DD226275A1

DD226275A1 - METHOD FOR PRODUCING WATER CLEANING ACTIVATED CARBONS FROM BROWN COAL HIGH TEMPERATURE COKE

Info

Publication number: DD226275A1
Application number: DD84264988A
Authority: DD
Inventors: Rolf Kuemmel; Friedrich Winkler; Rainer Huschenbett; Dietrich Riedel; Eberhard Schnegula
Original assignee: Th Carl Schorlemmer
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1985-08-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Korn- und Pulveraktivkohlen aus Braunkohlenhochtemperaturkoks, die zur Wasserreinigung eingesetzt werden koennen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, Braunkohlentemperaturkoks vor der Aktivierung so zu behandeln, dass bei hoher Raum-Zeit-Ausbeute eine Aktivkohle mit grosser Adsorptionskapazitaet fuer Wasserinhaltsstoffe entsteht. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass der Braunkohlenhochtemperaturkoks vor der Aktivierung mit Kalium- und/oder Natriumhydroxid behandelt wird. Das Aktivierungshilfsmittel kann als 5 bis 15%ige waessrige Loesung oder in fester Form mit einer Konzentration von 0,5 bis 3% bezogen auf den trockenen Einsatzstoff eingesetzt werden. Die Erfindung kann in den Anlagen, die Korn- und Pulveraktivkohle aus Koksen oder vorverkokten Kohlenstofftraegern durch Gasaktivierung herstellen, angewandt werden.The invention relates to a process for the preparation of grain and powder activated carbons from brown coal high-temperature coke, which can be used for water purification. The object of the invention is to treat brown coal temperature coke before activation in such a way that, with a high space-time yield, an activated carbon having a high adsorption capacity for water constituents is formed. The object is achieved by treating the lignite high-temperature coke with potassium and / or sodium hydroxide before activation. The activating agent can be used as a 5 to 15% aqueous solution or in solid form at a concentration of 0.5 to 3% based on the dry feedstock. The invention can be used in plants producing activated carbon and activated carbon from cokes or pre-carbonated carbon carriers by gas activation.

Description

Title of the invention

Verfahren zur Herstellung von Wasserreinigungsaktivkohlen aus BraunkohlenhochtemperaturkoksProcess for the preparation of water purification activated carbons from lignite high temperature coke

Field of application of the invention

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pulver- und Kornaktivkohlen aus Braunkohlenhochtemperaturkoks, die zur Wasserreinigung eingesetzt werden können.The invention relates to a process for the preparation of powder and grain activated carbon from brown coal high temperature coke, which can be used for water purification.

Characterization of the known technical solutions

Es ist bekannt, Aktivkohlen zur Wasserreinigung durch Aktivierung von Braunkohlenhochtemperaturkoksen mit gasförmigen, sauerstoffhaltigen Oxydationsmitteln herzustellen.It is known to produce activated carbon for water purification by activation of lignite high-temperature coke with gaseous, oxygen-containing oxidants.

Durch die Aktivierung soll eine Aktivkohle erhalten werden, die bei großer Baum-Zeit-Ausbeute eine derartige Porenstruktur besitzt, daß die zu entfernenden Wasserinhaltsstoffe in kurzer Kontaktzeit adsorbiert werden.By activating an activated carbon is to be obtained, which has such a pore structure at high tree-time yield that the water constituents to be removed are adsorbed in a short contact time.

lach der DD-PS 138 012 wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem BHT-Koks unter 15 mm Korngröße mit Wasserdampf aktiviertAccording to DD-PS 138 012, a method is proposed in which activated BHT coke under 15 mm grain size with water vapor

wird. Eine effektive Raum-Zeit-Ausbeute wird durch, die langen Aktivierungszeiten von 25 "bis 35 Ii nicht erreicht.becomes. An effective space-time yield is not achieved by, the long activation times of 25 "to 35 li.

Die DD-PS 138 013 beschreibt ein Verfahren, bei dem zum BHT- Koks 1 bis 5 % Alkali- oder Erdalkalicarbonat gegeben wird. Dadurch soll das Porenvolumen im Mikroporenbereich erweitert werden.DD-PS 138 013 describes a method in which the BHT coke 1 to 5% alkali or alkaline earth metal carbonate is added. This is intended to expand the pore volume in the microporous area.

