DD283280A7 - Verfahren zur herstellung geformter aktivkohle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geformter Aktivkohle hoher mechanischer Festigkeit. Ausgangsstoffe sind verfahrensbedingt anfallender Abrieb bei den verschiedenen Prozessen der Form- oder Kornaktivkohleherstellung, aktive Abprodukte der Kohlechemie, ausgebrauchte Entfaerbungskohlen der verschiedenen Anwendungsgebiete und beladene Pulverkohlen der Wassereinigungsprozesse. Nach dem erfindungsgemaeszen Verfahren erfolgt die Einbindung des aktiven Materials in silikatische Materialien und/oder Tonerden. Stabile Formlinge werden ohne Anwendung von Bindemitteln durch innige Vermischung der feinvermahlenen Komponenten, anschlieszendes Maischen mit Wasser, Verformung bei 5 bis 20 MPa, Trocknen und Carbonisieren bei langsamer Temperaturerhoehung auf 450C, Sinterung und Gaskuehlung erhalten. Die thermische Behandlung wird unter sauerstoffarmem Rauchgas vorgenommen. Die Sorptionseigenschaften werden durch die Mischungsverhaeltnisse beeinfluszt.{Aktivkohle; Sorptionseigenschaft; Herstellung; Abprodukte; Abrieb; Pulverkohle}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren iur Herstellung geformter Aktivkohle hoher mechanischer Festigkeit unter Verwendung des verfahrensbedingt anfallenden Abriebes bei der Produktion von Kornkohle und/oder bei industriellen Prozessen anfallender aktiver Aschen- oder Stäube und/oder ausgebrauchter Entfärbungskohlen, z. B. der stärkeverarbeitenden Industrie oder ausgebrachter Pulverkohlen der Wasserreinigungsprozesse.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das Problem der Verwendung verfahrensbedingt anfallenden Abriebes bei den verschiedenen Prozessen der Form- oder Kornaktivkohleherstellung unter dem Aspekt der möglichst vollständigen Nutzung des eingesetzten Kohlenstoff materials für das gewünschte Endprodukt, findet aufgrund zunehmender Rohstoffverknappung und der Notwendigkeit, bekannte Grundverfahren hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit zu optimieren, weltweit Beachtung.

Immer größeres Interesse finden auch Verfahren, die eine Nutzung aktiven Kohlenstoffmaterials mit minderer Qualität, wie es als Abprodukt bei industrieller Prozessen l-.B. der Synthesegaserzeugung nach dem Winklerprozeß anfällt, anstreben (GP-PS 196866) oder solche verfahrenstechnischen Lösungen, die darauf abzielen, schwer beherrschbare und teure Regenerierungsprozesse zu vermeiden.

In der JP-PS 58110412 wird ein Verfahren beschrieben, wie sogenannte Abfallpulveraktivkohle durch Mischen mit Bentonit und anorganischen Bindemitteln nach anschließender Verformung und Calcinierung einen gezielten Einsatz als Form- oder Kornkohle finden kann. Infolge des Einsatzes von Bindemitteln anorganischer Natur resultiert ein Produkt, das durch den Verdünnungseffekt und durch Porenverschluß eine weit geringere Aktivität aufweist als das Originaluktivat. Dieser Effekt wird noch durch die Anwendung hoher Verformungsdrücke unterstützt. Diese Drücke sind notwendig, da durch die Calcinierung allein keine hohe Formstabilität erreicht wird.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, den bei der Herstellung von Form- oder Kornaktivkohlen verfahrensbedingt anfallenden Abrieb oder aktive Aschen und Stäube oder ausgebrauchte Pulverkohlen so zu nutzen, daß nach einem einfachen, leicht beherrschbaren Prozeß mit hohem ökonomischen Effekt und unter Erroichen eines hohen Veredlungsgrades eine Form- oder Kornkohle hergestellt werden kann, die für die verschiedensten Anwendungsgebiete einsetzbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, nach dem aktive, pulvrige technologische Abprodukte der Aktivkohleherstellung oder aktive, pulvrige Abprodukte der Kohlechemie mit beispielsweise hohem Aschegehalt oder ausgebrauchte Pulverkohle unterschiedlichster Provenienzen ohne übliche Zugabe von Bindemitteln zu Formaktivkohle verarbeitet und gegebenenfalls einer Regenerierung unterzogen werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe so gelöst, daß das trockene in Pulverform oder als feuchter Schlamm vorliegende Produkt mit feinvermahlenen Toluen und/oder Tonerden innig vermischt, unter Wasserzugabe zu einer formbaren Masse verknetet, bei 6 bis 20MPa verpreßt, unter sauerstoffarmem Rauchgas bei gleichmäßigem Temperaturanstieg bis zur Carbonisierungstemperatur erhitzt, unter weiterer Temperaturerhöhung gesintert und anschließend gasgekühlt wird. Das Mischungsverhältnis Kohlenstoff komponente zu Ton und/oder Tonerde beträgt maximal 8:2.

