DE2003129B2

DE2003129B2 - Kugelförmiges, kohlenstoffhaltiges Filtermaterial für die Wasserreinigung

Info

Publication number: DE2003129B2
Application number: DE2003129A
Authority: DE
Inventors: Heribert Dipl.-Chem. Dr. Bertling; Heribert Echterhoff; Hugo 4300 Essen Horbel; Josef Dipl.-Chem. Dr. Langhoff; Dieter 4323 Altendorf Makrutzki; Werner Dr. 4640 Wattenscheid Peters
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Langhoff Josef Dipl-Chem Dr 4220 Dinslaken
Priority date: 1970-01-24
Filing date: 1970-01-24
Publication date: 1975-08-07
Also published as: DE2003129A1; DE2003129C3

Description

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Die Erfindung betrifft ein kugelförmiges aus Koks bestehendes Filtermaterial für die Mehrschichtenfiltration.

Bei der Wasserreinigung mittels der bekannten Zweischichtenfiltrationsmethode werden von den eingesetzten Filtermaterialien ganz bestimmte Eigenschaften verlangt. So soll das Filtermaterial der einen, kleinkörnigen Schicht ein relativ hohes spezifisches Gewicht besitzen. Für diese Schicht wird beispielsweise Sand verwendet. Demgegenüber muß das Filtermaterial der andeien, grobkörnigen Schicht über ein wesentlich niedrigeres spezifisches Gewicht verfügen, damit sich bei der Regeneration des Filtermaterials — der sogenannten Rückspülung ■— die beiden Filtermaterialien wegen ihres unterschiedlichen spezifischen Gewichts voneinander getrennt wieder absetzen. Eine Durchmischung der Materialien muß zur Aufrechterhaltung der räumlichen Filterwirkung bei dieser Filtrationsmethode unterbleiben. Es ist außerdem wichtig, daß bei dieser Filtrationsmethode das Filtermaterial in möglichst gleichförmiger und eng begrenzter Kornfraktion vorliegt.

Ein rückspülbares Flüssigkeitsfilter mit losem Filtermaterial ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 11 25 889 bekannt, bei dem als grobkörnig-leichte Materialien poröse Körper, vorzugsweise Koks, Bimskies, Schaumbeton und KunststoffkörpRr verwendet werden.

Auch die Verwendung eines kugelförmigen Filtermaterials ist aus dem »Chemischen Zentralblatt« 1568, Nr. 13, Ziffer 2047 bekannt, wo die Verwendung von Perlit als FilterhUfsstoff für die Filtrierung von Zuckersäften beschrieben wird.

Andererseits ist es aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 71 556 weiter bekannt, kugelförmige Formkokse herzustellen, indem man Feinkohlen oder Gemische aas Kohlen und Koksen mit oder ohne Zusatz eines Bindemittels unter Zugabe von Wasser pelletiert und diese Pellets bei Temperaturen von 380 bis 500° C langsam schwelt und anschließend mit einer Erhitzungsgeschwindigkeit mit mehr als 30° C/min bei Temperaturen bis zu etwa 1000° C verkokt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, aus kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterialien auf einfache Weise ein für die Wasserreinigung in der Zwei- oder Mehrschichtenfiltration gut brauchbares Filtermaterial zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Koks verwendet wird, der durch Mischen von pulverigen Steinkohlen, vorzugsweise Anthrazit, mit 5 bis 15% Hartpech (Erweichungspunkt nach Kr am er-Sar no w 130 bis 170° C), Mahlen auf eine Körnung 100% unter 0,5 mm, davon 60% unter 0,06 mm oder eine Körnung 100% unter 0,2 mm, davon 90% unter 0,12 mm, Pelletieren der grünen Masse zu Pellets von 1 bis 5 mm, vorzugsweise von 2 mm oder zu Pellets von 0,3 bis 1 mm Durchmesser und schneller Verkokung bei Temperaturen zwischen etwa 700 und 900° C hergestellt worden ist.

Sofern das Filtermaterial für besondere Verwendungszwecke einen äußerst geringen Durchmesser besitzen soll, wird das Ausgangsmaterial auf die geringere Feinheit gemahlen.

Wenn das Filtermaterial neben der Verwendung für die genannte Zweischichtenfiltration auch für andere Wasseraufbereitungen, z. B. für die Reinigung von Kesselspeisewasser, verwendet werden soll, erweist sich ein Kugelkoks als besonders geeignet, bei dessen Herstellung ein aschearmes Ausgangsmaterial benutzt worden ist. Auf diese Weise wird das unerwünschte Herauslösen von Mineral- und Begleitstoffen aus dem Filtermaterial verhindert.

Das kohlenstoffhaltige Filtermaterial läßt sich auch für die Mehrschichtenfiltration verwenden, sofern es über unterschiedliche Dichten verfügt, um das voneinander getrennte Absetzen der einzelnen Filterschichten nach der für die Filterreinigung erforderlichen Rückspülung zu gewährleisten. Dann sind Kugelkokse unterschiedlicher Dichte besonders geeignet, bei denen als Beimengung für die grüne Masse SiCh, TiCh, CnCb oder Basalt benutzt worden ist.

Für bestimmte Verwendungszwecke, z. B. zur Entfernung organischer Verunreinigungen aus Wasser oder für die Entfärbung und Reinigung von Flüssigkeiten ist als Filtermaterial ein Kugelkoks gut geeignet, bei dessen Herstellung während und/oder nach der Verkokung eine Teilvergasung durchgeführt worden ist.

