 2018-04-28 2019-04-26 Anlage und verfahren zur elektrodynamischen fragmentierung
CA3098305A CA3098305A1 (en) 2018-04-28 2019-04-26 System and method for an electrodynamic fragmentation
US17/082,313 US11857978B2 (en) 2018-04-28 2020-10-28 System and method for an electrodynamic fragmentation

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018003512.4 2018-04-28
DE102018003512.4A DE102018003512A1 (de) 2018-04-28 2018-04-28 Anlage und Verfahren zur elektrodynamischen Fragmentierung

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/082,313 Continuation US11857978B2 (en) 2018-04-28 2020-10-28 System and method for an electrodynamic fragmentation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019207108A1 true WO2019207108A1 (de) 2019-10-31

Family

ID=66334461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/060740 WO2019207108A1 (de) 2018-04-28 2019-04-26 Anlage und verfahren zur elektrodynamischen fragmentierung

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11857978B2 (de)
EP (1) EP3787796A1 (de)
JP (1) JP7321253B2 (de)
KR (1) KR102615222B1 (de)
CN (1) CN112313010B (de)
AU (1) AU2019260555A1 (de)
CA (1) CA3098305A1 (de)
DE (1) DE102018003512A1 (de)
SG (1) SG11202010174RA (de)
WO (1) WO2019207108A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110369466B (zh) * 2019-07-25 2020-04-07 南京大学环境规划设计研究院股份公司 一种重金属铜镍混合污染土壤的修复装置及其使用方法
CN114100807B (zh) * 2021-11-25 2023-03-24 南方科技大学 基于面面式电极预富集矿石控制方法、系统、装置及设备
US11865546B2 (en) 2022-02-11 2024-01-09 Sharp Pulse Corp. Material extracting system and method
WO2023154915A2 (en) * 2022-02-11 2023-08-17 General Technologies Corp. Material extracting system and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013053066A1 (de) 2011-10-10 2013-04-18 Selfrag Ag Verfahren zur fragmentierung und/oder vorschwächung von material mittels hochspannungsentladungen
DE102014008989A1 (de) * 2014-06-13 2016-01-28 Technische Universität Bergakademie Freiberg Einrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Zerkleinerung von Feststoffen mittels Elektroimpulsen
WO2016134488A1 (de) * 2015-02-27 2016-09-01 Selfrag Ag Verfahren und vorrichtung zur fragmentierung und/oder schwächung von schüttfähigem material mittels hochspannungsentladungen

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3715082A (en) * 1970-12-07 1973-02-06 Atomic Energy Authority Uk Electro-hydraulic crushing apparatus
US3770212A (en) * 1971-04-08 1973-11-06 V Ivashkin Method of comminuting materials preferably conducting materials, and an apparatus for accomplishing the same
US4313573A (en) * 1980-02-25 1982-02-02 Battelle Development Corporation Two stage comminution
CA1207376A (en) * 1982-05-21 1986-07-08 Uri Andres Method and apparatus for crushing materials such as minerals
DE19545580C2 (de) * 1995-12-07 2003-02-13 Rheinmetall W & M Gmbh Verfahren und Anordnung zum Aufschluß von elastischen Materialien in Verbindung mit metallischen Materialien
JPH11169743A (ja) * 1997-01-08 1999-06-29 Yoshitake Kankyo Center:Kk 残飯粉砕、及び分別に関する装置並びに、装置に用いるふるい、ドラム、分別、及びその製造方法
DE10009569C2 (de) * 2000-02-29 2003-03-27 Schott Glas Verfahren und Vorrichtung zum Zerkleinern von Glaskörpern mittels Mikrowellenerwärmung
JP3802402B2 (ja) * 2001-11-26 2006-07-26 日鉄鉱業株式会社 電気破砕装置及び電気破砕方法
FR2833192B1 (fr) * 2001-12-11 2004-08-06 Commissariat Energie Atomique Procede de broyage d'une matiere carbonee conductrice par application d'impulsions haute-tension en milieu liquide
JP3641242B2 (ja) * 2002-01-18 2005-04-20 福井 啓祐 風力選別を利用した再生骨材及び再生路盤材の回収方法
DE10342376B3 (de) * 2003-09-13 2005-07-07 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Fragmentieranlage und Fragmentrieranlage zur Durchführung des Verfahrens
DE10346055B8 (de) * 2003-10-04 2005-04-14 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Aufbau einer elektrodynamischen Fraktionieranlage
DE10346650A1 (de) * 2003-10-08 2005-05-19 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Prozessreaktor und Betriebsverfahren für die elektrodynamische Fragmentierung
JP5343196B2 (ja) * 2008-04-02 2013-11-13 国立大学法人 熊本大学 衝撃波処理装置
WO2016134490A1 (de) * 2015-02-27 2016-09-01 Selfrag Ag Verfahren und vorrichtung zur fragmentierung und/oder schwächung von schüttfähigem material mittels hochspannungsentladung
JP6815323B2 (ja) * 2015-02-27 2021-01-20 ゼルフラーク アクチエンゲゼルシャフトｓｅｌＦｒａｇ ＡＧ 高電圧放電を用いた、流し込み可能な材料を破片化および／または弱化するための方法および装置
EP3261767B1 (de) * 2015-02-27 2019-04-03 Selfrag AG Verfahren und vorrichtung zur fragmentierung und/oder schwächung eines materialstücks mittels hochspannungsentladungen
KR20210027357A (ko) * 2018-07-04 2021-03-10 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 반도체 원료의 파쇄 방법 또는 크랙 발생 방법, 및 반도체 원료 덩어리의 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013053066A1 (de) 2011-10-10 2013-04-18 Selfrag Ag Verfahren zur fragmentierung und/oder vorschwächung von material mittels hochspannungsentladungen
DE102014008989A1 (de) * 2014-06-13 2016-01-28 Technische Universität Bergakademie Freiberg Einrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Zerkleinerung von Feststoffen mittels Elektroimpulsen
WO2016134488A1 (de) * 2015-02-27 2016-09-01 Selfrag Ag Verfahren und vorrichtung zur fragmentierung und/oder schwächung von schüttfähigem material mittels hochspannungsentladungen

