DE1792772C3 - Verfahren zur Gewinnung von Aktivkohle und Zuckern bei der kontinuierlichen Behandlung von Holz oder anderem zellulosehaltigen Material - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung von Aktivkohle und Zuckern bei der kontinuierlichen Behandlung von Holz oder anderem zellulosehaltigen MaterialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Aktivkohle und Zuckern bei der kontinuierlichen
Behandlung von Holz oder anderem zellulosehaltigen Material mit verdünnten Säuren und Dampf in einer
geschlossenen Kammer, indem man das zu behandelnde Material und getrennt davon die verdünnten Säuren mit
dem Dampf in den oberen Teil der Kammer gibt und dieses Gemisch '/2 Stunde bis etwa 5 Stunden bei einer
Temperatur zwischen 100 und 150°C auf das Material einwirken läßt, den Dampf kondensieren läßt und das
zuckerhaltige Kondensat sowie den Rückstand am unteren Ende der Kammer abzieht nach Patent
15 67 339.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren nach dem Hauptpatent so weiterzubilden, daß der ligninhaltige
Rückstand kontinuierlich in ein wertvolles Nutzprodukt weiterverarbeitet wird.
Hierzu ist das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand in einer
Verkohlungs- und Aktivierungsstufe zu Aktivkohle verarbeitet wird und die nicht kondensierten Gase der
verschiedenen Verfahrensstufen in Abscheidern von den Kondensaten getrennt, anschließend komprimiert
und aufgeheizt und schließlich in die Kammern der Verkohlungs- und Aktivierungsstufe im Kreislauf
aufgegeben werden.
Es ist zwar bekannt (DE-PS 7 37 332), Aktivkohle aus Holz oder Lignin durch Behandlung mit verdünnter und
konzentrierter Säure, Verschwelung und Behandlung mit aktivierenden Gasen herzustellen. Ferner ist aus
L) 11 mann, Enzyklopädie der Technischen Chemie,
Band 11, Seite 780 bekaniit. Holzzuckerlignin durch Verschwelen in Ligninkohle zu überführen. Bei diesen
Verfahren sowie bei den konventionellen Verfahren zur Holzverzuckerung, z. B. nach DE-PS 6 74 250, wird das
zu behandelnde Material mit der Säure überflutet und
somit in flüssiger Phase aufgeschlossen. Hei diesem Aufschließen in flüssiger Phase werden die in dem
/ellülosehalligen Material enthaltenen Heniizellulosen
b/vv. l'entosen /ti Rirfuml umgesetzt. Furfurol verharzt
jedoch sehr leicht und bewirkt somit eine Verstopfung der Poren des Materials, so daß der bei der
Verzuckerung zurückbleibende Rückstand für die Herstellung von Aktivkohle weilgehend ungeeignet ist.
Im Gegensatz hierzu werden bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent im wesentlichen nur die Hemizellulosen
aus dem Material herausgelöst. Bei der erfindungsgemäßen Weiterbildung des Verfahrens werden deshalb
Zellulose und Lignin verkohlt, ohne daß eine Verstopfung der insbesondere auch durch das Herauslösen der
Hemizellulosen gebildeten Poren, eintritt Man erhält deshalb eine besonders hochaktive Kohle. Die erfindungsgemäße
Kreisführung der in den Verfahrensstufen anfallenden Gase trägt ebenfalls zur guten Qualität der
gebildeten Aktivkohle bei und führt außerdem zu einer besonders wirtschaftlichen kontinuierlichen Verfahrensführung.
Die Erfindung stellt ein kontinuierliches Verfahren dar, in dem Holzzucker, Teere, Holzkohle und Gase
gewonnen werden, wobei Holzabfälle jeglicher Art als Rohmaterial benutzt werden können. Insbesondere
können Weich- oder Hartholz, z. B. in Form von Sägespänen, Hobelspänen oder gebrochener Rinde,
aufgearbeitet werden. Diese Holzabfällc brauchen nicht
2r> vorgetrocknet zu werden. Das überschüssige Gas kann
verbrannt und zur Heizung bei der Verkohlung bzw. Aktivierungsstufe dienen. Das Verfahren ist infolgedessen
sehr wirtschaftlich. Da unter Ausschluß von Luft und Sauerstoff gearbeitet wird, kann kein Verbrennen des
Holzes oder der erhaltenen Kohle erfolgen.
