DD246283A1

DD246283A1 - Verfahren zur herstellung von korn- und pulveraktivkohlen aus rueckstaenden der braunkohlenschwelkoksvergasung

Info

Publication number: DD246283A1
Application number: DD27966185A
Authority: DD
Inventors: Rolf Kuemmel; Friedrich Winkler; Rainer Huschenbett; Dietrich Riedel; Eberhard Schnegula; Rolf Moebius; Joachim Schneider; Siegward Engel
Original assignee: Tech Hochschule C Schorlemmer
Priority date: 1985-08-14
Filing date: 1985-08-14
Publication date: 1987-06-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Korn- und Pulveraktivkohlen aus Rueckstaenden der Braunkohlenschwelkoksvergasung, die zur Reinigung von Wasser und Gasen eingesetzt werden koennen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, aus der sogenannten Winkler-Generatorasche mit minimalem Saeureverbrauch hochwertige Korn- und Pulveraktivkohlen zu erzeugen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass durch eine entsprechende Kombination mechanischer und chemischer Arbeitsstufen (Abschrecken, Sieben, Gasphasenaktivierung, Salzsaeurebehandlung, Neutralwaesche, Trocknung, Nass- bzw. Trockensiebung, Mahlung) eine hochwertige Korn- und Pulveraktivkohle mit insgesamt niedrigen Aufwendungen erhalten wird. Die Erfindung kann in Anlagen, die Braunkohlenkokse vergasen und in denen eine Asche mit mehr als 40% Kohlenstoff anfaellt, sowie in Aktivkohlefabriken, angewandt werden. Das Verfahren ist in Figur 1 technologisch beschrieben. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Korn- und Pulveraktivkohlen aus Rückständen der Braunkohlenschwelkoksvergasung, die zur Reinigung von Wasser und Gasen eingesetzt werden können.

Charakterisierung der bekannten technischen Lösung .

Es ist bekannt, daß bei der Herstellung von Synthesegas aus Braunkohlenkoks kokshaltige Aschen und Stäube (sogenannte Winkleraschen bzw. Winklerstäube) anfallen, die eine relativ große innere Oberfläche besitzen und sich deshalb gut als Adsorptionsmittel eignen. Nachteilig ist aber — vor allem in bezug auf herkömmliche Aktivkohlen — der hohe Aschegehalt und die vergleichsweise niedrige spezifische Oberfläche.

In letzter Zeit wurden verstärkte Anstrengungen unternommen, mit Hilfe unterschiedlicher Methoden den Ascheanteil zu senken. Als Aschebestandteile wurden Quarz, Calciumsulfat, Calciumsulfid, Eisenoxid und Eisensulfid nachgewiesen.

In der DD-PS 21209 wird eine Behandlung der Multiklonstäube von Braunkohlenschwelkoks-Vergasungsanlagen mit Mineralsäuren bzw. wäßrigen Alkalien sowie organischen Lösungsmitteln vorgeschlagen. Die so erzeugten Aktivate sind pulverförmig, ihr Adsorptionsvermögen ist relativ gering. Auch ein anschließender Trocknungsprozeß bei 200 bis 450°C bringt keine entscheidende Verbesserung.

Entsprechend DD-PS 196866 werden Winklerstäube, Winkleraschen oder deren Gemische einer Säurebehandlung unterworfen, mit Wasser gewaschen, anschließend getrocknet und vermählen. Allerdings werden mit dieser Variante auch keine qualitätsgerechten Aktivkohlen erhalten.

In der DD-PS 207 533 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die heißen Winkleraschen direkt nach der Vergasung bei 500...900⁰C mit gasförmigen Aktivierungshilfsmitteln behandelt werden. Nach dieser Aktivierung wird mit Mineralsäure behandelt, mit Wasser neutral gewaschen und getrocknet. Nachteilig ist, daß mit diesem Verfahren keine hochwertige Kornkohle erzeugt werden kann, da keine umfassende Abtrennung von besonders aschehaltigen Fraktionen erfolgt. Der Verbrauch an Mineralsäuren ist außerdem sehr hoch.

In der DD-PS 216703 wird von einem Verfahren ausgegangen, bei dem Winklerasche vor der Aktivierung mit verdünnten bis halbkonzentrierten Mineralsäurelösungen behandelt wird. Durch dieses Verfahren werden zwar säurelösliche Verbindungen aus der Winklerasche entfernt, der hohe Anteil an Silikaten jedoch nicht entscheidend vermindert.

Die DD-PS 218343 beschreibt ein Verfahren, wo Winkleraschen mit einer 2 bis 15%igen wäßrigen Lösung eines oder mehrerer Alkali- und/oder Ammoniumsalze bedüst und anschließend nach bekannten Verfahren aktiviert werden. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die Winkleraschen im abgekühlten, desaktivierten Zustand mit den Aufschlußchemikalien behandelt werden, wodurch es nur unvollkommen gelingt, die mit Silikaten blockierten Makroporen freizulegen. Eine qualitativ hochwertige Aktivkohle kann dadurch nicht erhalten werden.