Also Published As

Publication number Publication date
US11857978B2 (en) 2024-01-02
CN112313010A (zh) 2021-02-02
SG11202010174RA (en) 2020-11-27
JP2021522069A (ja) 2021-08-30
CA3098305A1 (en) 2019-10-31
US20210069724A1 (en) 2021-03-11
EP3787796A1 (de) 2021-03-10
JP7321253B2 (ja) 2023-08-04
KR102615222B1 (ko) 2023-12-15
DE102018003512A1 (de) 2019-10-31
KR20210002560A (ko) 2021-01-08
AU2019260555A1 (en) 2020-11-12
CN112313010B (zh) 2024-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019207108A1 (de) Anlage und verfahren zur elektrodynamischen fragmentierung
DE102006021768B4 (de) Recyclingvorrichtung für Zuschlagstoffe mit Trennmitteln für Fremdkörper und Feinpartikel vom Luftzirkulationstyp und darauf beruhendes Verfahren
EP0912310B1 (de) Verfahren und anlage zur aufbereitung von mischkunststoffen
DE10342376B3 (de) Verfahren zum Betreiben einer Fragmentieranlage und Fragmentrieranlage zur Durchführung des Verfahrens
EP2931926B1 (de) Verfahren zur rückgewinnung von wertstoffen aus schlacke
DE19726105A1 (de) Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Elektronik-Schrott und zur Anreicherung verwertbarer, insbesondere Edelmetalle enthaltender Bestandteile
EP0747126B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Faserbestandteile und Fremdbestandteile enthaltenden Faserstoffen, insbesondere von Alt-Mineralwolle
EP3115151A1 (de) Rückgewinnung von schleifmittel von abrasiv-wasserstrahl-schneidanlagen
EP2818250B1 (de) Verfahren zur Aufbereitung von Müllverbrennungsschlacke
DE19629473C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung eines Kunststoffgemisches
EP3871777A1 (de) Vorrichtung zum aufbereiten eines aus ersatzbrennstoff und störstoff bestehenden materialgemischs
WO2018189369A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur auftrennung von materialverbunden
DE10336802B4 (de) Verfahren und Anlage zum Trennen und Sortieren insbesondere von vorzerkleinerten Stoffen
DE102019104050B4 (de) Verfahren zur Gewinnung eines Wertstoffs aus Siedlungsabfall
DE19629470C2 (de) Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Mischkunststoffen
DE19617501C2 (de) Verfahren zur Trennung der Bestandteile von kommunalen Reststoffen
EP0512229A2 (de) Verfahren und Anlage zum Aufbereiten eines Gemischs aus kleinkörnigen Gemischbestandteilen
EP0386443A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Hausmüll
EP3871776A1 (de) Vorrichtung zum aufbereiten eines aus ersatzbrennstoff und störstoff bestehenden materialgemischs
DE10142290A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Restabfall aus Hausmüll und hausmüllähnlichen Abfällen
EP4163025A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum aufschliessen von verbundwerkstoffen und deren gemischen in einzelne werkstoffkomponenten
AT514456B1 (de) Verfahren zur Aufbereitung von Müllverbrennungsschlacke
EP1418005B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren und Zerkleinern von Abfällen
DE2942048A1 (de) Verfahren zur bearbeitung von kompost
DE19511141A1 (de) Mehrstufige Zerkleinerung von DSD-Material im Einwellenshredder

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19720548

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3098305

Country of ref document: CA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021508076

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019260555

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20190426

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20207033191

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019720548

Country of ref document: EP

Effective date: 20201130