Bei dem Verfahren nach der Anmeldung wird erreicht, daß die Poren in dem Ausgangsmaterial
aufgeschlossen werden, wobei das Volumen nach der Extraktion bzw. Hydrolyse im wesentlichen unverän-
r> dert bleibt. Die Vergrößerung der Poren des Holzes ist
sehr wesentlich für die Verkohlung, da die Teere u. dgl. ohne Schwiei igkeiten entfernt werden können.
Bei der Herstellung des zu verkohlenden Rückstandes
ist es vorteilhaft, so vorzugehen, daß das Material mit strömendem Dampf behandelt wird, derart, daß der
Dampf innerhalb der Holzfasern zur Kondensation kommt, und vorzugsweise derart, daß die verdünnten
Säuren mit dem Dampf aufgegeben werden. Bei der Kondensation des Dampfes kommen die Säuren dann
unmittelbar mit der Holzfaser in Berührung, und es erfolgt eine Herauslösung der löslichen und hydrolysicrbaren
Bestandteile ohne jede Zersetzung. Insbesondere wird eine Umwandlung der Hemizellulosen bzw.
Pentosen zu Furfurol vermieden. Dies ist deshalb sehr
ίο wichtig, weil Furfurol sehr leicht verharzt und durch die
entstehenden Harze eine Verstopfung der Poren erfolgt. Die Vermeidung einer derartigen Porenvcrstopfung
bzw. die Offenhaltung der Poren ist einer der wesentlichsten Vorteile des Verfahrens nach der
Anmeldung, durch die erreicht wird, daß auch in der schließlich erhaltenen Holzkohle die Poren geöffnet
sind, so daß eine besonders hochaktive Kohle erhalten wird.
Im Verhältnis zu anderen Verfahren zur Herstellung
bo von Aktivkohle muß festgestellt werden, daß nicht nur eine bessere Qualität erreicht wird, sondern das
Verfahren auch wirtschaftlicher ist, weil die Zucker vorher abgetrennt werden und infolgedessen weniger
Kohlendioxyd und Wasser erhalten werden, die
br> weit lose Nebenprodukte sind, sondern statt dessen
mehr· Teer und Säur.-n, die neben dem Zucker als
wertvolle Produkte anzusehen sind. Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei denen die gesamte
Zellulose in Zucker umgewandelt wird und dann nur noch das zurückbleibende Lignin weiterverarbeitet
wird, werden im vorliegenden Fall Zellulose und Lignin verkohlt, da nur die Hemizellulosen herausgelöst
werden. Die Verkohlung von Lignin alleine führt r>
zwangsläufig durch erhöhte Harzbildung zu einer Verstopfung der Poren, während bei dem Verfahren
nach der Erfindung dieser Nachteil, wie gesagt, nicht auftritt.
Für die Herstellung des zu verkohlenden Materials ist κι
es weiterhin vorteilhaft, daß der Dampf bei einer Temperatur von 120 bis 130° C, insbesondere 122 bis
125°C, bei einem Druck von 3 ata zur Anwendung gebracht wird, und daß vorteilhafterweise das Reaktionsgefäß
von außen auf 90 bis 100°C aufgeheizt wird. ii
Es sind dann die günstigsten Kondensationsbedingungen gegeben, wobei die Kondensationszone z. B. das
Reaktionsgefäß von oben nach unten durchwandern kann.
Eine besonders wirtschaftliche Ausführungsform des 2»
Verfahrens nach der Anmeldung ergibt sich dadurch, daß als Säuren die bei der Extraktion der Verkohlung
bzw, der Aktivierung entstehenden Säuren verwendet werden. Es handelt sich bei diesen Säuren im
wesentlichen um Ameisensäure, Essigsäure und Pyroly- r> sesäuren, d. h. also ein Gemisch der in der Verkohlungs-
bzw. Aktivierungsstufe auftretenden Säuren, die ohne
vorherige Trennung Verwendung finden können. An organischen Säuren können Salzsäure, Schwefel säure.
