DD160056A1 - Verfahren zur herstellung von aktivkohle aus aschereicher,salzhaltiger braunkohle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle aus aschereicher, salzhaltiger Braunkohle. Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Form-, Korn- und Pulveraktivkohle aus aschereicher, salzhaltiger Braunkohle mit niedrigem energetischem Aufwand und hohen Ausbeuten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die chemische Aktivierung mit Zinkchlorid so zu gestalten, dass Aktivkohlen mit ueberdurchschnittlichen Eigenschaften resultieren. Erfindungsgemaess werden aschereiche, salzhaltige Braunkohlen mit einem Aschegehalt > 10 % und einem Anteil an alkalischen und erdalkalischen Verbindungen von 50 bis 98 % in der Gesamtasche oder in Mischung mit anderen Kohlenstofftraegern unter milden Bedingungen bei 500 bis 650 Grad C mit Zinkchlorid im Maischverhaeltnis Kohlenstofftraeger zu Zinkchlorid von 0,4 bis 2 in Gegenwart von im Rohstoff enthaltenem Calciumsulfat in oxidierender Atmosphaere bei einem Sauerstoffgehalt von 0,2 bis 5 Vol%, vorzugsweise von 0,4 bis 1 Vol% chemisch aktiviert.

Description

Titel aar gn

Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle aus aschereicher, salzhaltiger Braunkohle

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung.von Form-Korn- und rulveraktivkohle aus äschereicher, salzhaltiger Braunkohle mit einem Aschegehali; *> 10 % und einem Anteil an alkalischen und erdalkalischen Verbindungen von 50 bis S3 % in der Gesamtasche oder einem Gemisch dieser mit anderen Kohlenstoff trägern ψ,±β Holzmehl, Sägespänen, Torf und Agcherylit durch chemische Aktivierung nach dem Zinkchloriaverfahren,

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SYiecken einaetzbar ist

Oharakteristik der bekannten technischen Losungen

Gemäß DD-PS 133 193 vsird ein Verfahren zur Herstel Aktivkohle aus aschereicher₃ salzhaltiger Braunkohle beansprucht, das die industrielle Hutzung dieses Rohstoffes ermöglicht. Hach diesem Verfahren ?/ird bei hohen Temp von 800 bis 9i?0 C unter oxidierenden Bedingungen nach vorgeschalteter oder gleichzeitiger Carbonisierung eine Geis-/ Wasserdampfaktivierung zur Gewinnung der multivalent einsetzbaren Aktivkohlen durchgeführt. Die erreichten Ausbeuten an Aktivkohle nach diesem Verfahren betragen lediglich 22 %. Der Einsatz des Kohlenstoffträgers Braunkohle bei der Herstellung von Aktivkohlen nach chemischen Aktivierungsverfahren, insbesondere dem Zinlcchloridverfahren, ist seit langem bekannt= Bei diesem Verfahren v/ird aber von aschearmen, bzw, vorher entaschten Braunkohlen ausgegangen.

Ss ist nicht bekannt, daß man aschereiche, salzhaltige Braunkohle mit einem Aschegehalt > 10 % allein oder im Gemisch

mit weiteren Konienstoffträgern bei Verfahren der chemischen Aktivierung zur Herstellung von Aktivkohlen einsetzt, was offenbar auf einem Vorurteil der Fachwelt beruht.

Ziel der Erfindung

:> Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Form-, Korn« und ru.lveraktivkoh.le zu entwickeln, das von aschereicher, salzhaltiger Braunkohle ausgeht, einen niedrigen energetischen Aufwand verursacht und hohe Ausbeuten

Darlegung aea aesens aer

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S.;. _. C? :li- U-Lv X *3 X u-',i-.~, iiij_ O ί-J X-Li-Ti. O l1j_ Oj. sLU OO cj ^l ^ C? .ö ¹J Cl X υ C- - J- ^ ^!^.c!.iJ *~jL· ü J- V V ohlen rn~i ΐ ü bsr^urchscbtiitTlicaer 3i a;e η schäften ^esvltiersridie insbesondere für die Adsorption von Gasen und Dämpfen, die Wasseraufbereitung;, zu Entfärbung3zweckeη und als Kontaktträger geeignet sind und die Möglichkeit der Regenerierung besitzen.