—Ζ — AtO £.00

Nach'der DD-Anmeldung C 01 B/2654406 wird die heiße Winklerasche mit Wasser oder alkalimetallionenhaltigen Lösungen behandelt, naß gesiebt, im Gegenstrom einer mehrstufigen Wäsche mit Salzsäure und Wasser unterzogen und nochmals klassiert. Mit diesem Verfahren können Kornkohlen erzeugt werden, die über eine mittlere Qualität verfügen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, aus der Winklerasche mit minimalem Säurebedarf eine hochwertige Korn- und Pulveraktivkohle zu erzeugen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus der Asche der Braunkohlenschwelkoksvergasung durch Kombination mechanischer, thermischer und chemischer Arbeitsstufen hochwertige Korn- und Pulveraktivkohlen herzustellen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die 600 bis 900⁰C heiße Generatorasche mit Wasser bzw. wäßrigen Alkalisalz- oder Alkalihydroxidlösungen abgeschreckt, naß gesiebt, einer Gasaktivierung und einer mehrstufigen Salzsäurewäsche unterzogen wird. Anschließend wird mit Alkalilauge neutralisiert, mit Wasser gewaschen und nachmals " .

klassiert. Der Siebüberlauf hat die Eigenschaften einer hochwertigen Kornaktivkohle, während der Siebdurchlauf als spezielles Adsorptionsmittel eingesetzt oder zu Pulverkohle aufgemahlen werden kann.

Durch das Abschrecken werden einerseits vorhandene größere Ascheteilchen gesprengt und zusätzliche äußere Oberflächen freigelegt, andererseits werden silicatische Aschebestandteile teilweise chemisch angegriffen und gelöst. Die Suspension wird nach bekannten Methoden naß gesiebt, um die Fraktion > 0,8 mm zu isolieren, die für die folgende Gasphasenaktivierung sehr gut geeignet ist. Der Siebdurchgang wird v'erworfen bzw. kann als ein billiges Adsorptionsmittel.verwendet werden oder zur Neutralisation der Abwasser der Salzsäurewäsche dienen.

Die Fraktion >0,8mm wird bei Temperaturen von 850 bis 1000^cCbis20 Stunden in Gegenwart von Wasserdampf aktiviert.

Durch diese Arbeitsstufe wird das vorhandene Porensystem in gezielter Weise modifiziert und neue innere Oberflächen geschaffen bzw. freigelegt.

Das aktivierte Material wird in bekannter Weise einer mehrstufigen Salzsäurewäsche (2 bis 18%ige HCI) mit anschließender Neutralisation durch 2 bis 10%ige basische Lösungen und Wasserwäsche unterzogen.

Die so erhaltene Suspension wird erneut naß oder nach einer Trocknung gesiebt. Der Siebüberlauf >D,8 mm kann nach dem Absetzen und/oder Filtrieren aisfeuchte Kornkohle Verwendung finden. EineTrocknung nach bekannten Methoden ist ebenfalls möglich. In diesem Falle kann die 2. Naßsiebung entfallen, hier sollte das trockene Material fraktioniert werden.

Der Siebdurchlauf der 2. Naßsiebung kann als spezielles Adsorptionsmittel verwendet werden. Das technologische Prinzip ist aus Figur 1 ersichtlich.

Wird dagegen das nach der Neutralwäsche erhaltene Aktivat getrocknet, so kann nach der anschließenden Trockensiebung eine trockene Kornkohle und ein spezielles Adsorptionsmittel erhalten werden, das entweder für ausgewählte Aufgaben eingesetzt oder zu Pulverkohle aufgemahlen werden kann. Es ist auch möglich, das gesamte trockene Aktivat zu Pulverkohle zu vermählen.

Die Figur 2 enthält die wesentlichen technologischen Schritte.

In den folgenden Ausführungsbeispielen wird die erfindungsgemäße Arbeitsweise näher.erläutert.

Beispiel 1

1,0t Winkler-Generatorasche werden dem Generator entnommen, mit Wasser abgeschreckt und naß bzw. trocken gesiebt. Im Falle der Naßsiebung werden 0,7t Produkt >0,8mm erhalten, die durch Filtrieren oder Zentrifugieren vom anhaftenden Wasser (ursprünglich 45%) weitgehend befreit werden. Wird das Abschrecken mit geringen Wassermengen durchgeführt, fällt nach der Siebung 0,4t nahezu trockenes Material >0,8mm an.