Salpetersäure, Flußsäure, Bromwasserstoffsäurc oder Borsäuren verwendet werden
Man kann die organischen Säuren zusetzen, wenn d^s
Verfahren eingeleitet wird, obwohl diese Säuren während der Extraktionspha.se auch erzeugt werden
und im Kreislauf zurückgeführt werden können nach π der Abtrennung von dem Zucker. Solche im Kreislauf
eingesetzten Säuren erhöhen den Anfall im Zucker im Vergleich zu einer Extraktion, die in Abwesenheit von
einer Säurelösung durchgeführt wurde. Die anorganischen Säuren reduzieren den Aschegehalt der Kohle 4ii
und beschleunigen die Hydrolyse in erhöhtem Maße.
Zweckmäßigerweise enthalten die verwendeten Säurelösungen
zwischen 0,5 und 4% Säure. Dieser Bereich ist besonders wirtschaftlich, da der größte Teil des
Zuckers gewonnen wird, ohne daß dabei die Zellulose 4Ί
angegriffen wird. Gleichzeitig wird dabei jedoch d;is Restmatcrial für eine rasche hochgradige Aktivierung
vorbereitet. Besonders günstige Säuregemischc sind 2% Essigsäure, 1% Ameisensäure und 0,6% Salzsäure sowie
2% Essigsäure und 1% Ameisensäure. w
Es werden die in vorstehender Weise erhaltenen Rückstände vorzugsweise nach vorheriger Trocknung
in einer zweiten geschlossenen Kammer etwa 1 bis 10 Stunden bei einer Temperatur zwischen etwa 280 und
etwa 500"C erhitzt. Die in dieser Behandlungsstufc v> anfallenden Gase, insbesondere Methylalkohol, Essigsäure,
Ameisensäure und die Pyrolyscsäurcn sowie anfallende Tccrc werden entfernt, bevor die Kohle dem
Aktivierungsprozeß unterworfen wird. Dies·: Produkte
der zweiten Stufe sind neben den in der eisten Stufe w> gewonnenen Zuckern wertvolle Nebenprodukte, wobei
insbesondere die Säuren in die ersten Stufe zurückgeführt und dort als llydrolyscsätiren verwendet werden
können.
Gemäß dem Verfahren der Erfindung kann man nun er,
gegebenenfalls die erhaltene Kohle in einer dritten geschlossenen Kammer etwa '/_' Stunde bis etwa ">
Stunden bei Temperaturen zwischen etwa 500 C und etwa 1000"C in Gegenwart eines inerten Gases und
Dampf erhitzen, das entstehende Gas abziehen und von noch vorhandenem Teer durch Kondensation befreien
sowie die erhaltene aktivierte Kohle kühlen.
Während dieses Aktivierungsprozesses kann die Kohle, die. wie vorher ausgeführt, nichtversiopfte Poren
aufweist, und bereits von Teeren befreit ist. lediglich zum Zwecke der Aktivierung erhitzt werden, während
sonst noch etwa vorhandene Harze, die die Poren verstopfen, zersetzt werden müssen und auch Teere
abgetrieben werden müssen, wobei aber stets die Gefahr besteht, daß die Harze und Teere verkoken und
auf diese Weise wiederum das Porenvolumen verringert wird.
Durch die Erfindung wird also ein vorzugsweise kontinuierlich durchzuführendes Verfahren geschaffen,
durch das zellulosehaltiges Material derart behandelt werden kann, daß die rohen Zucker bei tiefen
Temperaturen entfernt und als Kondensat gewonnen werden können, die Teere bei höheren Temperaturen
entfernt und ebenfalls als Kondensat gewonnen werden können und das Material schließlich bei noch höheren
Temperaturen in eine höchst aktive Kohle umgewandelt wird, wobei die erhaltenen Säuren und inerten Gase zur
Gewinnung des Zuckers und der Teere verwendet werden können.
Durch die Zeichnungen wird das Verfahren nach der Erfindung veranschaulicht.
Fig. I ist eine schematische Ansicht eines Ausführiingsbeispiels
für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Anmeldung;
Fig.2 und 3 sind Diagramme, die die Mengen an
rohem Zucker, der bei dem Verfahren nach der Anmeldung gewonnen wird, zeigen;
Fig.4 und 5 sind Diagramme, die die Mengen an
Säuren, die bei dem Verfahren nach der Anmeldung gewonnen werden, /eigen.