.": rfindungsgemä.3 viird das dadurch erreicht, da3 feingemahlene, Evsche'reiche, salzhaltige Braunkohle mit einem Aschegehalt ^>1Q und einem Anteil an alkalischen und erdalkalischen Verbindungen von. 50 bis 98 % in der Gesarntasche oder in Mischung mit anderen Konlenstoffträgern unter milden Bedingungen mit einer konzentrierten Zinkchioridlösung im Verhältnis Kohlenstoffträger zu r.inkchlorid von 0,4 bis 2 gemischt und geknetet v/ird, £äe Mischung mit weiteren Kohlenstoffträgern vile Holzmehl. Päg^SOänen, Torf und Aschexylit kann in weiteren Grenzen bis uu 50 % erfolgen. Vorzugsweise vjird eine Zumischung der genannten Kohlenstoffträger von weniger als 50 % eingehalten,

'" is mit Zinkchlorid hergestellte Maische ?iird über Strangpressen zu. Formungen verpreßt, Die Formlinge v;erden in einem

Drehrohrofen getrocknet und bei einer Temperatur von 500 bis 600 ⁰G 1 h kalziniert. Besonders günstig ist eine Kalzinierung unter oxidierenden Bedingungen für die Qualität der Aktivkohlen, vierm eine Ofenatmosphäre gewählt wird, die 0.2 bis 5 Vol%, vorzugsweise 0,4 bis IVoIfS Sauerstoff enthält. Das in der aschereichen, salzhaltigen Braunkohle enthaltene Calciumsulfat v;irkt sich als zusätzliches "innere3" Aktivierungshilfsmittel günstig auf die Ausbildung der >orenstruktur der dargestellten Aktivkohlen auswaschen, getrocknet und bei 500 ~C eine Stunde geglüht. Vor der Salzsäureviäsche kann mit Zinkchlcridlösungen abgestufter Konzentration gewaschen v/erden

Die erhaltene Formaktivkohle vjird durch Siebung vom-Unter-

nun abgetrennt werden, oder es erfolgt eine vorherige Brechung der Formlinge mit nachgeschalteter entsOrechender Siebung»

Die Erfindung v;ird an folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Alis_f ührungjb^i so ie Ie '

Beispiel 1

Die verwendete aschereiche, salzhaltige Braunkohle hatte fol gende Zusammensetzung;

fixer Kohlenstoff: 38,2 %

flüchtige Bestandteile: 50,2 %

Aschegehalt: 11,6 %

Δ -

O Siⁿ 1 ? %

.öe ~,0_ ι , 2 7<5

Al₂O₃ 4,1 &

GaO 21,1%

TTa₂O 12,5 %

-SO₄ ²" 46,2 %

Cl" 7,6 %

Die feingemahlene Braunkohle wurde rait Zinkchloridlauge (1320 g SnCl,^/i; 69 ο· CaOl₀/!) im kaischverhältnis 1 : Ο,⁷ ":;änrend °^υ 20 min gemaischt, bei 140 Bar yerpreßt und die Formlinge bei C viährend 1 h in einem Laöordrehrohroien kalzinie-'ΐ,

Ofenatmosphäre enthielt 1 % Sauerstoff-. Daa Aktivat "/iurde mit Salzsäure und Wasser gewaschen, getrocknet und 60 nin bei 500 ^L C geglüht. Die Ausbeute betrug 46 % (bez. auf '"Vockensubstanz Braunkohle),

Die abgesiebte Fcrmkohle (Durchmesser 3,15 nnn) besaß folgende Eigenschaften:

Benzolbeladung p/p = 0,01 (g/100 g) : 29,4 Jodzahl (mg/g): 1114

Aachegehalt (%): 2,0

Rutteldichte (g/l):

In aufgemahlener Form:

Siebanalyse ;> 0,4 mm (%): 0,2

< 0,071 ram (%): . .

Llethylenblautiter (ml): 16,7

Beispiel 2

Die feingemahlene Braunkohle v/urde v«^!ie im Beisüiel 1 beschrieben.

1Ii) nit Zinkchloridlösung zu Formic ο hie verarbeitet, aber ohne wendung einer oxidierenden Ofenatmosphäre» Die abgesiebte ?ormkohie ( 0 3?15 ^m) besaß folgende Eigen schaften:

Benaolbeladung p/p ^ = 0,01 (g/100g): 28,2

Jodzahl (mg/g): 1100

Aschegehalt (%): . 2,3

Rütteldichte (g/l): 410

In aufgemahlener Form;

Siebanalyse >Q,4 min ($) : 0,15

< 0,071 mm (%): 82

Methylenblautiter (ml): 16,0

jj-ΐ .ο .^ei*¹!.^^;3 Be ~* '^"oiθ 1 1 "^rwsnd^te -¹^aI

7 : 3 gemischt und mit Zinkchloridlosung (1320 g Zirikchlorid/l; 69.g Calciujnchlorid/1) im Verhältnis 1 : 0,8 (C-iTräger-Trockensubstanz ; Zinkchlorid) 20 min gemaischt* !lach Yerpreasen der Maische über eine Strangpresse bei 150 Bar wurden Formlinge erhalten, die im Drehrohrofen getrocknet und bei 550 0 ?iäh™ rend einer S-frunde unter Anwendung von 1 % Sauerstoff in der Ofenatmosphäre kalziniert wurden« Danach vjtirde mit Salzsäure und Y/asser gewaschen, getrocknet und während 1 h bei 500 0 geglüht- Die Ausbeute betrug 44 %· Die abgesiebte Formkohle (0 3>15 mm) besaß folgende Sigenschäften:

Benzolbeladung p/p^ = 0,01 (g/100 g):. 31,9

Jodzahl (mg/g): . · 1140

Aschegehalt (%): 1,2

Rütteldichte (g/l)% 330

5 jJie auf gemahlene Aktivkohle ergab eine irul verkohle mit folgenden Werten:

Siebanalyse >0,4 mm {%): 0,4

< 0,071 mm <$) : 79

Methylenblautiter (ml): 16,3

lie i sr; ie 1 4

Wie im Beispiel 3 beschrieben, vvurde salzhaltige₃ aschereiche Braunkohle mit gemahlenem Schv/aratorf (Aschegehalt 3,8 %, flüchtige Bestandteile 63,5 %, CU^ 32,7 %, v-??ert 68 %) im Verhältnis 7-3 gemischt, mit Zinkchloridlauge im Verhältnis 1 : 0,7 gemaischt und verpre3t. Die ^Formlinge v/urden i.:i Drehrohrofen getrocknet und in einer Ofenatmoschare, die 1 V: Sana: stoff enthielt, kalziniert» ITach Waschung, Trocknung. Glilhung Siebung wurde eine Pormkohle erhalten (Ausbeute 46 %), die folgende Eigenschaften aufviiest

Bensolbeladung p/p_o . = 0,01 (g/100g): 26,2 Jodsahl (mg/g): 1120

Rüttaldichte (g/l): - 415

In aufgemahlener Form wurde eine Pulverkohle mit folgenden 7/e: ten erhalöen:

Siebanalyse >0,i mm (%) ' 0,3

< O₅OTI mm (%): 80

Vethylenblautiter (ml); 14,8

Beispiel 5

Tfie in den Beispielen 3 und 4 dargelegt, wurde aschereiche, salzhaltige Braunkohle mit gemahlenem Aschexylit (Aschege-

,L -L.A-

L J I /

Verhältnis 7 : 3 vermischt und nit zdnkchloridlöaung im Verhältnis 1 : Ο,? gemaischt.

Fach Kalzinierung und nachbehandlung wurden Pornaktivkohlen mit 5 folgenden Werten erhalten:

üenzoxDexaaung ρ/Ό ° - - ο

Jodzahl (mg/g):

Aschegehalt {%): Rütteldichte (g/i):

O₅OI (g/iOOg):

29,2 1150

-ι Ί.

0 Die '/erarbeitung zu i'ulverkohle era·ab folgende Werte:

Siebanalyse y> 0,4 rara

0,071 mm (%)

thylenblautiter (ml):

0,25 7S₅ 5

Claims (2)

ίίΓιΙ 11 Ci ΤΛϊΙί? S 3-Π S υ "11C Ω.

1. Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle aus aschereicher, salzhaltiger Braunkohle mit einem Aschegehalt ^> 10 % und einem Anteil an alkalischen und erdalkalischen Verbindungen von 50 bis 98 % in der Gesamtasche oder einem Gemisch dieser mit anderen Kohlenstoffträgern wie Holzmehl, Sägespänen, Torf und Aschexylit im Verhältnis von < 50 % durch chemische Aktivierung nach dein Zinkchloridverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Aktivierung unter milden Bedingungen bei 500 bis 650 ⁰C mit Zinkchlorid im Maischverhältnis Kohlenstoffträger zu Zinkchlorid von 0,4 bis 2 in Gegenwart von im Rohstoff enthaltenem Calciumsulfat in oxidierender Atmosphäre bei einem Sauerstoffgehalt von 0,2 bis 5 VoIfS durchgeführt wird»

2* Verfahren nach riuikt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalzinierung bei einem Sauerstoffgehalt von 0,4 bis 1 Vol% erfolgt*