Die Sintertemperatur beträgt in Abhängigkeit von der Provenienz des Tones oder der Tonerde und des Mischungsverhältnisses bei einem Mehrkomponentensystem 800 bis 1100⁰C. Das Hinzufügen von Wasser ermöglicht nicht nur die Herstellung einer verformbaren Masse, sondern verhindert gleichzeitig durch Auffüllen des Porenvolumens in diesem Verfahrensschritt ein Eindringen von Fremdsubstanzen und damit eine Verringerung des Adsorptionspotentials. Durch die Wasserzugabe wird eine hohe Geschmeidigkeit der Maische erzielt und damit die Glätte und Regelmäßigkeit der erhaltenen Formlinge beeinflußt. Diese Eigenschafton bleiben erhalten, wenn die Temperaturerhöhung während des Trocknungsprozesses bzw. - das trifft insbesondere bei Einsatz beladener Kohlen oder ungewaschener Abprodukte des Winklerprozesses zu - bis 45O⁰C mit einer Geschwindigkeit von 6 bis 10K · min'¹, vorzugsweise 7,BK · min'¹, aufgeheizt wird. Die Sorptionseigenschaften sind durch Veränderung des Mischlingsverhältnisses steuerbar. Bemerkenswert ist, daß die Methylenblausorption bis zu 50 Ma.-% Zugabe an Tonsubstanz gegenüber dem Originalprodukt praktisch unverändert bleibt. Phenol- und Jodsorption erreichen Werte, die bis 150 mg/g aktive Substanz über den entsprechend Mischung jpegel zu erwartenden Werten liegen. Diese Sorptionswerte sind durch Zugabe von Tonerden zu optimieren.

AusfOhrungsbelsplelo Beispiel 1

400g Ton wurden mit 600g Aktivkohle der Sortenbezuichnung KO mit don Kenndaten

Methylenblautiter: ml/100 mg 11,8 Jodsorption: mg/g 641 Aschegehalt: % 11,2 Phenolsorption C₁₀: mg/1 95

in einen Kneter eingebracht, mit 550ml Wasser versetzt und 30min geknetet. Es wurde eine geschmeidige preßfähigo Maische erhalten, die anschließend bei einem Preßdruck von 17MPa unter Anwendung einer Lochmatrize mit 2,2 mm Durchmesser zu glatten, sehr festen Formungen verpreßt wurde.

Die erhaltenen Formlinge wurden in ein Reaktionsrohr gegeben, das in einen indirekt beheizbaren Labordrehrohrofen

eingebracht wurde. Unter sauerstoffarmem Rauchgas wurde getrocknet, mit einer Geschwindigkeit yon 10K

aufgeheizt und nach weiterer Erwärmung auf 900⁰C 10min gesintert. Die Abkühlung erfolgte durch Überleiten von Stickstoff.

Das erhaltene Produkt ist durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet:

Methylenblautiter:	ml/100 mg	11,8
Jodsorption:	ml/g	420
Phenolsorption C1|0:	mg/l	120
Rütteldichte:	g/ml	0,59
Abrieb:	%	0,9

Beispiel 2 Unter Einhaltung des Mischungsverhältnisses (bezogen auf Trockensubstanz) von Ton !Aktivkohle — 3:7 wurde entsprechend Beispiel 1 verfahren. Die eingearbeitete Aktivkohle besaß folgende Ausgangswerte: Methylenblautiter: ml/100 mg 10,5 Jodsorption: mg/g 547 Aschegehalt: % 11,8 Phenolsorption C₁₀: mg/1 115 Es wurde ein Endprodukt folgender Qualität erhalten: Methylenblautiter: ml/100mg 11,0 Jodsorption: mg/g 502 Phenolsorption Ci,₀: mg/1 140

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung geformterAktivkohle unter Verwendung pulverförmiger technologischer Abprodukte der Aktivkohleherstellung und/oder Abprodukte der Kohlechemie odor ausgebrauchter Pulveraktivkohle, dadurch gekennzeichnet, daß das trockene in Pulverform oder als feuchter Schlamm vorliegende Produkt mit feinvermahlenen Tonen und/oder Tonerden innig vermischt, unter Wasserzugabe zu einer formbaren Masse verknetet, verpreßt, unter sauerstoffarmem Rauchgas und gleichmäßigem Temperaturanstieg getrocknet und carbonisiert, auf Sintertemperatur erhitzt und anschli«? lend gasgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis Kohlenstoff komponente zu Ton und/oder Tonerde maximal 8:2 beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruck 5 bis 20 MPa beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bis zur Carbonisierungstemperatur mit einer Geschwindigkeit von 6 bis 10K · min"¹, vorzugsweise 7,5K · min"¹ aufgeheizt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sintertemperatur in Abhängigkeit von der Provenienz des Tones oder der Tonerde und in Abhängigkeit vom Mischungsverhältnis bei einem Mehrkomponentensystem 800 bis 1100⁰C beträgt.