Die folgenden beiden Beispiele dienen weiterhin zur Erläuterung des Verfahrens, nach der Erfindung.
Eine Charge aus 500 g feinvcrteiliem Hol/, mit einem
Feuchtigkeitsgehalt von 132 g aus gleichen Teilen Birken- und hartem Ahornholz wurde mit einer
Säurcmischung aus 14,7 g Essigsäure. 7,4 g Ameisensäure
und 4,5 g Salzsäure sowie 604 g destilliertem Wasser getränkt. Die Menge in Prozenten an anfallenden
Rohzuckern (berechnet auf trockenem I lol/.einsatz) ist
in Fig. 2 veranschaulicht und beträgt 12,12%. 9,70%.
1,55%. 0,48% und 0,34% für die erste bis fünfte Abzugscharge von etwa 500 ecm. Die Mengen in
Gramm sind: 61,0,43,7, 7,6, 2,36 und 0,2 g.
Die in den ersten vier Chargen vorhandene Säure
verbrauchte 9,33, 7,34, 0,71 und 0,09 ecm yjc NaOH bei
der Titration.
113,5 g des Materials von der ersten Extraktion wurden während neun Stunden unter 400"C und eine
Stunde bei 8000C mit Dampf/usat/. erhitzt. Dabei sind 148,14 g Teer und Wasser angefallen. Etwa 24,75 g
Aktivkohle, also etwa 21,8% des der Aktivierung unterworfenen Materials wurden gewonnen, und ein
MBT-Wert von 12 sowie eine Oberfläche von 985 m-/g wurden nach der BET-Melhode gemessen.
Der MBT-Wert wurde durch Mischen von 0.1 g
Aktivkohle und 10 ecm 0,15"/» Methylenblau-Lösung hei
einer Temperatur von 20 C und Rühren bis die Färbung
verschwand, gemessen. Weitere IO ecm Mengen der
Losung wiirilcn /iigeset/t. bis die blaue l'iirbunfj nicht
mehr von tier Aktivkohle aufgenommen wurde. Der MBT-Wen war die Menge Lösung, die \on der Kohle
entferni wurde. Der BIIT-Wert (Bnmauer-. Emmeii-
und Teller-Wert) drückt in m-je Gramm die Absorption r>
von Stickstoff durch die aktivierte Oberfläche der Kohle in einem Heliumstrom bei einer Temperatur von
- 190 C (der Temperatur des flüssigen Stickstoffes) aus. wobei ein Pcrkin-Elmcr/Shell Sorptometcr verwendet
wird. m
Eine Charge aus 510 g einer Holzmischung entsprechend Beispiel 1 mit 135 g Feuchtigkeit wurde mit einer
Säuremischung aus 15,0 g Essigsäure. 7,5 g Ameisensäure
und 615 g destilliertem Wasser getränkt. Die Charge
wurde auf 12O'JC vier Stunden erhitzt und wurde dann
mit Dampf bei 125°C zwei Stunden lang extrahiert. Der Prozentgehalt an gewonnenem Zucker, berechnet auf
Einsatz an Holz, betrug bei dem 1., 2., 3., 4. und 5. Kondensatabzug 1,20%. 2.13%. 5.07%. 5,18% bzw.
4.52%. Das Gewicht des Rohzuckers, bezogen auf den Prozentgehalt, war 0.75. 9.60. 12.90. 14.50 bzw.
20.20 Gramm.
Die Säure, die mit dem Kondensat in 5 Phasen abgezogen wurde, verbrauchte 5.30, 5.16. 4,42, 2,25 bzw.
0.79 ecm yjj NaOH.
Etwa 70.2 g des Materials aus der obigen Extraktion wurden zwei Stunden lang auf etwa 450°C ohne jo
Dampfzusatz erhitzt und dann anschließend etwa drei Stunden auf 850''C unter Dampfzusatz. Es wurden etwa
38,8 g Teer und Wasser erhalten, bevor Dampf zugesetzt wurde und 75,85 g Teer und Wasser nach dom
Dampfzusatz. Die erhaltene Aktivkohle wurde mit ji 13.8 g ausgewogen, was einer Ausbeute von 19.65 g des
bei der oben beschriebenen Extraktion gewonnenen Materials entspricht. Die Aktivkohle hatte einen
MBT-Wert von 8 und einen BET-Wert von 665 m-/g.
