DE1134059B - Verfahren zur Aktivierung kohlenstoffhaltiger Materialien in der Wirbelschicht - Google Patents

Verfahren zur Aktivierung kohlenstoffhaltiger Materialien in der Wirbelschicht

Info

Publication number
DE1134059B
DE1134059B DEB45743A DEB0045743A DE1134059B DE 1134059 B DE1134059 B DE 1134059B DE B45743 A DEB45743 A DE B45743A DE B0045743 A DEB0045743 A DE B0045743A DE 1134059 B DE1134059 B DE 1134059B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
steam
fluidized bed
propellant gas
combustion chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEB45743A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Dr Dietrich George
Dr Otto Grosskinsky
Dr Joachim Karweil
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bergwerksverband GmbH
Original Assignee
Bergwerksverband GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bergwerksverband GmbH filed Critical Bergwerksverband GmbH
Priority to DEB45743A priority Critical patent/DE1134059B/de
Publication of DE1134059B publication Critical patent/DE1134059B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30Active carbon
    • C01B32/312Preparation
    • C01B32/336Preparation characterised by gaseous activating agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30Active carbon
    • C01B32/354After-treatment
    • C01B32/384Granulation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

  • Verfahren zur Aktivierung kohlenstoffhaltiger Materialien in der Wirbelschicht Zur Erzeugung von Aktivkohle wird bekanntlich kohlenstoffhaltiges Material mit Wasserdampf, Kohlensäure usw. einzeln oder im Gemisch mit anderen Aktivierungsgasen bei Temperaturen von 800 bis 1000°C behandelt. Als wohlfeiles Aktivierungsmittel wird hierbei hauptsächlich Wasserdampf, und zwar in relativ hohen Konzentrationen, angewandt. Man hat sich auch schon bemüht, die Aktivierung von kohlenstoffhaltigen Stoffen in der Wibelschicht vorzunehmen, um durch den guten Wärme- und Stoffaustausch bei der Behandlung von feinkörnigem Gut in der Wirbelschicht zu größeren Reaktionsgeschwindigkeiten zu kommen. Es hat sich aber gezeigt, daß die auf diese Weise hergestellte Aktivkohle sehr weich und damit wenig abriebfest ist. Diese Produkte mögen wegen ihrer guten Mahlbarkeit für bestimmte Zwecke sehr gut geeignet sein, z. B. für die Herstellung von Entfärbungskohle.
  • Es war aber bisher nicht möglich, in der Wirbelschicht eine stückige Aktivkohle herzustellen, die für die Gasadsorption verwendbar ist. Insbesondere gilt dies für Aktivkohlen für die verschiedenartigen Gastrennverfahren mit wanderndem Adsorptionsmittel, an die naturgemäß wegen des ständigen Umlaufs extrem hohe Anforderungen hinsichtlich der Abriebfestigkeit gestellt werden.
  • Es wurde nun gefunden, daß man auch in der Wirbelschicht abriebfeste, stückige Produkte herstellen kann, wenn man im Gegensatz zu den bekannten Verfahren die Wasserdampfkonzentration weitgehend reduziert, und zwar soll durch die Zugabe des Wassers zum Treibgas ein Wassergehalt von 0,65 kg Dampf/Ncbm Treibgas, vorzugsweise 0,60 kg/Ncbm Treibgas, nicht überschritten werden. Hierbei wird unter Dampf die Summe aus Zusatzdampf und dem bei der Verbrennung gebildeten Wasserdampf, unter Treibgas die übrigen zur Aufrechterhaltung des Wirbelbettes einzuleitenden Gase, wie z. B. N2, CO2, CO, H2 usw., verstanden.
  • Nach einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Güte der Aktivkohle noch weiter gesteigert, wenn man eine neutrale, besser aber eine reduzierende Atmosphäre im Wirbelschichtreaktor einhält.
  • Unter normalen Verhältnissen läßt sich die erfindungsgemäße Wasserdampfkonzentration nur einhalten, wenn ein Gas mit geringem Heizwert als Brenngas bzw. Treibgas eingesetzt wird. Schwachgas steht aber in den wenigsten Fällen zur Verfügung. Demgegenüber reicht bei Verwendung von in der Regel zur Verfügung stehenden Gasen mit hohem Heizwert, im Koksofengas die erfindungsgemäß zugesetzte geringe Dampfmenge nicht aus, um die Eintrittstemperatur am Boden des Wirbelbettes auf eine Temperatur von 800 bis 1000"C zu senken, falls, wie erwünscht, ein stöchiometrisches Gasluftgemisch oder ein solches mit geringem Sauerstoffüber- oder -unterschuß in den Aktivierungsofen eingeführt wird.
  • Die einfachste Lösung besteht darin, daß man den Verbrennungsraum kühlt, z. B. dadurch, daß er nicht isoliert wird. Ein solches Verfahren ist aber nicht wirtschaftlich. Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher durch Einspritzen von Wasser an Stelle von Wasserdampf in den Verbrennungsraum die Temperatur gesenkt, ohne daß die oben angegebenen Dampfkonzentrationen überschritten werden.
  • Die erfindungsgemäße Verdünnung der sonst üblichen Wasserdampfkonzentration wird in jedem Fall erreicht, wenn man zur Abführung der Uberschußwärme ein Aggregat zur Dampferzeugung in den Verbrennungsraum einbaut. Damit kann der Eigenbedarf an Zusatzdampf gedeckt und auch Dampf für anderweitige Zwecke produziert werden. Auch ist es möglich, die Abwärme des Reaktors auszunutzen und ein Aggregat zur Dampferzeugung in den Abgasstrom einzubauen.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zur Einstellung der Dampfkonzentration auf den erforderlichen Wert ein Teil des Abgases mit Hilfe eines Injektors in die Brennkammer zurückgeführt wird. Als Treibmittel benutzt man das Brenngas, die Luft oder am besten den Zusatzdampf. Man kann natürlich auch Abgase einer anderen Feuerung einsetzen, vorausgesetzt, daß sie den Anforderungen entsprechen. Durch Rückführung der Abgase in die Brennkammer verringert sich die Zufuhr von Heizgas, und damit vermindert sich die Gefahr einer Überhitzung des Ofens.
  • Ein zu weitgehender Verzicht auf die Zufuhr von Heizgas erschwert jedoch eine solche Steuerung des Aktivierungsprozesses und ist daher zu vermeiden.
  • Besonders günstig wirkt sich das Verfahren im Sinne der Erfindung bei der Herstellung von Aktivkohle aus mit Luft voroxydierten Steinkohlen aus.
  • Unter mit Luft voroxydierter Steinkohle - kurz Oxykohle genannt - werden im Sinne des erfindung gemäßen Verfahrens Steinkohlen verstanden, die mit Luft oder sonstigen sauerstoffhaltigen Gasen bis zu einer Steigerung des Sauerstoffgehaltes der Kohle um wenigstens etwa 40/, behandelt wurden. Hierzu wird die Ausgangskohle mit einer Korngröße von unter 0,2, vorzugsweise unter 0,1 mm, wenigstens 4 Stunden in der Drehtrommel oder wenigstens 1 Stunde in der Wirbelschicht bei etwa 200 bis 300"C mit einem lebhaften Luftstrom behandelt, so daß im Abgas des Reaktors stets noch Sauerstoff in merklichen Mengen nachzuweisen ist. Die aus Oxykohle unter Verwendung von Pech hergestellten und thermisch gehärteten Formkörper erhalten bei der bisher üblichen Behandlung in der Wirbelschicht eine rauhe Oberfläche sowie Risse und Spalten, die zum Kornzerfall Anlaß geben, insbesondere deshalb, weil bei dieser Art der Aktivierung ein weiches Produkt entsteht. Wird demgegenüber die Aktivierung nach der Erfindung durchgeführt, so behält der Formkörper seine glatte, harte Schale; Risse und Spalten fehlen vollkommen.
  • Das Verfahren sei an Hand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.
  • Beispiel 1 Aus Fettkohle gewonnene voroxydierte Steinkohle mit einem Sauerstoffgehalt von 10,2 0/o wird mit 200/o Pech zu Formlingen von 4 mm $ verformt und nach Erhitzen auf 500"C in einen Wirbelschichtreaktor mit mehreren Böden eingeführt. Die Formlinge durchlaufen den Ofen von oben nach unten im Gegenstrom zum Aktivierungsgas und werden kontinuierlich vom unteren Boden abgezogen. Zur Verbrennung der bei der Aktivierung gebildeten Schwelgase wird Luft in die oberste Aktivierungskammer eingeleitet. Die heißen Abgase durchströmen vor Austritt aus dem Ofen einen Abhitzekessel.
  • Der Ofen wird über einen Brenner mit Stadtgas (4300 kcal/cbm) geheizt, welches eine mittlere Zusammensetzung von 500/o Wasserstoff, 80/o CO, 350/o CH4, 30!o CnHmn 2 O/o CO2 und 2 0/, N2 besitzt.
  • Dieses Gas wird mit der 4,5fachen Volumenmenge Luft vermischt. Das bei der Verbrennung sich bildende Gasgemisch enthält nur 0,225 kg Dampf/Nm3 Treibgas.
  • Zur Steigerung des Wasserdampfgehaltes des Treibgases auf 0,55 kg Dampf/cbm Treibgas werden aus dem Abhitzekessel über einen Injektor 0,325 kg Dampf,tcbm Treibgas in die Brennkammer eingeführt.
