DD207183A1 - METHOD FOR PRODUCING WATER AND GAS CLEANING ACTIVATED CARBON BONE CARBON - Google Patents
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Abstract
Die Eerfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formaktivkohlen aus Braunkohle, die zur Reinigung von Schadgasen, Loesungsmitteldaempfen aus Luft und/oder Wasser eingesetzt werden koennen. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Formativkohle aus Rohbraunkohle zu entwickeln, wodurch das Kohlenstoffgeruest durch eine entsprechende Behandlung fuer die Aktivierung besser aufgeschlossen wird. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass grubenfeuc hte Rohbraunkohle auf Feuchtigkeitsgehalte von 20 % bei 40-120 Grad vorgetrocknet, mit organischen Extraktivloesungsmitteln 1 bis 3 Stunden extrahiert, nach dem Abtrennen an der Luft getrocknet oder mit feinverteiltem Wasserdampf behandelt, anschliessend mit 20-70 Ma-% Saegemehl und einer Zinkchloridloesung im Verhaeltnis zum trockenen feststoff von 1 : 1 bis 2 : 1 vermischt, danach granuliert und 3 bis 8 Stunden bei 600-750 Grad in reduzierender oder Inertgasatmosphaere aktiviert und ggf. vermahlen wird.The Eerfindung relates to a process for the production of activated carbon form from lignite, which can be used for the purification of noxious gases, solvent fumes from air and / or water. The aim and object of the invention is to develop a process for the production of form coal from raw lignite, whereby the carbon skeleton is better digested by an appropriate treatment for the activation. The essence of the invention is that grave-fed raw lignite pre-dried to moisture contents of 20% at 40-120 degrees, extracted with organic extractives for 1 to 3 hours, dried after separation in air or treated with finely divided water vapor, then with 20-70 Ma-% Saegemehl and a zinc chloride solution in the ratio of dry solids of 1: 1 mixed to 2: 1, then granulated and activated for 3 to 8 hours at 600-750 degrees in a reducing or inert gas atmosphere and optionally ground.
Description
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Titel der ErfindungTitle of the invention
Verfahren zur Herstellung von Wasser- und Gasreinigungsaktivkohlen aus BraunkohleProcess for the preparation of water and gas purification activated carbons from lignite
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Form-Aktivkohlen aus Braunkohle, die zur Reinigung von Schadgasen, Lösungsmitteldämpfen aus Luft und/oder Wasser eingesetzt werden können.The invention relates to a process for the production of activated carbon form lignite, which can be used for the purification of noxious gases, solvent vapors from air and / or water.
Charakterisierung der bekannten technischen LösungenCharacterization of the known technical solutions
Es ist allgemein bekannt, daß Aktivkohlen für Gas- und Wasserreinigungszwecke aus Braunkohlen durch Teilverkokung bzw. Behandlung mit anorganischen Säuren und anschließende Aktivierung hergestellt werden können.It is well known that activated carbons for gas and water purification purposes can be produced from lignite by partial coking or treatment with inorganic acids and subsequent activation.
Nach DD-PS 142 175 wird Moorkohle zu kleinen Körnern geformt, die anschließend mit Phosphorsäure behandelt werden, um den Anteil an flüchtigen Komponenten zu vermindern und den Gehalt an Kohlenstoff zu erhöhen. Das Produkt wird danach getrocknet, mit einem kohlenstoffhaltigen Bindemittel gemischt, zerkleinert bzw. pulverisiert, das Pulver zu Formungen gepreßt und aktiviert.According to DD-PS 142 175, coal is formed into small grains, which are then treated with phosphoric acid to reduce the content of volatile components and increase the content of carbon. The product is then dried, mixed with a carbonaceous binder, comminuted or pulverized, the powder pressed into molds and activated.
Die DD-PS 126 638 geht davon aus, daß Braunkohle zerkleinert, gesiebt und anschließend mit 5 %iger wäßriger Schwefelsäure behandelt wird. Die Suspension wird 5 Stunden auf 80° C erhitzt, anschließend dekantiert und der Feststoff getrocknet. Danach erfolgt eine Absiebung, das Unterkorn «c 0,043 mm wird zu Pellets gepreßt und in reduzierender Atmosphäre aktiviert.The DD-PS 126 638 assumes that brown coal is crushed, sieved and then treated with 5% aqueous sulfuric acid. The suspension is heated at 80 ° C. for 5 hours, then decanted and the solid is dried. This is followed by screening, the undersize "c 0.043 mm is pressed into pellets and activated in a reducing atmosphere.
Ähnliche Verfahren werden auch in der DD-PS 128 621 beschrieben. Hier wird Braunkohle zerkleinert mit einer etwa 10 %igen anorganischen Säure behandelt, pulverisiert und das Pulver zu Pellets verpreßt. Die Pellets werden zerkleinert, die erhaltenden Körner von flüchtigem Material befreit und aktiviert.Similar methods are also described in DD-PS 128 621. Here brown coal is crushed treated with an approximately 10% inorganic acid, pulverized and the powder pressed into pellets. The pellets are crushed, the receiving grains are freed from volatile material and activated.
Nach DD-PS 141 154 erhalt man Aktivkohlen, die aus Braunkohle-Granalien nach vorheriger Behandlung mit Säuren (z. B. Schwefelsäure, Salzsäure oder Phosphorsäure) thermisch in einer sauerstofffreien Atmosphäre verkokt und aktiviert werden.DD-PS 141 154 gives activated carbons which are coked and activated thermally from lignite granules after prior treatment with acids (eg sulfuric acid, hydrochloric acid or phosphoric acid) in an oxygen-free atmosphere.
Die DD-PS 140 241 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von granulierter Kohle, indem aus Braunkohle hergestellte Körner mit einer verdünnten wäßrigen Losung einer anorganischen Säure behandelt werden. Anschließend erfolgt eine Trocknung, Pulverisierung, Granulierung, Verkokung und Aktivierung des kohlenstoffhaltigen Produktes.DD-PS 140 241 describes a process for the production of granulated coal by treating grains produced from lignite with a dilute aqueous solution of an inorganic acid. This is followed by drying, pulverization, granulation, coking and activation of the carbonaceous product.
Die oben beschriebenen Verfahren haben den Nachteil, daß durch die Anwendung von anorganischen Säuren lediglich mineralische ßegleitstoffe wie Alkali- und Erdalkaliverbindungen ausgelaugt v/erden. Dadurch wird das Kohlenstoffgerüst für eine Aktivierung nicht "aufgeschlossen". Die mineralischen Bestandteile wirken sich sogar bei der Aktivierung positiv auf die Skelettstruktur der Aktivkohle aus. Vorhandene Kohlenwasserstoffe mittlerer und höherer Molmassen bleiben in der Struktur der Kohle, zersetzen sich bei thermischer Behandlung des Kohlenstoffträgers zu Oligomeren bzw. Verharzungsprodukten und verstopfen die während des Aktivierungsprozesses entstehenden Poren (Franke, F. H., Jäger, R. I., Heraikib, M. Chemie-Ingenieur-Technik, 4^ (197D 1017 - 1022). Dadurch wird oft die geforderte Qualität des Aktivates nicht erreicht. Eine nach der Säurebehandlung eingeschaltete Verkokung des Zwischenproduktes bedeutet einen zusätzlichen Verfahrensschritt.The above-described processes have the disadvantage that only inorganic lubricants, such as alkali metal and alkaline earth metal compounds, are leached out by the use of inorganic acids. As a result, the carbon skeleton for activation is not "unlocked". The mineral constituents have a positive effect on the skeletal structure of the activated carbon even during activation. Existing hydrocarbons of medium and higher molecular weights remain in the structure of the coal, decompose on thermal treatment of the carbon support to oligomers or Verharzungsprodukten and clog the resulting during the activation process pores (Franke, FH, Jäger, RI, Heraikib, M. Chemie-Ingenieur Technik, 4 ^ (197D 1017 - 1022) This often does not achieve the required quality of the activating process.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel ,der Erfindung besteht darin, eine Formaktivkohle aus Rohbraunkohle zu entwickeln, die gegenüber den bekannten technischen Lösungen eine höhere Aktivität aufweist.The aim of the invention is to develop a form activated carbon from raw lignite, which has a higher activity compared to the known technical solutions.
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Darlegung des Wesens der SrfindungPresentation of the nature of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Formaktivkohle aus Rohbraunkohle zu entwickeln, wodurch das Kohlenstoffgerüst durch eine entsprechende Behandlung für die Aktivierung besser aufgeschlossen wird.The invention has for its object to develop a process for the production of activated carbon form raw lignite, whereby the carbon skeleton is better digested by an appropriate treatment for the activation.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Rohbraunkohle auf eine Korngröße von 0,5 bis 10 mm vermählen und auf eine Restfeuchte von 12 bis 20 % getrocknet wird. Anschließend erfolgt 1-3 Stunden eine Extraktion mit Benzen, Toluen oder Xylen bzv/. deren Gemische oder im Gemisch mit Methanol, Ethanol oder Aceton bei 40 - 120° C, vorzugsweise bei 70 - 110° C. Dadurch v/erden überschüssige organische Bestandteile wie Kohlenwasserstoffe und HeteroVerbindungen entfernt. Hochmolekulare schwerflüchtige Bestandteile wie Teer- und 3itumenanteile mit hohem Kohlenstoffgehalt verbleiben im Korn und werden Bestandteil des späteren Kohlenstoffgerüstes. Das eingesetzte Extraktivlösungsmittel oder -gemisch wird durch Destillation zurückgewonnen und der Extrakt einer entsprechenden Verwendung zugeführt. Mach erfolgter Extraktion wird das erhaltene Zwischenprodukt an der Luft getrocknet bzw. mit feinverteiltem V.'asserdampf behandelt. Anschließend wird das Überkorn>1 mm abgesiebt oder ggf. vermählen. Das Unterkorn wird in an sich bekannter Weise mit 20 - 70 Ma-% Sägemehl und einer Zinkchloridlösung im Verhältnis zum trockenen Feststoff von 1:1 bis 2:1 vermischt, danach granuliert und 3-8 Stunden bei 600 - 750° C in reduzierender oder Inertgasatmosphäre aktiviert. Die erhaltene Formkohle kann gemahlen und als Pulverkohle verwendet werden.According to the invention the object is achieved in that raw lignite ground to a particle size of 0.5 to 10 mm and dried to a residual moisture content of 12 to 20 % . This is followed by extraction with benzene, toluene or xylene bzv / for 1-3 hours. mixtures thereof or in admixture with methanol, ethanol or acetone at 40-120 ° C., preferably at 70-110 ° C. This removes excess organic constituents such as hydrocarbons and hetero compounds. High molecular weight low volatility constituents such as tar and 3itumen shares with high carbon content remain in the grain and become part of the later carbon skeleton. The extractive solvent or mixture used is recovered by distillation and the extract is fed to a suitable use. Mach extraction done, the resulting intermediate is dried in air or treated with finely divided V.'asserdampf. Then the oversize is sifted> 1 mm or ground if necessary. The undersize is mixed in a manner known per se with 20-70% by weight of sawdust and a zinc chloride solution in relation to the dry solid of 1: 1 to 2: 1, then granulated and 3-8 hours at 600 - 750 ° C in reducing or Inertgasatmosphäre activated. The resulting carbon can be ground and used as powdered coal.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Erfindung wird nachfolgend an 3 Beispielen erläutert:The invention is explained below with reference to 3 examples:
Grubenfeuchte Rohbraunkohle wurde auf eine Korngröße von 0,5 bis 6,0 mm'zerkleinert und auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 15 bis 20 % getrocknet. 70 cnr dieser Kohle wurden in einen Soxhlet-Extraktionsapparat gebracht und 120 min mit 10 %iger wäßriger Schwefelsäurelösung bei 115° C extrahiert, die extrahierte Kohle mit Wasser gewaschen und wiederum auf 15 bis 20 % Feuchtigkeits-Mining wet lignite was comminuted to a particle size of 0.5 to 6.0 mm and dried to a moisture content of 15 to 20 % . 70 cnr of this coal were placed in a Soxhlet extraction apparatus and extracted with 10% aqueous sulfuric acid solution at 115 ° C for 120 min, the extracted carbon washed with water and again to 15 to 20 % moisture content.
gehalt getrocknet. 60 g der so«behandelten Kohle werden auf eine Korngröße < 0,5 mm vermählen, reit 50 6 Sägemehl (Feuchte 16,9 %) und 223 g Zinkchloridlösung (Dichte 1,92 g/cm-3) vermischt und verpreßt.salary dried. 60 g of the so-treated coal are ground to a particle size of <0.5 mm, mixed and compressed with 50 6 sawdust (16.9 % moisture ) and 223 g zinc chloride solution (density 1.92 g / cm 3 ).
Die Aktivierung erfolgte 4 Stunden bei 700° C in einem Schachtofen im Inertgasstrom. Nach einer Säure- und Wasserwäsche wurde eine Aktivkohle mit folgenden Eigenschaften erhalten:The activation took place for 4 hours at 700 ° C. in a shaft furnace in an inert gas stream. After acid and water washing, an activated carbon having the following properties was obtained:
Benzenadsorption bei 10 Vol. % Benzen (g Benzen/100 ml Aktivkohle) 7,4 Jodzahl (mg J2/g) 485Benzene adsorption at 10 % by volume benzene (g benzene / 100 ml charcoal) 7.4 iodine value (mg J 2 / g) 485
Methylenblautiter (ml) 6,9Methylene blue titre (ml) 6,9
Melassewert (mg) 1350Molasses value (mg) 1350
3eispiel 1Example 1
60 cm-^ der im Vergleichsbeispiel beschriebenen Rohbraunkohle wurden in einer Soxhlet-Apparatur 90 &in mit einem Ethanol/Benzen-Gemisch (1:1) bei 80° C extrahiert und. das extrahierte Produkt 2 Stunden an der Luft getrocknet bzw. etwa 20 min mit feinverteiltem Wasserdampf von 120 C behandelt. 40 g der so behandelten Kohle wurden auf eine Korngröße<Ü,5 mm vermählen, mit 35 S Sägemehl (Feuchte 18,9 %) und 155 S Zinkchloridlösung (Dichte 1,92 g/cm-0 vermischt und verpreßt.60 cm- ^ of the raw lignite described in Comparative Example were extracted in a Soxhlet apparatus 90 ° with an ethanol / benzene mixture (1: 1) at 80 ° C and. The extracted product was air dried for 2 hours or treated with finely divided water vapor at 120 C for about 20 minutes. 40 g of the coal thus treated were ground to a particle size <Ü, 5 mm, with 35 S sawdust (moisture 18.9 %) and 155 S zinc chloride solution (density 1.92 g / cm-0 mixed and pressed.
Die Aktivierung erfolgte wiederum 4 Stunden bei 700° C in einem Schachtofen im Inertgasstrom. Nach der im Beispiel 1 beschriebenen Nachbehandlung wurde ein Aktivierungsprodukt mit folgenden Eigenschaften erhalten:Activation was again carried out for 4 hours at 700 ° C in a shaft furnace in an inert gas stream. After the aftertreatment described in Example 1, an activation product with the following properties was obtained:
Benzenadsorption bei 10 Vol.-% BenzenBenzene adsorption at 10 vol% benzene
(g Benzen/100 ml Aktivkohle) 12,6(g benzene / 100 ml charcoal) 12,6
Jodzahl (mg/J2/g) 715Iodine number (mg / J 2 / g) 715
Methylenblautiter (ml) 14,8Methylene blue titer (ml) 14,8
Melassewert (mg) 580Molasses value (mg) 580
60 ctü der im Vergleichsbeispiel eingesetzten Rohbraunkohle wurden in einer Soxhlet-Apparatur 60 min mit Toluen bei 110° C extrahiert, der Extraktionsrückstand an der Luft getrocknet bzw. mit Wasserdampf behandelt. 50 g der so behandelten Kohle wurden auf eine Korngröße ^: 0,5 mm vermählen, mit 72,3 g Sägemehl (Feuchte60 ctü of crude lignite used in Comparative Example were extracted in a Soxhlet apparatus for 60 min with toluene at 110 ° C, the extraction residue dried in air or treated with steam. 50 g of the coal thus treated were ground to a particle size of 0.5 mm, with 72.3 g of sawdust (moisture
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30,6 %) und 223,5 S Zinkchloridlösung (Dichte 1,92 g/cnr) gemischt und verpreßt.30.6%) and 223.5 S zinc chloride solution (density 1.92 g / cnr) mixed and pressed.
Die Granalien wurden 4 Stunden bei 700° C in einem Schachtofen im Inertgasstrom aktiviert und analog Beispiel 1 nachbehandelt. Die hergestellte Aktivkohle hatte folgende Eigenschaften:The granules were activated for 4 hours at 700 ° C in a shaft furnace in an inert gas stream and post-treated analogously to Example 1. The produced activated carbon had the following properties:
Benzenadsorption bei 10 Vol.-% BenzenBenzene adsorption at 10 vol% benzene
(g Benzen/100 ml Aktivkohle) 14,8(g benzene / 100 ml charcoal) 14.8
Jodzahl (mg J2/g) 835,2Iodine number (mg J 2 / g) 835.2
Methylenblautiter (ml) 18,1Methylene blue titre (ml) 18.1
Melassewert (mg) 420Molasses value (mg) 420
60 cm-5 der im Vergleichsbeispiel eingesetzten Rohbraunkohle wurden in einer Soxhlet-Apparatur 90 min mit einem Aceton/Toluen-Gemisch (1:1) bei 110° C extrahiert und das extrahierte Produkt 2 Stunden an der Luft getrocknet bzw. mit Wasserdampf behandelt. 50 g der so behandelten Kohle wurden auf eine Korngröße «£L 0,5 mm vermählen, mit 62 g Sägemehl (18,9 % Feuchte) und 232 g Zinkchloridlösung (Dichte 1,92 g/cm^) vermischt und verpreßt.60 cm- 5 of the raw lignite coal used in the comparative example were extracted in a Soxhlet apparatus for 90 min with an acetone / toluene mixture (1: 1) at 110 ° C and the extracted product dried in air for 2 hours or treated with steam. 50 g of the coal treated in this way were ground to a particle size of 0.5 mm, mixed with 62 g of sawdust (18.9 % moisture) and 232 g of zinc chloride solution (density 1.92 g / cm 2) and pressed.
Das erhaltene Produkt wurde б Stunden bei 700° C in einem Schachtofen im Inertgasstrom aktiviert. Nach Säure- und Hasser-Wäsche hatte das Aktivat folgende Qualitätsparameter:The resulting product was activated for hours at 700 ° C in a shaft furnace in an inert gas stream. After acid and hate scrubbing, the activity had the following quality parameters:
Benzenadsorption bei 10 Vol.-% BenzenBenzene adsorption at 10 vol% benzene
(g Benzen/100 ml Aktivkohle) 13,5(g benzene / 100 ml activated charcoal) 13.5
Jodzahl (mg J2/g) 771Iodine number (mg J 2 / g) 771
Methylenblautiter (ml) 17,5Methylene blue titer (ml) 17.5
Melassewert (mg) 515Molasses value (mg) 515
Claims (5)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD23800682A DD207183A1 (en) | 1982-03-04 | 1982-03-04 | METHOD FOR PRODUCING WATER AND GAS CLEANING ACTIVATED CARBON BONE CARBON |
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DD207183A1 true DD207183A1 (en) | 1984-02-22 |
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DD23800682A DD207183A1 (en) | 1982-03-04 | 1982-03-04 | METHOD FOR PRODUCING WATER AND GAS CLEANING ACTIVATED CARBON BONE CARBON |
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DD (1) | DD207183A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3834745A1 (en) * | 1988-10-12 | 1990-04-19 | Degussa | PROCESS FOR THE PREPARATION OF ACTIVATED CARBON |
-
1982
- 1982-03-04 DD DD23800682A patent/DD207183A1/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3834745A1 (en) * | 1988-10-12 | 1990-04-19 | Degussa | PROCESS FOR THE PREPARATION OF ACTIVATED CARBON |
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