Die Aktivkohle, die nach dem Verfahren der Erfindung erhalten wird, ist gekennzeichnet durch
ungewöhnlich hohe Aktivierung, was durch die MBT-Werte
von 8 bis 15 und einen BET-Wert zwischen 665
und ;085m:g angezeigt wird. Dieses Resultat wird
darauf zurückgeführt, daß eine vollständigere Entfernung
von Substanzen ajs den Poren des Holzes bzw. eine Erhöhung der Porenzahl erreicht wird.
F i g. 2 und 3 zeigen graphisch die bei den vorher beschriebenen Extraktionen gewonnenen Zuckermengen.
Die Ordinate gibt dabei den Prozentgehalt an -,n
Zucker an. der in jedem Kondensatabzug vorhanden war.
F i g. 4 und 5 zeigen graphisch die bei den Extraktionen gewonnenen Säuremengen in den einzelnen
Kondensatabzügen. Auf der Ordinate sind ecm
lg NaOH angegeben.
F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens nach der Erfindung.
Gemäß F i g. 1 ist ein oben offener Behälter 1 zur bo
Aufnahme des zu behandelnden zellulosehaltigen Materials vorgesehen. Er ist mit einem ventilgesteuerten
Auslaß 2 an seinem unteren Ende versehen, der in eine geschlossene Kammer 3 führt Der Auslaß 2 ist
dabei so eingerichtet, daß er das Material kontinuierlich in die Extraktionskammer 3 einwirft. Am oberen Ende
der Kammer 3 ist ein Einlaß für eine Dampfleitung 4 vorgesehen, in die ein ventilgesteuerter Auslaß aus
einem Behälter 5 für verdünnte Säure mündet. Die Säure kann also von dem Säurebehälter 5 mit dem
Dampf durch die Rohrleitung 4 in die Kammer 3 eingegeben werden. Der obere Teil der Kammer 3 ist
mit einem Damplheizmantel 7 versehen, während der untere Teil von einem Kühlmantel 9 umgeben ist. Eine
Isolierung 11 umgibt die Kammer 3 zwischen diesen beiden Mänteln.
Ein Gehäuse 13 ist mit einem Ende an dem unteren Ende der Kammer 3 befestigt und erstreckt sich
aufwärts. Es ist an seinem oberen Ende mit dem oberen Ende eines Verkohlungsturmes 15 verbunden. Am
unteren Ende des Gehäuses 13 ist ein nicht dargestelltes Sieb oder ein anderer perforierter Teil vorgesehen,
durch den die Flüssigkeit in einen Auffangbehälter 16 ablaufen kann, während das zelliilosehaltige Material
zurückgehalten wird. In dem Gehäuse 13 ist eine Förderschnecke untergebracht, die durch einen Antriebsmotor
18 betrieben wird und das zcllulosehaltige Material von dem Extraktionsturm 3 zum Verkohlungsturm
15 fördert.
Angrenzend an das untere Ende umgibt eine Beheizung 19 das Gehäuse 13. Sie ist an ihrem oberen
Ende mit einer Leitung 20 für beheiztes inertes Gas unter Druck sowie einer Dampfleitung 20a und an ihrem
unteren Ende mit einem üblichen Kondensator 21 verbunden, der mit einem Abscheider in Verbindung
steht, von dem die Kondensate über ein Ventil in einen Teil 25 abgelassen werden können. Dampf kann ebenso
in den Heizmantel 10 injiziert werden. Gas und Dampf strömen durch das extrahierte Material und nehmen die
Feuchtigkeit auf, die zu dem Kondensator 21 weitergeleitet wird. Elektrische Heizer 27 umgeben das Gehäuse
13 zwischen der Beheizung 19 und dem Antriebsmotor 18.
Die äußere Fläche des Verkohlungsturmes 15 ist mit einer Isolierung bedeckt. Der obere Teil des Turmes ist
mit einem Auslaß 29 für Gase und der untere Teil mit einem Einlaß 31 für erhitztes inertes Gas sowie mit
einem Dampfeinlaß 33 unterhalb der Einlasse 31 versehen.