  • Der Injektor zieht zur Kühlung des Treibgases gleichzeitig etwa 0,25 Nm3 Abgas/Nm3 Treibgas in die Brennkammer. Für die Aktivierung von 1000 kg Formlingen-Produkt werden im ganzen 10 000 cbm Treibgas und 4500 kg Wasserdampf verbraucht. Die Ausbeute beträgt 380/o. Ihr Adsorptionsvermögen für Benzol beträgt 40 g Benzol/100 g Kohle, bezogen auf eine Benzolbeladung 1:10.
  • Zur Prüfung der Abriebfestigkeit werden 100 g der aktivierten Formlinge auf einem Rütteltisch mit einem 1,5 mm Sieb aufgegeben. Der Abrieb beträgt nach einstündigem Rütteln 4 °/O der aufgegebenen Formlinge. Werden zum Vergleich über den Injektor 2 kg Dampf/cbm Treibgas in die Brennkammer eingeführt, so beträgt die Abriebmenge einer auf den gleichen Abbrand aktivierten Kohle 120/o.
  • Beispiel 2 Getrockneter Torf wird mit 15 01o Weichpech (EW 45°) zu Formlingen verpreßt und bei 500"C geschwelt.
  • Diese vorgeschwelten Formlinge werden in einen Aktivierungsofen eingeführt und über einen Auslauf kontinuierlich entnommen. Die heißen im Ofen aufsteigenden Abgase durchströmen vor Verlassen des Ofens einen Abhitzekessel, der zur Erzeugung von Wasserdampf für andere Zwecke dient. Die Beheizung des Ofens erfolgt über einen Brenner. Als Heizgas dient Koksofengas (4600 kcal/cbm), dem die 5fache Volumenmenge Luft zugesetzt wird. Das bei der Verbrennung sich bildende Gasgemisch enthält 0,23 kg Dampf/cbm Treibgas.
  • Zur Steigerung des Wasserdampfgehaltes des Treibgases auf 0,6 kg Dampf/cbm Treibgas werden aus einem Dampfkessel 0,37 kg Dampf/cbm Treibgas über einen Injektor in die Brennkammer übergeführt. Zusätzlich zieht der Injektor zur Einsparung von Koksofengas 0,4 cbm Abgas/cbm Treibgas in die Brennkammer. Für die Aktivierung von 1000 kg Formlingen-Produkt werden im Ganzen 8000 cbm Treibgas und 4500 kg Wasserdampf verbraucht. Die Ausbeute beträgt 25°/o Ihr Adsorptionsvermögen für Benzol beträgt 40 g Benzol/100 g Aktivkohle, bezogen auf eine Benzolbeladung 1:10.
  • Zur Prüfung der Abriebfestigkeit werden 100 g der Aktivkohleformlinge mit einem 1,5-mm-Sieb aufgegeben. Der Abrieb beträgt nach lstündigem Rütteln 7,0 0/o der aufgegebenen Formlinge.
  • Werden zum Vergleich über den Injektor 2 kg Dampf/cbm Treibgas in die Brennkammer eingeführt, so beträgt die Abriebmenge der auf den gleichen Abbrand aktivierten Torfkoksformlinge 21 0/o.
  • Beispiel 3 Eine Steinkohle mit 43,2 0/o flüchtigen Bestandteilen wird auf 2 bis 4 mm gebrochen und innerhalb 4 Stunden bei einer Temperatursteigerung von 300 auf 700"C abgeschwelt.
  • Dieser Schwelkoks wird nach Beispiel 1 mit Gasen der gleichen Gaszusammensetzung behandelt. Bei der Herstellung von 1000 kg A-Kohle mit 10 000 Ncbm3 Treibgas und 4500 kg H2O wird ein Adsorptionsvermögen von 33 g Benzol/100 g Aktivkohle erreicht, bezogen auf eine Benzolbeladung 1:10. Die Ausbeute beträgt 23 °/o.
  • Abriebfestigkeit: 4,3 0/o bei 0,55 kg H2O/Nm3 Treibgas.
  • Abriebfestigkeit Vergleichskohle: 8,1 0/o bei 2,0 kg H2O/Nm3 Treibgas.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Aktivierung kohlenstoffhaltiger Materialien unter Verwendung wasserdampfhaltiger Gase bei 800 bis 1000"C in der Wirbelschicht, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zugabe des Wassers zum Treibgas ein Wassergehalt von 0,65 kg Dampf/Ncbm Treibgas, tvorzugsweise 0,60 kg/Ncbm Treibgas, nicht überschritten wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung in neutraler oder reduzierender Atmosphäre vorgenommen wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Wasser- dampfkonzentration Wasser in den Verbrennungsraum eingespritzt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Abgases zur Einstellung der Wasserdampfkonzentration in die Brennkammer zurückgeführt wird.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 803 653.
DEB45743A 1957-08-19 1957-08-19 Verfahren zur Aktivierung kohlenstoffhaltiger Materialien in der Wirbelschicht Pending DE1134059B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEB45743A DE1134059B (de) 1957-08-19 1957-08-19 Verfahren zur Aktivierung kohlenstoffhaltiger Materialien in der Wirbelschicht

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEB45743A DE1134059B (de) 1957-08-19 1957-08-19 Verfahren zur Aktivierung kohlenstoffhaltiger Materialien in der Wirbelschicht

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1134059B true DE1134059B (de) 1962-08-02

Family

ID=6967721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEB45743A Pending DE1134059B (de) 1957-08-19 1957-08-19 Verfahren zur Aktivierung kohlenstoffhaltiger Materialien in der Wirbelschicht

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1134059B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2936839A1 (de) * 1979-09-12 1981-04-16 CEAG Verfahrenstechnik GmbH, 4714 Selm Verfahren zur reinigung von wasser mit aktivkohle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE803653C (de) * 1950-01-17 1951-04-05 Bergwerksverband Zur Verwertun Verfahren zur Herstellung von Adsorptionskohle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE803653C (de) * 1950-01-17 1951-04-05 Bergwerksverband Zur Verwertun Verfahren zur Herstellung von Adsorptionskohle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2936839A1 (de) * 1979-09-12 1981-04-16 CEAG Verfahrenstechnik GmbH, 4714 Selm Verfahren zur reinigung von wasser mit aktivkohle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT389887B (de) Verfahren und anlage zur vergasung kohlehaltigen materials
DE647142C (de) Verfahren zur Vergasung von feinkoernigen Brennstoffen
DE617645C (de) Verfahren zur Herstellung von zur Ammoniaksynthese geeigneten Stickstoff-Wasserstoff-Gemischen aus bituminoesen Brennstoffen
AT395578B (de) Verfahren zur herstellung von rohstoff-briketts fuer die erzeugung von silicium oder von siliciumcarbid oder von ferrosilicium und anlage fuer die durchfuehrung des verfahrens
DE10030778C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Brenngases aus Biomassen
DE1134059B (de) Verfahren zur Aktivierung kohlenstoffhaltiger Materialien in der Wirbelschicht
DE520381C (de) Herstellung aktiver Kohle
DE642526C (de) Verfahren zur Erzeugung von Stadtgas aus kohlenwasserstoffhaltigen Gasen
DE2615437B1 (de) Verfahren zur herstellung von aktivkohle
DE2732544A1 (de) Verfahren und festbettreaktor zur autothermen druckvergasung von stueckigen brennstoffen, insbesondere von steinkohle
DE681153C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von aktiver Kohle
DE960307C (de) Verfahren zur stetigen Stadtgaserzeugung aus OElen
DE817337C (de) Vergasen feinkoerniger Brennstoffe im Wechselbetrieb
DE3001776C2 (de)
DE388464C (de) Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff
DE867691C (de) Verfahren zur Herstellung von Oxydationsprodukten fossiler oder rezenter Brennstoffe
DE2802212A1 (de) Verfahren zum aufarbeiten von holz fuer dessen metallurgische nutzung
DE2524692A1 (de) Verfahren zur herstellung von brennstoffbriketts
DE973312C (de) Verfahren zur Herstellung oder Wiederbelebung von Aktivkohle
DE934944C (de) Verfahren zur Herstellung von aktiver Kohle
DE2244714C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Formkoks
AT50322B (de) Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak aus Torf oder anderen Stickstoff und Kohlenstoff enthaltenden Materialien.
DE560782C (de) Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Starkgas aus bituminoesen Brennstoffen
DE444260C (de) Erzeugung aktiver Kohle
DE833836C (de) Erzeugung von methanhaltigen brennbaren Gasen aus fein verteilten festen Brennstoffen