In dem Patent C 01 B/255 174-6 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem durch eine Vorbehandlung mit wäßrigen Schwermetallsalzlösungen lediglich das Mesoporensystem von Aktivkohlen zur schnelleren Adsorption höhermolekularer Stoffe stärker ausgeprägt wird.In the patent C 01 B / 255 174-6 a method is described in which by pretreatment with aqueous heavy metal salt solutions only the mesoporous system of activated carbons for faster adsorption of higher molecular weight substances is more pronounced.

nachteilig bei den bekannten technischen Lösungen ist, daß durch die Vorbehandlung entweder nur das Mikro- oder Mesoporensystem beeinflußt wird und daß nur relativ niedrige Raum-Zeit-Ausbeuten erzielt werden.A disadvantage of the known technical solutions that either only the micro or Mesoporensystem is affected by the pretreatment and that only relatively low space-time yields can be achieved.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, Braunkohlenhochtemperaturkoks vor dem Aktivierungsprozeß so zu behandeln, daß bei hoher Raum-Zeit-Ausbeute eine Aktivkohle mit großer Adsorptionskapazität für Wasserinhaltsstoffe und einem günstigen Verhältnis von Mikro- zu Mesoporen erhalten wird.The aim of the invention is to treat lignite Hochtemperaturkoks before the activation process so that at high space-time yield an activated carbon with high adsorption capacity for water constituents and a favorable ratio of micro to mesopores is obtained.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem BHT-Koks so vorbehandelt wird, daß bei gleicher oder höherer Raum-Zeit-Ausbeute die Adsorptionsleistung des aktivierten Produktes gesteigert wird.The invention has for its object to develop a method in which BHT coke is pretreated so that at the same or higher space-time yield, the adsorption of the activated product is increased.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Braunkohlenhochtemperaturkoks vor der Aktivierung mit 0,5 bis 3 % Alkalihydroxid oder einer 5 bis 15 %igen Alkalilaugelösung behandelt, intensiv gemischt und anschließend nach bekannten Verfahren aktiviert wird. Die KOH-oder JTaOH-MoIekeln dringen aufgrund ihrer geringeren Molekelradien undAccording to the invention, this object is achieved in that the lignite Hochtemperaturkoks treated before activation with 0.5 to 3 % alkali hydroxide or a 5 to 15% alkali solution, mixed thoroughly and then activated by known methods. The KOH or JTaOH moieties penetrate because of their lower molecular radii and

des niedrigeren Schmelzpunktes unzersetzt tiefer in das latente Porensystem des BHT-Kokses ein als die üblicherweise verwendeten Carbonatmolekeln und erhöhen den katalytischen Effekt der Teilvergasungsreaktion am Kohlenstoff.of the lower melting point decomposes more deeply into the latent pore system of the BHT coke than the commonly used carbonate molecules and increases the catalytic effect of the partial gasification reaction on the carbon.

Die Aktivatfraktion ^1,0 mm wird nach der Aktivierung zu Pulverkohle aufgemahlen und die Fraktion ^ 1,0 mm als Kornkohle verwendet.The activating fraction 1,0 1.0 mm is ground to powdered coal after activation and the fraction 1,0 1.0 mm is used as the charcoal.

embodiment

Die Erfindung wird nachfolgend an drei Beispielen erläutert.The invention will be explained below with reference to three examples.

Comparative Example 1

100 g BHT-Koks der Korngröße 2,0 bis 5,0 mm werden bei 950° C 6,5 Stunden bei einem Wasserdampfpartialdruck von 62,8 kPa in einer Inertgasatmosphäre aktiviert, ITach der Aktivierung werden folgende Ergebnisse erhalten:100 g of BHT coke of particle size 2.0 to 5.0 mm are activated at 950 ° C. for 6.5 hours at a water vapor partial pressure of 62.8 kPa in an inert gas atmosphere. After activation, the following results are obtained:

Masseverlust (g C/g C-. _o„ . h) 8,6 . 10~² nach Säure- und Neutralwasche:Mass loss (g C / g C- _o "h) 8,6. 10 ~ ² after acid and neutral wash:

Jodzahl (mg/g) 480Iodine number (mg / g) 480

Hethylenblautiter (ml) 10,3Hethylenblautiter (ml) 10.3

Melassewert (mg) 760Molasses value (mg) 760

Comparative Example 2

100 g BHT-Koks der Korngröße 2,0 bis 5,0 mm werden bei Raumtemperatur mit 200 ml 10 %iger IL^CO^-LÖsung vermischt und intensiv verrührt. Das so behandelte Produkt wird an der Luft getrocknet und bei 950° C 6,5 Stunden bei einem Wasserdampf partialdruck von 62,8 kPa in einer Inertgasatmosphäre aktiviert. Danach wurden folgende Ergebnisse erhalten:100 g of BHT coke of grain size 2.0 to 5.0 mm are mixed at room temperature with 200 ml of 10% IL ^ CO ^ solution and stirred vigorously. The product thus treated is dried in air and activated at 950 ° C for 6.5 hours at a water vapor partial pressure of 62.8 kPa in an inert gas atmosphere. Thereafter, the following results were obtained:

Masseverlust (g C/g C-, _±nßailg . h) 8,7 . 10~² nach Säure- und Ueutralwäsche: Jodzahl (mg/g) 510 _Mass loss (g C / g C, _{± nβailg} h) 8,7. 10 ~ ² after acid and neutral washing: iodine value (mg / g) 510

Methylenblautiter (ml) 10,9Methylene blue titer (ml) 10,9

Melassewert (mg) 700Molasses value (mg) 700

Comparative Example 3

550 kg BHT-Koks der Korngröße 0 bis 7 mm werden mit 5,5 kg K₂CO, intensiv vermischt und in einem Rollofen bei 1010° C unter Zugabe von 10 l/h Wasser als Wasserdampf in einem Generatorgas-luft-Gemisch im Verhältnis 0,43 : 1 aktiviert». Bs wurden folgende Aktivierungsergebnisse erzielt:550 kg BHT coke of grain size 0 to 7 mm are thoroughly mixed with 5.5 kg K ₂ CO and in a rolling furnace at 1010 ° C with the addition of 10 l / h of water as water vapor in a gas generator-air mixture in proportion 0.43: 1 activated ». The following activation results were achieved for Bs:

Aktivierungszeit (h) 16Activation time (h) 16

Jodsahi (mg/g) 575Iodsahi (mg / g) 575

Hethylenbläutiter (ml) 9,9Ethylene titer (ml) 9,9

Melassewert (mg) 705Molasses value (mg) 705

Phenoladsorption (C, ~ (mg/1)) 93Phenol adsorption (C, ~ (mg / l)) 93

Example 1 (according to the invention)

100 g BHT-Koks der Korngröße 2,0 bis 5,0 mm werden bei Raumtemperatur mit 200 ml 10 %iger KOH-Lösung vermischt und intensiv verrührt. Das so behandelte Produkt wird an der luft getrocknet und bei 950° C 5 Stunden in einer Inertgasatmosphare aktiviert« Bs wurden folgende Ergebnisse erzielt;100 g BHT coke of grain size 2.0 to 5.0 mm are mixed at room temperature with 200 ml of 10% KOH solution and stirred vigorously. The product thus treated is dried in air and activated at 950 ° C for 5 hours in an inert gas atmosphere. The following results were obtained for Bs;

Masseverlust (g C/g C_Siagang . k) 9,8 . 10~² nach Säure- und Ueutralwäsche: _Mass loss (g C / g C _Siagang . K) 9,8. 10 ~ ² after acid and neutral washing:

Jodzahl (mg/g) - 625Iodine number (mg / g) - 625

Methylenblautiter (ml) 13,4Methylene blue titre (ml) 13.4

Helassewert (mg) ' 510Helium value (mg) '510

Example 2 (according to the invention)

100 g BHT-Koks der Korngröße 2,0 bis 5,0 mm werden bei Raumtemperatur- mit 200 ml 10 %iger HaOH-Lösung vermischt und intensiv verrührt. Das so behandelte- Produkt wird an der Luft getrocknet und bei 950° G 5 Stunden in einer Inertgasatmosphäre aktiviert. Häch der Aktivierung wurden.folgende Ergebnisse erhalten:100 g BHT coke of grain size 2.0 to 5.0 mm are mixed at room temperature with 200 ml of 10% HaOH solution and stirred vigorously. The thus treated product is air dried and activated at 950 ° G for 5 hours in an inert gas atmosphere. After activation, the following results were obtained:

Masseverlust (g C/g C₃₁ . h) 1,02 . 10"¹ nach Säure- und Heutralwäsche:Mass loss (g C / g C ₃₁ h) 1,02. 10 " ¹ after acid and neutral washing:

Jodzahl (mg/g) - 694Iodine value (mg / g) - 694

Methylenblautiter (ml) 14,9Methylene blue titer (ml) 14,9

Melassewert (mg) 46OMolasses value (mg) 46O

- 5 Beispiel 3 (erfindungsgemäß) - Example 3 (according to the invention)

550 kg BHT-Koks der Korngröße 0 bis 7 mm werden mit 5,5 kg KOH intensiv vermischt und in einem Rollofen bei 1010° C unter Zugabe von 10 l/h V/asser als Wasserdampf in einem Generatorgas-Luft-Gemisch im Verhältnis 0,43 : 1 aktiviert. Hach der Aktivierung wurden folgende Ergebnisse erzielt:550 kg BHT coke of grain size 0 to 7 mm are thoroughly mixed with 5.5 kg of KOH and in a rolling furnace at 1010 ° C with the addition of 10 l / h V / asser as water vapor in a generator gas-air mixture in the ratio 0 , 43: 1 activated. After activation, the following results were achieved:

Aktivierungszeit (h) 14Activation time (h) 14

Jodzahl (mg/g) · 677 Methylenblautiter (ml) 14,3Iodine value (mg / g) · 677 methylene blue titer (ml) 14.3

Melassewert (mg) 480Molasses value (mg) 480

Phenoladsorption (C- q) 77Phenol adsorption (C-q) 77

Claims

Srfindungsanspruch

1. A process for the production of activated carbon from lignite coal coke by activation of this coke with steam, characterized in that the lignite Hochtemperaturkoks before activation with potassium or sodium hydroxide "is treated.

2. The method according to item 1, characterized in that the pretreatment is carried out with aqueous solutions of these hydroxides or with the solid products.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that 5 to 15% aqueous solutions or 0.5 to 3 % of the solid hydroxides, based on the dry feedstock used.

4. The method according to item 1, characterized in that the activating fraction K 1.0 mm after activation processed into powdered coal and the fraction> 1.0 m is used as the grain carbon.