Ein Gehäuse 13a ist mit dem unteren Ende des Verkohlungsturmes verbunden und erstreckt sich nach
oben zu dem Aktivierungsturm 35. Eine Förderschnecke ist in dem Gehäuse 13a untergebracht und wird durch
einen Motor 18a angetrieben. Sie dient zur Förderung des Materials von dem unteren Ende des Verkohlungsturmes
15 zum oberen Ende des Aktivierungsturmes 35.
Ein gasbeheizter Mantel 37 umgibt den unteren Tei des Gehäuses 13a und wird mit Dampf aus einer Leitung
38 versorgt. Der Heizmantel 37 ist mit einei Dampfleitung und mit einem Kondensator 21a verbun
den. der seinerseits mit einem Abscheider 23a ir Verbindung steht. Gase vom oberen Ende des Gehäuse;
13 sowie von dem Auslaß 29 des Turmes 15 werde durcr eine Sammelleitung 36 in den Kondensator 21a und vor
da aus in den Abscheider 23a geführt
Der Aktivierungsturm 35 ist mit einem feuerfester Futter 41 versehen und weist am oberen Ende einei
Gasauslaß 42 auf, der mit einem Abscheider 23b mi einem Gasauslaß an seinem oberen Ende und einen
Flüssigkeitsauslaß an seinem unteren Ende verbündet ist Rohrleitungen verbinden die oberen Enden dei
Separatoren 23, 23a, 236 mit der Einlaß- bzw. Saugseiti
eines üblichen Kompressors 43, der mit einem Erhitzei 45 verbunden ist Die komprimierten Gase aus den
Erhitzer werden durch einen Abscheider 23c geleitel von wo aus sie durch einen Erhitzer 45a und durch eini
Roh rl ci Hi ng 46/U in K rhi ι/er 19 bzw. in dem linieren Teil
des Turmes 15 und durch die Leitung 47 /um Turm Ϊ5
geleitet werden. Die Kondensate der Abscheider 23,/. 23Λ und 23c' werden in einen Tccrbeliälter 54
abgelassen.
Der unlere Teil des Turmes 35 ist mit einer Kammer 47;) versehen, die die Aktivkohle zur Kühlung aufnimmt,
bevor sie entfernt wird. Der Turm ist lerner mit einem Ii in la Ii 48 für Dampf in einem kurzen Abstand oberhalb
der Kühlkammer verschen.
Hei der Durchführung des Verfahrens nach der Anmeldung unter Verwendung der in F i g. 1 dargestellten
Vorrichtung wird die Kammer 3 bis auf ciwa 4 cm vom oberen Rand mit dem zu behandelnden zelluloschaltigen
Material gefüllt, wobei sie durch den Dampfmantel 7 und Dampf aus der Leitung 4 auf etwa 90 bis
100"C erhitzt wird. Das Säuregemisch wird mit dem
Dampf aufgegeben und umgibt bzw. durchdringt das Holz. Die Temperatur des Dampfes beträgt dabei etwa
120 bis 1300C, vorzugsweise 122 bis 125°C. Der Druck
beträgt 3 ata. Durch den Kühlmantel 9 wird Dampf kondensiert und das Kondensat wird in den Behälter 16
abgeleitet. Die restlichen Dämpfe werden im Kondensator 21 niedergeschlagen. Die Flüssigkeit, die durch das
Sieb in den Behälter 16 gelangt sowie die Flüssigkeit aus dem Abscheider 21 werden in dem Behälter 25
gesammelt.
Die Temperatur am oberen Teil des Turmes wird durch den eintretenden Dampf etwa bei 120 bis 130 C
gehalten. Während der Extraktion werden Säuren gebildet. Die Menge der gebildeten Säure, die im
wesentlichen aus Essigsäure besteht, ist in F i g. 5 angegeben.
Der Temperaturbereich, in dem die Extraktion vorgenommen wird, kann 100 bis 150C betragen. Die
Reaktionszeit, während der das Material durch die beheizte Zone wandert, beträgt 30 Minuten bis fünf
Stunden. Statt das zellulosehaltige Material und den Dampf mit dem Säuregemisch im Gleichstrom durch
den Turm hindurchzuleiten, kann man jedoch auch im Gegenstrom arbeiten.
