DE1191359B - Process for the regeneration of activated carbon - Google Patents
Process for the regeneration of activated carbonInfo
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- C07C51/48—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by liquid-liquid treatment
Description
Verfahren zur Regenerierung von Aktivkohle Bei der technischen Herstellung von Terephthalsäure durch thermische Umlagerung von Alkalisalzen, insbesondere Kaliumsalzen aromatischer Carbonsäuren, z. B. Benzoesäure, Phthalsäure oder Isophthalsäure, bei einer Temperatur von etwa 330 bis 500°C in einer inerten Atmosphäre, z. B. von Kohlendioxyd unter Mitverwendung von beispielsweise Cadmium oder Zink oder anderen Metallen oder Metallverbindungen, erhält man nach Behandlung des Umlagerungsproduktes in wäßriger Lösung mit einer Säure eine Terephthalsäure hoher Reinheit, die sich besonders zur Herstellung eines faser- oder filmbildenden Polyäthylenterephthalats durch Veresterung mit Äthylenglykol oder einem Derivat und anschließende Polykondensation eignet. Allerdings enthält das bei der thermischen Umlagerung erhaltene Rohprodukt eine beträchtliche Menge an Verunreinigungen, wie nicht umgesetzte Ausgangsstoffe, Alkalisalze von Carbonsäuren als Nebenprodukt, anorganische Salze, z. B.Process for the regeneration of activated carbon in industrial production of terephthalic acid through thermal rearrangement of alkali salts, especially potassium salts aromatic carboxylic acids, e.g. B. benzoic acid, phthalic acid or isophthalic acid a temperature of about 330 to 500 ° C in an inert atmosphere, e.g. B. of carbon dioxide with the use of, for example, cadmium or zinc or other metals or Metal compounds are obtained after treatment of the rearrangement product in an aqueous solution Solution with an acid a terephthalic acid of high purity, which is particularly suitable for Production of a fiber- or film-forming polyethylene terephthalate by esterification with ethylene glycol or a derivative and subsequent polycondensation is suitable. However, the crude product obtained in the thermal rearrangement contains a considerable amount of impurities, such as unreacted raw materials, alkali salts of carboxylic acids as a by-product, inorganic salts, e.g. B.
Alkalicarbonate, carbonisierte oder verkohlte Stoffe, Katalysator und eine gefärbte Substanz, deren Struktur unbekannt ist. Diese Verunreinigungen müssen vollständig von der Terephthalsäure abgetrennt werden.Alkali carbonates, carbonized or charred substances, catalyst and a colored substance whose structure is unknown. These impurities must be completely separated from the terephthalic acid.
Während die nicht umgesetzten Ausgangsstoffe, die als Nebenprodukt anfallenden Alkalisalze, anorganischen Salze, verkokten oder verkohlten Stoffe und Katalysator verhältnismäßig leicht auf Grund der Unterschiede ihrer Löslichkeiten in Wasser von der Terephthalsäure abgetrennt werden können, ist die Abtrennung der gefärbten Substanz von unbekannter Struktur schwieriger. While the unreacted raw materials, which are a by-product accumulating alkali salts, inorganic salts, coked or charred substances and Catalyst relatively light due to the differences in their solubilities can be separated from the terephthalic acid in water, the separation of the colored substance of unknown structure more difficult.
Unterläßt man die Abtrennung dieses Farbstoffes, dann enthält die durch Fällung mit anorganischen oder organischen Säuren (außer Terephthalsäure) aus einer wäßrigen Lösung des Reaktionsprodukts erhaltene Terephthalsäure diese gefärbte Substanz. If you omit the separation of this dye, then contains the by precipitation with inorganic or organic acids (except terephthalic acid) terephthalic acid obtained from an aqueous solution of the reaction product this colored substance.
Wird nun eine derartig verunreinigte Terephthalsäure direkt mit Äthylenglykol zu Polyäthylenterephthalat polykondensiert, ist das erhaltene Polykondensat ebenfalls erheblich gefärbt und praktisch unbrauchbar.If such a contaminated terephthalic acid is now directly with ethylene glycol polycondensed to polyethylene terephthalate, the polycondensate obtained is also considerably colored and practically unusable.