Die folgende Aktivierung wird im Rollofen bei 850°C unter Zugabe von 250 ml H₂O/Stunde12 Stunden vorgenommen. Nachdem Abschrecken mit Wasser wird das Aktivat in bekannter Weise einer mehrstufigen Salzsäurewäsche unterzogen. Anschließend wird mit Natronlauge neutralisiert und mit Wasser gewaschen. Es werden 320 kg Produkt auf Trockensubstanz bezogen erhalten. Die anschließende Naßsiebung ergibt 300kg Kornaktivkohle >0,8mm und 20kg Adsorptionsmittel <0,8mm (bezogen auf Trockensubstanz). Die Kornaktivkohle wird durch folgende Parameter charakterisiert:

Parameter	_	erfindungsgemäße	Kornaktivkohle
Phenoladsorption Ci,o (nig/I)	Kornaktivkohle	nach TGL43 305
Jodzahl (mg/g)	90	100
Methylenblautiter (ml)	710	600
Abrieb (%)	12,5	—
Aschegehalt (%)	0,5	4,0
17,5	20,0

Der nachstehende Wert charakterisiert das Adsorptionsmittel (bezogen auf Trockensubstanz): Jodzahl (mg/g) 690

Beispiel 2

11 Winkler-Generatorasche wird bis zur Neutralwäsche analog Beispiel 1 behandelt. Das mit Wasser gewaschene feuchte Produkt wird filtriert bzw. zentrifugiert und anschließend nach bekannten Methoden getrocknet. Die Trockensiebung ergibt 300kg trockene Kornaktivkohle >0,8mm mit den gleichen Gütewerten wie im I.Beispiel. Der Siebdurchgang (20kg) <0,8mm kann als trockenes Adsorptionsmittel bzw. nach einer Mahlung als Pulverkohle Verwendung finden. Es werden die im 1. Beispiel aufgeführten Qualitätswerte erreicht.

Beispiel 3

1t Winkler-Generatorasche wird bis zur Trocknung wie im Beispiel 2 dargelegt behandelt. Nach dieser Verfahrensstufe wird das Aktivat gemahlen. Es werden 320kg Pulverkohle gewonnen, die durch folgende Parameter beschrieben wird:

Jodzahl (mg/g) 700

Methylenblau-

titer(ml) 13,5

Äschegehalt (%) 18,0

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Korn- und Pulveraktivkohle aus den Rückständen der Braunkohlenschv aikoksvergasung, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine kombinierte Anwendung von Klassierung, Aktiviaiüng, Saizsäurebehandlung, Neutralwäsche, erneuter Klassierung und Zerkleinerung eine hochwertige Korn- und Pulveraktivkohle mit vergleichsweise niedrigen Kosten" erzeugt wird.

2. Verfahren nach Punkt 1., dadurch gekennzeichnet, daß die heißen Winkler-Generatoraschen mit Wasser bzw. wäßrigen Alkalisalz-oder Alkalihydroxidlösungen intensiv vermischt werden.

3. Verfahren nach Punkt 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension bzw. das abgeschreckte trockene Produkt nach bekannten Methoden naß bzw. trocken gesiebt wird, wobei die Fraktion < 0,8 mm verworfen wird oder zur Neutralisation des Abwassers der Salzsäurewäsche dient.

4. Verfahren nach Punkt 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß das nach Punkt 3. erhaltene Material > 0,8 mm bei 800 bis 1000°C . 5 bis 20 Stunden vorzugsweise 10 bis 15 Stunden mit Wasserdampf aktiviert wird.

5. Verfahren nach Punkt 1. bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivat einer mehrstufigen Behandlung mit 2 bis 18%iger Salzsäureim Gegenstrom und anschließender Neutralwäsche mit wäßrigen 2 bis 10%igen basischen Lösungen und Wasser unterzogen wird. .

6. Verfahren nach Punkt 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene Aktivat naß gesiebt wird, wobei der Siebüberlauf > 0,8mm nach dem Absetzen als feuchte Kornkohle eingesetzt werden kann, während der Siebdurchgang < 0,8 mm als spezielles Adsorptionsmittel dient.

7. .Verfahren nach Punkt 1. bis 5., dadurch gekennzeichnet, daß das nach Punkt 5. gewonnene Aktivat nach bekannten Methoden getrocknet und gesiebt wird; die Fraktion > 0,8 mm ist die trockene Kornaktivkohle, während der Siebdurchgang < 0,8 mm als trockenes spezielles Adsorptionsmittel bzw. nach einer Mahlung als Pulveraktivkohle verwendet werden kann.

8. Verfahren nach Punkt 1. bis 5., dadurch gekennzeichnet, daß das nach Punkt 5. erhaltene Material nach.bekannten Methoden getrocknet und gemahlen wird, um eine Pulveraktivkohle herzustellen:

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen