DE2003129C3 - Verwendung von aus pulvrigen Steinkohlen gebildeten Kokspellets als kugelförmiges Filtermaterial in der Mehrschichtenfiltration - Google Patents
Verwendung von aus pulvrigen Steinkohlen gebildeten Kokspellets als kugelförmiges Filtermaterial in der MehrschichtenfiltrationInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines kugelförmigen, aus Koks bestehenden Filtermalerials 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 Filiermaterial der anderen, 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 Gewichtes 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 Filter·
material ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 11 25 889 bekannt, bei dem als grobkörnig-leichte
Materialien poröse Körper, vorzugsweise Koks, Bims· kies, Schaumbeton und Kunststoffkörper, verwendet
werden.
Ferner ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 18 OCM26 ein Verfahren zur Herstellung eines tat
Aufbereitung von Flüssigkeiten dienenden körnigen Filtermaterials aus Kohle bekannt, mit dem sich
einerseits das Porenvolumen gegenüber dem Ausgangsmaterial variieren läßt, andererseits aber das so
hergestellte Filtermaterial hydrophile Eigenschaften erhält. Ein solcher Koks läßt sich bei der thermischen
Behandlung einer Mischung aus fein aufgemahlener Kohle und Steinkohlenteerpech bis zur gänzlichen.
mindestens aber tejlweisen Austreibung ihrer flüchtigen
Bestandteile herstellen.
Auch die Verwendung eines kugelförmigen Filtermaterials ist aus dem »Chemischen Zentralblau« 1968, Nr.
13, Ziffer 2047 bekannt, wo die Verwendung von Perlit
als Filterhilfsstoff 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 aus Kohlen und Koksen mit oder ohne Zusatz eines Bindemittels unter Zugabe von Wasser pelletiert
und diese Pellets bei Temperaturen von 380 bis 5000C 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 Tecrp'ir liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, aus kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterialien auf einfache Weise ein für die
Wasserreinigung in der Zwei- oder Mehrschichtenfiltration gut brauchbares Filtermaterial zu schaffen, das eine
große Durchsatzleistung bei hohen Standzeiten und einer besseren Rückspülung als bei den bekannten
Kokspellets aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Verwendung von aus pulverigen Steinkohlen,
vorzugsweise Anthrazit, mit 5 bis 15% Hartpech (Erweichungspunkt nach Krämer-Sarnow 130 bis
1700C), Mahlen der Mischung auf eine Körnung von 100% unter 0,5 mm, davon 60% unter 0,06 mm, oder
eine Körnung von 100% unter 02 mm, davon 90% unter 0,12 mm Durchmesser, Pelletieren der grünen Masse
nach Zusatz von pulverigem S1O2, TiO2, CrO2 oder
Basalt zu Mischpellets von 1 bis 5 mm, vorzugsweise von 2 mm, oder zu Pellets von 03 bis I mm Durchmesser
und schneller Verkokung bei Temperaturen zwischen etwa 700 und 900*C gebildeten Kokspellets als
kugelförmiges Filtermaterial in der Mehrschichtenfiltration.
Sofern das Filtermaterial für besondere Verwendungszwecke einen äußerst geringen Durchmesser
besitzen soll, wird das Ausgangsmaterial auf die geringere Feinheit gemahlen.
Wenn das Filtermaterial bei der Verwendung in der genannten Zweischichtenfiltration für andere Wasseraufbereitungen, z. B. für die Reinigung von Kesselspeisewasser, verwendet werden soll, erweisen sich
Kokspellets als besonders geeignet, bei deren Herstellung ein aschearmes Ausgangsmateri?.!, benutzt worden
ist. Auf diese Weise wird das unerwünschte Herauslösen volt Mineral- und Begleitstoffen aus dem Filtermaterial
verhindert.
Das kugelförmige Filtermaterial läßt sich für die Mehrschichtnnfillralion verwenden, da es über unterschiedliche Dichten verfügt, um das voneinander
getrennte Absetzen der einzelnen Filterschichten nach der für die Filterreinigung erforderlichen Rückspülung
zu gewährleisten, wobei Kokspellets geeignet sind, bei denen durch die Beimengung von SiO2, TiOj, Cr2O3 oder
Basalt zur grünen Masse eine unterschiedliche Dichte eingestellt worden ist.
Für bestimmte Verwendungszwecke, z. B. zur Entfernung organischer Verunreinigungen aus Wasser oder
für die Entfärbung und Reinigung von Flüssigkeiten sind als Filtermaterial Kokspellets gut geeignet, bei deren
Herstellung während und/oder nach der Verkokung eine Teilvergasung durchgeführt worden ist.
lungswcge für die Herstellung der erfindungsgemäB
verwendeten Kokspellets.
85 Gewichtsteile Anthrazitkohle, deren Aschegehalt (wf) 2,6 und deren Gehalt an flüchtigen Bestandteilen
(waf) 6,7% beträgt, werden mit 15% Hartpech
(Erweichungspunkt nach Krämer-Sarnow 130 bis
170°C) vermischt und auf unter 0,5 mm aufgemahlen. Die Siebanalyse des Mischguts ergibt folgende Werte:
0,5 bis 03 mm 1,2%
03 bis 0,2 mm 2.7%
0,2 bis 0,1 mm 13,4%
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 Pelletiertellers
von 1 m, einer Umdrehungszahl von 14 U/min und einer Neigung des Tellers von 47" besitzen die
anfallenden Grünpellets zum überwiegenden Teil einen Durchmesser zwischen 1 und 3 mm, vorzugsweise
jedoch emen Durchmesser von etwa 2 mm. Die Grünpellets werden bei 8500C und bei einer Verweilzeit
von 50 min durch Erhitzen mittels fei/dcörniger Wärmeträger
in einem schachtförmigen Reaktor verkokt. Die erhaltenen Kokspcllets verfugen 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), 0^7% flüchtige Bestandteile (waf) und
0.63% Gesamtschwefel. Die nach BET gemessene innere Oberfläche beträgt 17.1 mVg vor der Teilvergasung
und 454 bzw. 548m2/g nach 31- bzw. 50%igem
Teilabbrand.
95 Gewichtsteile einer EOkohle, deren Aschegehalt
(wf)4,5% und deren Gehalt an flüchtigen Bestandteilen (waf) 14.5% beträgt, werden mit 5% Hartpech
(Erweichungspunkt nach Krämer-Sarnow 130 bis 170"C) vermischt und auf unter 0,5 mm aufbereitet. Die
Mischung wird unter Zugabe einer mit Wasser verdünnten, 10%igen Sulfitablauge auf dem Pelletierteller
/u Kugeln mit einem Durchmesser von 1 bis 3 mm pelletiert. Die Pellets werden in einem direktbeheizten
Drehrohrofen bei 9000C und bei einer mittleren Verweilzeit von 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/cmJ und einer scheinbaren Dichte von
0,87 g/cm1 über eine Porosität von 475%, das Schüttgewicht
liegt bei 530 kg/m1.
72,5 Gewichtsteile einer Eßkohle, deren Aschegehalt
j: (wf)4,5°/o und deren Gehalt an flüchtigen Bestandteilen
(waf) 14,5% beträgt, werden mit 20 Gewichtsteilen S1O2
und 7,5 Gewichtsteilen Hartpech vermischt und auf unter 0,2 mm mit einem Anteil von 90% unter 0,12 mm
aufbereitet. Die Mischung wird unter Zugabe von
tu Wasser zu Kugeln m<i einem Durchmesser von 03 bis
1 mm pelletiert. Diese Pellets werden in einem direktbeheizten Drehrohrofen bei 9000C und bei einer
mittleren Verweilzeil von 50 min verkokt. Das Produkt verfügt bei einer wahren Dichte von 1,82 g/cmJ und
1. einer scheinbaren Dichte von 035 g/cmJ über eine
Porosität von 47,8%. Das Schüttgewicht liegt bei 51Q kg/mJ.
Claims (3)
1. Die Verwendung von aus pulverigen Steinkohlen, vorzugsweise Anthrazit, mit 5 bis 15% Hartpech
(Erweichungspunkt nach Krämer-Samow von 130 bis 1700C), Mahlen der Mischung auf eine Körnung
von 100% unter 0,5 mm, davon 60% unter 0,06 mm, oder eine Körnung von 100% unter 0,2 mm, davon
90% unter 0,12 mm Durchmesser, Pelletieren der grünen Masse nach Zusatz von pulverigem SiOj,
TiO3. CrO2 oder Basalt zu Mischpellets 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 700 und 9000C gebildeten Kokspellets als kugelförmiges Filtermaterial in
der Mehrschichtenfiltration.
2. Die Verwendung von Kokspellets aus pulverigen Steinkohlen nach Anspruch 1, die aus einem
aschearmen Ausgangsmaterial gebildet sind, für den Zweck nach Anspruch I.
3. Die Verwendung von Kokspellets aus pulverigen Steinkohlen nach Anspruch 1 oder 2, für den
Zweck nach Anspruch 1, die während und/oder nach
der Verkokung einer Teilverga<*ing unterworfen
sind.
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Owner name: LANGHOFF, JOSEF, DIPL.-CHEM. DR., 4220 DINSLAKEN, |
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