Bisher wurde die gefärbte Substanz mit Hilfe von Aktivkohle abgetrennt, da die Reinigung mit Aktivkohle den Vorteil hat, daß sie einfach und wirksam ist. So far, the colored substance was separated with the help of activated charcoal, since cleaning with activated charcoal has the advantage of being simple and effective.
Um dabei jedoch eine Terephthalsäure von so hoher Reinheit zu erhalten, welche für die unmittelbare Polykondensation geeignet ist, muß eine große Menge an Aktivkohle verwendet werden. Eine Wiedergewinnung der Aktivkohle ist daher technisch von wesentlicher Bedeutung. However, in order to obtain a terephthalic acid of such high purity, which is suitable for the direct polycondensation must be a large amount on activated carbon. Recovery of the activated carbon is therefore technical essential.
Man kann Aktivkohle durch Erhitzen auf 700 bis 800QC regenerieren. Dieses Verfahren ist jedoch unwirtschaftlich. You can regenerate activated carbon by heating it to 700 to 800QC. However, this method is uneconomical.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man Aktivkohle, deren Adsorptionsvermögen bei der Reinigung einer wäßrigen Lösung eines durch thermische Umlagerung von Alkalisalzen anderer Benzolcarbonsäuren als Terephthalsäure erhaltenen Alkaliterephthalats erniedrigt worden war, regenerieren kann, wenn man sie mit Wasser, insbesondere nach Behandlung mit einer wäßrigen Alkalilösung, wäscht. It has now been found, surprisingly, that you can use activated carbon, their Adsorption capacity in the purification of an aqueous solution by thermal Rearrangement of alkali salts of benzene carboxylic acids other than terephthalic acid Alkali terephthalate had been lowered, can regenerate if you wash it with water, especially after treatment with an aqueous alkali solution, washes.
Man verwendet dazu vorzugsweise eine wäßrige Alkalilösung einer Konzentration bis zu 20 Gewichtsprozent, insbesondere von 2 bis 10 Gewichtsprozent. An aqueous alkali solution of one concentration is preferably used for this purpose up to 20 percent by weight, in particular from 2 to 10 percent by weight.
Geeignet sind wäßrige Kaliumhydroxy-, Natriumhydroxyd-, Natrium- und Kaliumcarbonat und -bicarbonatlösungen sowie wäßriges Ammoniak. Aqueous potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium and potassium carbonate and bicarbonate solutions and aqueous ammonia.
Die Behandlung mit der wäßrigen Lösung eines Alkalis und bzw. oder Wasser kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden; es wird jedoch bevorzugt, um die erforderliche Zeit für die Regenerierung zu verkürzen, entweder eine oder beide Behandlungen bei einer Temperatur oberhalb 60° C und bis zum Siedepunkt der wäßrigen Lösung oder von Wasser durchzuführen. Treatment with the aqueous solution of an alkali and / or Water can be carried out at room temperature; however, it is preferred to reduce the time required for regeneration, either or both Treatments at a temperature above 60 ° C and up to the boiling point of the aqueous Solution or water.
Die wäßrige Lösung des Alkalis soll wenigstens in einer solchen Menge angewandt werden, um die gesamte verbrauchte Aktivkohle einzutauchen; die Lösung kann wiederholt verwendet werden. The aqueous solution of the alkali should be at least in such an amount used to submerge all the used activated carbon; the solution can be used repeatedly.
Die Menge an Waschwasser kann etwa das 20- bis l00fache des Gewichts an verbrauchter Aktivkohle betragen. The amount of wash water can be about 20 to 100 times the weight of used activated carbon.
Die Alkalibehandlung wird bei Verwendung eines Mischbehälters etwa 3 bis 5 Stunden durchgeführt. The alkali treatment is about when using a mixing tank Carried out for 3 to 5 hours.
Bei Verwendung eines Kohlebetts wird die Behandlung so lange durchgeführt, bis die abgegebene wäßrige Lösung des Alkalis im wesentlichen farblos wird. Ein gleiches gilt für die Wasserwäsche.When using a carbon bed, the treatment is carried out for as long as until the released aqueous solution of the alkali becomes essentially colorless. A the same applies to water washing.
Gegebenenfalls kann die Alkalibehandlung und bzw. oder Wasserwäsche zwei- oder dreimal wiederholt werden. In diesem Fall erfolgt vorzugsweise eine abwechselnde Behandlung mit dem Alkali und dem Wasser. If necessary, the alkali treatment and / or water washing can be used repeated two or three times. In this case, there is preferably an alternating one Treatment with alkali and water.
Verfahrensgemäß kann sowohl pulverisierte Aktivkohle als auch körnige Aktivkohle regeneriert werden. According to the method, both powdered and granular activated carbon can be used Activated carbon can be regenerated.
Bei Verwendung von pulverisierter Aktivkohle wird diese vorzugsweise in der wäßrigen Lösung des Alkalis oder in Wasser unter Rühren und Mischen während einer angemessenen Zeitdauer suspendiert und dann abgetrennt. Körnige Aktivkohle wird vorzugsweise durch Leiten der wäßrigen Lösung des Alkalis oder Wasser durch ein Festbett oder ein Fließbett regeneriert.When using powdered activated carbon, this is preferred in the aqueous solution of the alkali or in water with stirring and mixing during suspended for a reasonable period of time and then separated. Granular activated carbon is preferably made by passing the aqueous solution of the alkali or water through a fixed bed or a fluidized bed is regenerated.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der nachstehenden Beispiele näher erläutert. The process according to the invention is illustrated using the examples below explained in more detail.
Beispiel 1 Dikaliumphthalat mit einem Gehalt von 3,5 Molprozent Cadmiumphthalat wurde auf 440"C in einer Kohlendioxydatmosphäre unter einem Druck von 10 kg/cma 1 Stunde erhitzt. Example 1 Dipotassium phthalate containing 3.5 mole percent cadmium phthalate was heated to 440 "C in a carbon dioxide atmosphere under a pressure of 10 kg / cma Heated for 1 hour.
Katalysator und verkokte oder verkohlte sowie andere unlösliche Stoffe wurden aus der erhaltenen Lösung durch Filtration entfernt. Zu 501 des Filtrats (welches 205 g Dikaliumterephthalat je Liter enthält und eine optische Dichte von 3,1, gemessen bei 380 mu, besitzt) wurden 15 g pulverisierte Aktivkohle mit einem Gehalt von 500/o Wasser zugegeben. Das Gemisch wurde 1 Stunde bei 60"C gerührt, dann filtriert. Catalyst and coked or charred and other insoluble substances were removed from the resulting solution by filtration. To 501 of the filtrate (which contains 205 g dipotassium terephthalate per liter and an optical density of 3.1, measured at 380 mu, possesses 15 g of powdered activated carbon with a Content of 500 / o water added. The mixture was stirred for 1 hour at 60 "C, then filtered.
Die optische Dichte des Filtrats betrug nun 0,53. The optical density of the filtrate was now 0.53.
250 cm3 Wasser wurden zu der verbrauchten Aktivkohle gegeben, die Suspension 1 Stunde zum Sieden erhitzt und die Aktivkohle durch Filtration abgetrennt. 250 cm3 of water were added to the used activated carbon The suspension was heated to boiling for 1 hour and the activated carbon was separated off by filtration.
Die abgetrennte Aktivkohle wurde wiederum zu 501 des Dikaliumterephthalat enthaltenden Filtrats gegeben, das Gemisch 1 Stunde bei 60"C gerührt und dann erneut filtriert. Die optische Dichte des Filtrats war 0,80. The separated activated charcoal again became 501 of the dipotassium terephthalate The filtrate containing the mixture was added for 1 hour at 60 "C. and then again filtered. The optical density of the filtrate was 0.80.
Wurde die bereits eingesetzte Aktivkohle erneut unter den gleichen Bedingungen, jedoch ohne Regenerierung zur Anwendung gebracht, betrug die optische Dichte des Filtrats 1,41. Was the activated carbon already used again under the same Conditions but applied without regeneration was the optical one Density of the filtrate 1.41.
Beispiel 2 Eine wäßrige Lösung, welche, wie im Beispiel 1 angegeben, erhalten worden war, wurde vom Katalysator und von verkokten Stoffen durch Filtration befreit. Zu 501 des Filtrats (mit einem Gehalt von 195 g Dikaliumterephthalatje Liter und einer optischen Dichte von 1,2) zu wurden 100 g pulverisierte Aktivkohle mit einem Gehalt von 500/o Wasser zugegeben, das Gemisch 1 Stunde bei 60"C gerührt und dann filtriert. Example 2 An aqueous solution which, as indicated in Example 1, was obtained from the catalyst and coked matter by filtration freed. To 50 l of the filtrate (with a content of 195 g dipotassium terephthalate Liter and an optical density of 1.2) became 100 g of powdered activated carbon with a content of 500 / o water was added, the mixture was stirred at 60 ° C. for 1 hour and then filtered.
Die optische Dichte des Filtrats betrug 0,082.The optical density of the filtrate was 0.082.
Die abgetrennte Aktivkohle wurde mit 400 cm3 einer 50dgen wäßrigen Natriumhydroxydlösung 2 Stunden zum Sieden erhitzt, dann filtriert und der Filterkuchen mit 1500 cm3 heißem Wasser von 70"C gewaschen. The separated activated charcoal was mixed with 400 cm3 of a 50% aqueous Sodium hydroxide solution heated to boiling for 2 hours, then filtered and the filter cake washed with 1500 cm3 of hot water at 70 "C.
Die so regenerierte Aktivkohle wurde zu 501 des anfänglichen Filtrats zugegeben, das Gemisch 1 Stunde bei 600 C gerührt und dann filtriert. Die optische Dichte des Filtrats betrug 0,092. The activated carbon thus regenerated became 50 liters of the initial filtrate added, the mixture stirred at 600 ° C. for 1 hour and then filtered. The optical one The density of the filtrate was 0.092.
Wurde die verbrauchte Aktivkohle erneut unter den gleichen Bedingungen, jedoch ohne Regenerierung verwendet, betrug die optische Dichte des Filtrats 0,22. If the used activated charcoal has been used again under the same conditions, but used without regeneration, the optical density of the filtrate was 0.22.
Beispiel 3 Eine gemäß Beispiel 1 erhaltene wäßrige Lösung wurde von Katalysator und verkokten Stoffen durch Filtration befreit. Das Filtrat (mit einem Gehalt von 200 g Dikaliumterephthalatje Liter und einer optischen Dichte von 3,8) wurde von oben durch ein 2 m hohes Festbett aus körniger Aktivkohle, bei einer linearen Oberflächengeschwindigkeit von 1,8 m je Stunde geleitet. Die optischen Dichten, welche nach 10, 20, 30, 40 und 48 Stunden seit Beginn des Verfahrens gemessen wurden, betrugen 0,14, 0,18, 0,26, 0,31 bzw. 0,34. Example 3 An aqueous solution obtained according to Example 1 was of Catalyst and coked substances are freed by filtration. The filtrate (with a Content of 200 g dipotassium terephthalate per liter and an optical density of 3.8) was from above through a 2 m high fixed bed of granular activated carbon, with a linear Surface speed of 1.8 m per hour passed. The optical densities, which were measured after 10, 20, 30, 40 and 48 hours since the start of the procedure, were 0.14, 0.18, 0.26, 0.31 and 0.34, respectively.
Da das Adsorptionsvermögen der Aktivkohle im Verlauf der Zeit niedriger wurde, wurde die Behandlung 48 Stunden nach dem Beginn beendet und die Aktivkhole dadurch regeneriert, daß man zuerst eine 50/,ige wäßrige Natriumhydroxydlösung bei 700 C von oben durch das Kohlebett bei einer linearen Oberflächengeschwindigkeit von 3,6 m je Stunde während 4 Stunden und dann Wasser bei 70"C mit einer linearen Oberflächengeschwindigkeit von 10m je Stunde während 10 Stunden leitete. Because the adsorption capacity of the activated carbon decreases over time 48 hours after the start, the treatment was terminated and the active cooling regenerated by first adding a 50% strength aqueous sodium hydroxide solution 700 C from above through the coal bed at a linear surface velocity of 3.6 m per hour for 4 hours and then water at 70 "C with a linear Surface speed of 10m per hour for 10 hours.
Hierauf wurde eine weitere Menge der Dikaliumterephthalat enthaltenden Ausgangslösung durch das Kohlebett bei einer linearen Oberflächengeschwindigkeit von 1,8 m je Stunde geführt. Die nach 10, 20, 30 und 40 Stunden seit Beginn gemessenen optischen Dichten betrugen 0,16, 0,23, 0,29 bzw. 0,39. A further amount of the dipotassium terephthalate was then added Starting solution through the coal bed at a linear surface velocity from 1.8 m per hour. Those measured after 10, 20, 30 and 40 hours from the start optical densities were 0.16, 0.23, 0.29 and 0.39, respectively.
Beispiel 4 Eine wie im Beispiel 1 erhaltene wäßrige Lösung wurde von unlöslichen Stoffen durch Filtration befreit. Das Filtrat wurde konzentriert, bis festes Dikaliumterephthalat auskristallisierte. Das so erhaltene feste Dikaliumterephthalat wurde in Wasser gelöst, wobei eine 170/0ige wäßrige Lösung mit einer optischen Dichte von 0,060 erhalten wurde. Example 4 An aqueous solution obtained as in Example 1 was used freed from insoluble substances by filtration. The filtrate was concentrated, until solid dipotassium terephthalate crystallized out. The solid dipotassium terephthalate thus obtained was dissolved in water, a 170/0 aqueous solution with an optical density of 0.060 was obtained.
Diese wäßrige Lösung wurde von oben durch ein 2 m hohes Festbett aus körniger Aktivkohle bei einer linearen Oberflächengeschwindigkeit von 3,6 m je Stunde geleitet. Die nach 10, 20 und 30 Tagen nach dem Beginn des Verfahrens gemessenen optischen Dichten betrugen 0,015, 0,015 bzw. 0,026. Da die optischen Dichten nach bis zu 30 Tagen stets oberhalb 0,020 lagen, wurde die Behandlung am 33. Tag abgebrochen und die Aktivkohle dadurch regeneriert, daß man zuerst eine 50/,ige Natriumhydroxydlösung bei 70"C von oben durch das Kohlebett bei einer linearen Oberflächengeschwindigkeit von 3,6 m je Stunde während 4 Stunden und dann Wasser bei 70"C und einer linearen Oberflächengeschwindigkeit von 10 m je Stunde während 24 Stunden durchleitete. Hierauf wurde eine weitere Menge der wäßrigen Lösung von Dikaliumterephthalat durch das Kohlebett bei einer linearen Oberflächengeschwindigkeit von 3,6 m je Stunde geleitet. Die nach 10, 20 und 30 Tagen nach Beginn gemessenen optischen Dichten waren 0,013, 0,018 bzw. 0,021. This aqueous solution was from above through a 2 m high fixed bed made of granular activated carbon at a linear surface speed of 3.6 m directed per hour. Those after 10, 20 and 30 days after the start of the procedure optical densities measured were 0.015, 0.015 and 0.026, respectively. Since the optical If densities were always above 0.020 after up to 30 days, the treatment was started on 33rd day canceled and the activated carbon regenerated by first one 50% sodium hydroxide solution at 70 "C from above through the coal bed at a linear Surface speed of 3.6 m per hour for 4 hours and then water at 70 "C and a linear surface speed of 10 m per hour during 24 hours passed. Then a further amount of the aqueous solution of Dipotassium terephthalate through the carbon bed at a linear surface velocity of 3.6 m per hour. Those measured after 10, 20 and 30 days after the start optical densities were 0.013, 0.018 and 0.021, respectively.