Die folgenden Beispiele erläutern einige mögliche Herstellungswege für die Kugelkokse.

Beispiel 1

85 Gewichtsteile Anthrazitkohle, deren Aschegehalt (wf) 2,b uud deren Gehalt an flüchtigen Bestandteilen {waf) 6,7^e/o beträgt, werden mit 15% Hartpech (Erweichungspunkt nach Krämer-Sarnow 130 bis 170° C) vermischt und auf unter 0,5 ram aufgemahlen. Die Siebanalyse des Mischguts ergibt folgende Werte:

0,5 bisO,3 mm 1,2%,

0,3 bis 0,2 mm 2,7%

0,2 bis 0,1 mm 13,4<>/o

0,1 bis 0,06 mm 22,1%

< 0,06 mm 60,6%

Das auf diese Weise fein aufbereitete Gut wird unter Hinzufügen von 25,2% Wasser auf dem Pelletierteller agglomeriert. Bei einem Durchmesser des PelletierteL'ers von 1 m, einer Umdrehungszahl von 14 U/min und einer Neigung des Tellers von 47° C besitzen die anfallenden Grünpellets zum überwiegenden Teil einen Durchmesser zwischen 1 und 3 mm, vorzugsweise jedoch einen Durchmesser von etwa 2 mm. Die Grünpellets werden bei 850° C und bei einer Verweilzeit von 50 min durch Erhitzen mittels feinstkörniger Wärmeträger in einem schachtförmigen Reaktor verkokt. Die erhaltenen Kokspellets verfügen über vorzügliche Festigkeitseigenschaften, insbesondere über eine hohe Stoß- und Abriebhärte, die sie für den vorgesehenen Verwendungszweck besonders geeignet machen. Die Analyse der Kokspellets ergibt einen Gehalt von 2,72% Asche (wf), 0,97% flüchtige Bestandteile (waf) und 0,63% Gesamtschwefel. Die nach BET gemessene innere Oberfläche beträgt 17,1 m²/g vor der Teilvergasung und 454 bzw. 548 mVg nach 31- bzw. 50%igem Teilabbrand.

Beispiel 2

95 Gewichtsteile einer Eßkohle, deren Aschegehalt (wf) 4,5% und deren Gehalt an flüchtigen Bestandteilen (waf) 14,5% beträgt, werden mit 5% Hartpech (Erweichungspunkt nach Krämer-Sa r η ο w 130 bis 170° C) vermischt und auf untev 0,5 mm aufbereitet. Die Mischung wird unter Zugabe einer mit Wasser verdünnten, 10%igen Sulfitablauge auf dem Pelletierteller zu Kugeln mit einem Durchmesser von 1 bis 3 mm pelletiert. Die Pellets werden in einem direktbeheizten Drehrohrofen bei 900° C und bei einer mittleren Verweilzeit von

t₅ 60 min verkokt. Der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen (waf) in den verkokten Pellets beträgt 0,6%. Das Produkt verfügt bei einer wahren Dichte von 1,67 g/cm³ und einer scheinbaren Dichte von 0,87 g/cm³ über eine Porosität von 47,9%, das

_ao Schüttgewicht liegt bei 530 kg/m³.

Beispiel 3

72,5 Gewichtsteile einer Eßkohle, deren Aschegehalt (wf) 4,5% und deren Gehalt an flüchtigen Bestandteilen (waf) 14,5% beträgt, werden mit 20 Gewichtsteilen SiO2 und 7,5 Gewichtsteilen Hartpech vermischt und auf unter 0,2 mm mit einem Anteil von 90% unter 0,12 mm lufbereitet Die Mischung wird unter Zugabe von Wasser zu Kugeln mit einem Durchmesser von 0,3 bis 1 mm pelletiert. Diese Pellets werden in einem direktbeheizten Drehrohrofen bei 900° C und bei einer mittleren Verweilzeit von 50 min verkokt. Das Produkt verfügt bei einer wahren Dichte von 1,82 g/cm³ und einer scheinbaren Dichte von 0,95 g/cm³ über eine Porosität von 47,8%. Das Schüttgewicht liegt bei 510 kg/m³.

Claims

Patentansprüche:

1. Kugelförmiges aus Koks bestehendes Filtermaterial für die Mehrschichten filtration, dadurch gekennzeichnet, daß Koks verwendet wird, der duHh Mischen von pulverigen Steinkohlen, vorzugsweise Anthrazit, mit 5 bis 15% Hartpech (Erweichungspunkt nach Krämer-Sarnow 130 bis 170⁰C), Mahlen auf eine Körnung 100% unter 0,5 mm, davon 60% unter 0,06 mm oder eine Körnung 100% unter 0,2 mm, davon 90% unter 0,12 mm, Pelletieren der grünen Masse zu Pellets von 1 bis S mm, vorzugsweise von 2 mm oder zu Pellets von 0,3 bis 1 mm Durchmesser und schneller Verkokung bei Temperaturen zwischen etwa 700 und 900° C hergestellt worden ist

2. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dessen Herstellung ein ^ao aschearmes Ausgangsmaterial benutzt worden ist.

3. Filtermaterial nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei dessen Herstellung während und/oder nach der Verkokung eine ^a5 Teilvergasung durchgeführt worden ist.

4. Filtermaterial nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Beimengung für die grüne Masse S1O2, TiCh, CnCb oder Basalt benutzt worden ist.