Bei der Verkohlung im Turm 15 entsteht ein Gas, das im wesentlichen CO, CO2. H2, CH4 und C2H4 enthält
sowie Teer, Wasser, Phenole, Aceton, Methanol und Sauren. Während das Verfahren anläuft, wird ein inertes
das wie CO.. eingeblasen, um das /elluloschalligc M1ItCiIaI /u schützen und insbesondere, um zn
verhindern, daß eine Verbrennung stattfindet. Im
"' weiteren Verlauf des Verfahrens kann das CO2 ersetzt
werden durch inerte Gase, die während des Verfahrens erhallen und zum Verkohlungslurm zurückgeführt
werden. Die Temperatur in dem Verkohlungsturm beträgt etwa /wischen 2SO und 5000C und die
ι» Erhiizungszcii zwischen zwei und zwölf Stunden.
Die Bedeutung des Verfahrens der Erfindung ist erkennbar aus den erhaltenen Produkten. Die Menge an
erhaltenen Zuckern beträgt zwischen 10 und 40%. berechnet auf getrocknetem Holz. Diese Zucker
i"> bestehen im wesentlichen aus Pentosen und Hexosen
und können für
bliche Zwecke, z.B. zur
Herstellung von Furfurol, Alkohol, Eiweiß, Futtermitteln u. dgl., verwendet werden. Die Säuren betragen
zwischen 5 bis 10% des Trockenholzgewichtes und
-" können bei dem Verfahren an Stelle von sonst
zuzusetzenden Säuren angewendet werden, oder aber abgetrennt und als solche oder nach der Raffination
verwendet werden. Die erhältliche Teermenge beträgt zwischen 12 und 4O0Xi des Trockcnholzgewichtcs. Es
-"> handelt sich dabei um leichte Teere, die für verschiedene Zwecke verwendet werden können, wie für die
Herstellung von Tallölen und Flotationsölen, Kreosoten. Maltol, Guajakol und ähnlichen Produkten. Einige
der Teere sind wasserlöslich, andere sind wasserunlös-
J(I lieh.
Die Temperatur im Aktivierungsturm kann zwischen 500 und 1000°C betragen. Die Aktivkohle fällt in einer
Menge von 17 bis 26Gew.-% des Trockenholzes an. Der M BT-Wert derartiger Aktivkohlen beträgt etwa 8
i~> bis 15, während der BET-Wert zwischen 665 und
1085 m-Vg liegt.
Man kann auch die Verkohlung mit der Aktivierung kombinieren, indem man das zellulosehaltige Material
nach der Extraktion schnell auf den Temperaturbereich
4n der Aktivierung von 500 bis 1000°Caufheizt,ohneinder
Zwischenstufe Teer und Säuren abzufangen. Die Eintrittszeit beträgt in diesem Falle etwa 30 Minuten bis
fünf Stunden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Gewinnung von Aktivkohle und Zuckern bei der kontinuierlichen Behandlung von Holz oder anderem zellulosehaltigen Material mit verdünnten Säuren und Dampf in einer geschlossenen Kammer, indem man das zu behandelnde Material und getrennt davon die verdünnten Säuren mit dem Dampf in den oberen Teil der Kammer gibt und dieses Gemisch Vi Stunde bis etwa 5 Stunden bei einer Temperatur zwischen 100 und 1500C auf das Material einwirken läßt, den Dampf kondensieren läßt und das zuckerhaltige Kondensat sowie den Rückstand am unteren Ende der Kammer abzieht nach Patent 1567 339, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand in einer Verkoh-Iungs- und Aktivierungsstufe zur Aktivkohle verarbeite' wird und die nicht kondensierten Gase der verschiedenen Verfahrensstufen in Abscheidern von den Kondensaten getrennt, anschließend komprimiert und aufgeheizt und schließlich in die Kammern der Verkohlungs- und Aktivierungsstufe im Kreislauf aufgegeben werden.
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DE1567339B2 (de) | 1975-01-23 |
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8340 | Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent |