DE19621252C1

DE19621252C1 - Verfahren zur Herstellung eines Holzkohleersatzstoffes oder von Aktivkohle

Info

Publication number: DE19621252C1
Application number: DE19621252A
Authority: DE
Original assignee: MUEHLEMEYER HERMANN
Current assignee: MUEHLEMEYER HERMANN
Priority date: 1996-05-25
Filing date: 1996-05-25
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2016-05-26
Also published as: BR9703395A; ID17364A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Holzkohle ersatzstoffes oder von Aktivkohle durch Verkohlung von kohlenstoff haltigem Ausgangsmaterial pflanzlichen Ursprungs, bei dem das Ausgangsmaterial unter Luftabschluß auf 180°C bis 600°C erhitzt wird.

Die Herstellung von Holzkohle durch Holzverkohlung oder Holz destillation, d. h. die Zersetzung von Holz durch trockenes Erhitzen unter Luftabschluß, ist ein seit langer Zeit bekannter Prozeß. Dieser wurde früher in Meilern durchgeführt. Hierbei wurde ein mit Erde abgedeckter Holzstoß unter minimaler Luftzufuhr zu Holzkohle verglimmt. Die Erhitzung des Holzes erfolgte innerhalb des Meilers durch die bei der Verkohlung entstehende Prozeßwärme.

Es sind auch sogenannte Meileröfen entwickelt worden. Hierbei handelt es sich um bewegliche eiserne oder ortsfest gemauerte Öfen zur Holz kohleerzeugung, die gegenüber den Meilern den Vorteil haben, daß neben der Holzkohle auch die Nebenprodukte wie Holzgas, Holzgeist, Holzteer und Rohholzessig als wirtschaftlich wichtige Bestandteile gewonnen werden können. Großtechnisch wird Holzkohle in eisernen Retorten und Rohöfen hergestellt, wobei auch die genannten Nebenprodukte gewonnen werden.

Da Holz ein wertvoller Rohstoff ist, der nicht in unbegrenzter Menge zur Verfügung steht, gibt es Bemühungen, für die Herstellung von Holz kohle andere Ausgangsmaterialien zu verwenden, die das Holz ersetzen können. In dem amerikanischen Patent US 3,525,674 werden unter anderem Nußschalen als geeignetes Ausgangsmaterial genannt. In der Praxis werden auch die harten Schalen der Kokosnuß zu einem Holzkohle ersatzstoff verarbeitet.

So wird in DE 38 32 276 A1 erwähnt, daß zur Herstellung von Aktivkohle Kokosnußschalen verwendet werden können. DE 38 32 276 A1 beschreibt auch die Herstellung eines Kohlefasergewebes durch Verkohlung bei 850°C, wobei als Kohlefaserausgangsstoffe Pech oder Fasern der Phenol-, Acryl-, aromatischen Polyamid- und Zellulosereihe in Frage kommen.

Die Fruchthülle der Kokosnüsse weist auf ihrer Oberfläche eine aus fasern bestehende Schicht auf. Bei der Verarbeitung von Kokosnüssen fällt dieses fasermaterial in großen Mengen an. Teilweise wird es ohne weitere Aufbereitung als Brennmaterial verwertet. Zur Herstellung von Kokosfasern wird die Faserschicht gewässert, und die verwertbaren Fasern werden mechanisch abgetrennt. Diese machen jedoch nur einen Anteil von 20 bis 25 Gew.-% der trockenen Faserschicht aus, und somit verbleibt ein Rückstand von 75 bis 80 Gew.-%. Durch das Wässern enthält der Rückstand 70 bis 90 Gew.-% Wasser und ist bisher als unverwertbares Abfallprodukt betrachtet worden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Her stellung eines Holzkohleersatzstoffes oder von Aktivkohle anzugeben, bei dem ein in wirtschaftlicher und ökologischer Hinsicht günstiger Ersatzstoff für Holz verarbeitet wird. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Faserschicht der Fruchthülle der Kokosnuß oder die bei der Herstellung von Kokosfasern anfallenden Rückstände durch die bekannten Verfahren der Verkohlung zu einer Holzkohle verarbeitet werden können, die eine außerordentlich hohe Qualität aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem die Faserschicht der fruchthüllen von Kokos nüssen oder Teile davon als Ausgangsmaterial für die Verkohlung verwendet werden.

Da Kokosfasern einen wertvollen Rohstoff darstellen, wird vorteilhaft nicht die vollständige Faserschicht, sondern die bei der Herstellung von Kokosfasern anfallenden Rückstände der Faserschicht als Ausgangs material verwendet.

Vorteilhaft wird der Wassergehalt des Ausgangsmaterials vor der Verkohlung durch Entwässerung und/oder Trocknung auf 25 bis 35 Gew.-% reduziert. Bei höheren Wassergehalten entsteht während der Verkohlung sehr viel Wasserdampf, und der Prozeß läuft nicht störungsfrei ab.

Während die Verkohlung im allgemeinen bei Temperaturen zwischen 180°C und 600°C durchgeführt werden kann, hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Prozeß bei einer Temperatur von 270°C bis 450°C durchzuführen. Die Anwendung von höheren Temperaturen als 600° ist möglich, aber unwirtschaftlich.

Das Erhitzen des Ausgangsmaterial kann durch eine externe Heizquelle bewirkt werden, oder es kann vorteilhaft die bei der Verkohlung ent stehende Prozeßwärme ausgenutzt werden.

Soweit andere kohlenstoffhaltige Materialien zur Verfügung stehen, können die Faserschichten oder deren Teile im Gemisch mit solchen Stoffen verkohlt werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um Sägespäne, Reisspelzen oder andere kohlenstoffhaltige Abfallstoffe handeln.

Zur Herstellung von Briketts wird das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Produkt brikettiert, d. h. zu Briketts gepreßt. Hierbei kann in bekannter Weise ein zusätzliches Bindemittel wie beispielsweise Kartoffelstärke, Reisstärke oder Maisstärke eingesetzt werden, oder der Prozeß wird so gesteuert, daß die bei der Verkohlung entstehenden flüssigen Zersetzungsprodukte im Produkt verbleiben. Da diese als Bindemittel wirken, kann das Produkt ohne zusätzliches Bindemittel zu Briketts gepreßt werden.

Vorteilhaft kann das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Produkt auch zur Herstellung von Aktivkohle oxidativ aktiviert werden. Hierzu behandelt man das verkohlte Material bei 700°C bis 1000°C mit Wasserdampf, Kohlendioxid und/oder Gemischen daraus, eventuell auch mit Luft.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

BEISPIEL

In einem Laborversuch wurden die Rückstände von faserschichten der Fruchthüllen von Kokosnüssen, die bei der Herstellung von Kokosfasern anfallen, zur Entwässerung unter hohem Druck gepreßt und anschließend getrocknet, bis der Wassergehalt auf 25 Gew.-% reduziert war. Mit dem so erhaltenen Produkt wurde ein Metallgefäß von 2 l Inhalt und 15 cm Durchmesser vollständig gefüllt. Das Gefäß wurde luftdicht ver schlossen, wobei jedoch eine Ableitung für die entstehenden Pyrolyse gase vorhanden war. Durch eine Außenbeheizung wurde die Temperatur im Inneren des Gefäßes auf 400°C erhöht. Diese Temperatur wurde 2 Stunden aufrechterhalten.

Als Produkt wurde eine pulverig-krümelige Masse gewonnen, die unter Mitverwendung von Kartoffelstärke als Bindemittel zu Briketts gepreßt wurde.

Eine Analyse der erhaltenen Briketts ergab einen Kohlenstoffgehalt von mehr als 90 Gew.-%.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Holzkohleersatzstoffes oder von Aktivkohle durch Verkohlung von kohlenstoffhaltigem Ausgangs material pflanzlichen Ursprungs, bei dem das Ausgangsmaterial unter Luftabschluß auf 180°C bis 600°C erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial die Faserschicht der Fruchthülle von Kokosnüssen oder Teile davon verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Herstellung von Kokosfasern anfallenden Rückstände der Faserschicht als Ausgangsmaterial verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt des Ausgangsmaterials vor der Verkohlung durch Ent wässerung und/oder Trocknung auf 25 bis 35 Gew.-% reduziert wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkohlung bei einer Temperatur von 270°C bis 450°C durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen durch eine externe Heizquelle bewirkt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen durch die bei der Verkohlung ent stehende Prozeßwärme bewirkt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserschicht oder deren Teile im Gemisch mit anderen kohlenstoffhaltigen Stoffen verkohlt werden.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das durch das Verkohlen erhaltene Produkt zu Briketts gepreßt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das durch das Verkohlen erhaltene Produkt zur Herstellung von Aktivkohle oxidativ aktiviert wird.