Die Behandlung wurde unterbrochen und die Regenerierung der Aktivkohle
und die Entfärbungsbehandlung in der gleichen Weise wiederholt, wobei die nachstehenden
Ergebnisse erhalten wurden:
Beispiel 5 Eine wie im Beispiel 1 erhaltene wäßrige Lösung wurde von unlöslichen Stoffen durch Filtration befreit. Das Filtrat wurde konzentriert, bis festes Dikaliumterephthalat auskristallisierte. Das so erhaltene feste Dikaliumterephthalat wurde in Wasser gelöst, wobei eine 220/,ige wäßrige Lösung mit einer optischen Dichte von 0,070 erhalten wurde. Example 5 An aqueous solution obtained as in Example 1 was used freed from insoluble substances by filtration. The filtrate was concentrated, until solid dipotassium terephthalate crystallized out. The solid dipotassium terephthalate thus obtained was dissolved in water, a 220% strength aqueous solution with an optical density of 0.070 was obtained.
Diese wäßrige Lösung wurde von oben durch ein 2 m hohes Festbett aus körniger Aktivkohle entsprechend einer Siebgröße von etwa hundertvierundvierzig bis etwa acht Maschen je Quadratzentimeter bei 30"C und mit einer linearen Oberflächengeschwindigkeit von 3,6 nu je Stunde während 30 Tagen geleitet. This aqueous solution was from above through a 2 m high fixed bed made of granular activated carbon corresponding to a sieve size of about one hundred and forty-four up to about eight meshes per square centimeter at 30 "C and with a linear surface velocity of 3.6 nu per hour for 30 days.
Dann wurde eine 50/,ige wäßrige Natriumhydroxydlösung bei 90"C kontinuierlich durch die verbrauchte Aktivkohle bei einer linearen Oberflächengeschwindigkeit von 3,6 m je Stunde während 2 Stunden und schließlich Wasser bei 90"C mit einer linearen Oberflächengeschwindigkeit von 10 m je Stunde während 2 Stunden durchgeleitet und die Behandlung mit der wäßrigen Natriumhydroxydlösung und Wasser unter den gleichen Bedingungen wiederholt. Then a 50% aqueous sodium hydroxide solution at 90 ° C. was continuous due to the used activated carbon at a linear surface velocity of 3.6 m per hour for 2 hours and finally water at 90 "C with a linear Surface speed of 10 m per hour passed through for 2 hours and the treatment with the aqueous sodium hydroxide solution and water among the same Conditions repeated.
Die so regenerierte Aktivkohle wurde für die Behandlung von weiterer Dikaliumterephthalatlösung in der vorstehend beschriebenen Weise verwendet. The so regenerated activated carbon was used for the treatment of further Dipotassium terephthalate solution was used in the manner described above.
Die Entfärbung und die Regenerierung der Aktivkohle wurde dreimal
wiederholt und die entfärbende Wirkung der regenerierten Aktivkohle durch Messen
der optischen Dichten der behandelten Lösung nach 10, 20 und 30 Tagen nach Beginn
des Verfahrens in entsprechender Weise, wie im Beispiel 4 angegeben,
festgestellt.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1191359X | 1962-09-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1191359B true DE1191359B (en) | 1965-04-22 |
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ID=14753804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DET24701A Pending DE1191359B (en) | 1962-09-13 | 1963-09-12 | Process for the regeneration of activated carbon |
Country Status (1)
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DE (1) | DE1191359B (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19812543A1 (en) * | 1998-03-21 | 1999-09-23 | Rheinische Braunkohlenw Ag | Process for conditioning carbon-containing adsorbents |
DE102012000239A1 (en) | 2012-01-09 | 2013-07-25 | KFL GmbH Löwenberg | Regenerating adsorbent loaded with sulfur-containing compound as adsorbate, comprises contacting loaded adsorbent with sulfur or sulfide-oxidizing microorganism, and regenerating by oxidizing sulfur-containing compound by microorganism |
-
1963
- 1963-09-12 DE DET24701A patent/DE1191359B/en active Pending
Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
DE19812543A1 (en) * | 1998-03-21 | 1999-09-23 | Rheinische Braunkohlenw Ag | Process for conditioning carbon-containing adsorbents |
DE102012000239A1 (en) | 2012-01-09 | 2013-07-25 | KFL GmbH Löwenberg | Regenerating adsorbent loaded with sulfur-containing compound as adsorbate, comprises contacting loaded adsorbent with sulfur or sulfide-oxidizing microorganism, and regenerating by oxidizing sulfur-containing compound by microorganism |
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