-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Drehrohr, insbesondere für einen
Drehrohrofen zur Herstellung von Aktivkohle, nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie einen Drehrohrofen mit einem solchen Drehrohr.
Ein solches Drehrohr bzw. ein solcher Drehrohrofen eignet sich insbesondere
zu Zwecken der Verwendung zur Herstellung von Aktivkohle.
-
Aktivkohle
ist aufgrund ihrer recht unspezifischen adsorptiven Eigenschaften
das am meisten angewandte Adsorbens. Gesetzliche Auflagen, aber auch
das steigende Bewußtsein
der Verantwortung für
die Umwelt, führen
zu einem steigenden Bedarf an Aktivkohle.
-
Dabei
wird die Aktivkohle zunehmend sowohl im zivilen wie auch im militärischen
Bereich angewendet. Im zivilen Bereich kommt die Aktivkohle beispielsweise
für die
Aufreinigung von Gasen, Filteranlagen für die Klimatisation, Autofiltern
etc. zur Anwendung, während
im militärischen
Bereich die Aktivkohle Verwendung in Schutzmaterialien aller Art findet
(z. B. Atemschutzmasken, Schutzabdeckungen und Schutzbekleidungsstücken aller
Art, wie z. B. Schutzanzügen
etc.)
-
Aktivkohle
wird im allgemeinen durch Carbonisierung (synonym auch als Schwelung,
Pyrolyse oder Verkokung bezeichnet) und nachfolgende Aktivierung
geeigneter kohlenstoffhaltiger Ausgangsmaterialien erhalten. Dabei
werden solche Ausgangsmaterialien bevorzugt, die zu ökonomisch
vernünftigen
Ausbeuten führen.
Denn die Gewichtsverluste durch Abspalten flüchtiger Bestandteile bei der
Carbonisierung und durch den Abbrand beim Aktivieren sind erheblich.
Für weitere
Einzelheiten zur Herstellung von Aktivkohle kann beispielsweise
verwiesen werden auf H. v. Kienle und E. Bäder, Aktivkohle und ihre industrielle
Anwendung, Enke Verlag Stuttgart, 1980.
-
Die
Beschaffenheit der erzeugten Aktivkohle – fein- oder grobporig, fest
oder brüchig
etc. – hängt vom
kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterial ab. Übliche Ausgangsmaterialien
sind beispielsweise Kokosnußschalen,
Holzabfälle,
Torf, Steinkohle, Peche, aber auch besondere Kunststoffe, wie z.
B. sulfonierte Po lymere, die unter anderem bei der Herstellung von
Aktivkohle in Form von Körnchen
oder Kügelchen
eine große
Rolle spielen.
-
Aktivkohle
wird in verschiedenen Formen verwendet: Pulverkohle, Splitterkohle,
Kornkohle, Formkohle und seit Ende der 1970er Jahre auch korn- und
kugelförmige
Aktivkohle (sogenannte "Kornkohle" bzw. "Kugelkohle"). Kornförmige, insbesondere
kugelförmige
Aktivkohle hat gegenüber
anderen Formen von Aktivkohle wie Pulver-, Splitterkohle und dergleichen
eine Reihe von Vorteilen, die sie für bestimmte Applikationen wertvoll
oder sogar unverzichtbar macht: Sie ist rieselfähig, enorm abriebfest und staubfrei
und sehr hart. Kornkohle, insbesondere Kugelkohle, ist wegen ihrer
speziellen Form, aber auch wegen der extrem hohen Abriebfestigkeit
für besondere
Einsatzgebiete, so z. B. Flächenfiltermaterialien
für Schutzanzüge gegen
chemische Gifte oder Filter für
niedrige Schadstoffkonzentrationen in großen Luftmengen, sehr gefragt.
-
Bei
der Herstellung von Aktivkohle, insbesondere Kornkohle und Kugelkohle,
wird in den meisten Fällen
von geeigneten Polymeren ausgegangen. Bevorzugt kommen sulfonierte
Polymere, insbesondere sulfonierte divinylbenzolvernetze Styrolpolymere,
zum Einsatz, wobei die Sulfonierung auch in situ in Gegenwart von
Schwefelsäure
bzw. Oleum erreicht werden kann. Als geeignetes Ausgangsmaterial
dienen z. B. Ionenaustauscherharze bzw. deren Vorstufen, bei denen
es sich zumeist um divinylbenzolvernetzte Polystyrolharze handelt,
wobei im Falle der fertigen Ionenaustauscher die Sulfonsäuregruppen
bereits im Material vorhanden sind und im Falle der Ionenaustauschervorstufen
noch durch Sulfonierung eingeführt
werden müssen.
Die Sulfonsäuregruppen
spielen eine entscheidende Funktion, da ihnen die Rolle eines Vernetzers
zukommen, indem sie bei der Carbonisierung abgespalten werden. Nachteilig
und problematisch sind aber insbesondere die großen Mengen an freigesetzten
Schwefeldioxid sowie die damit unter anderem verbundenen Korrosionsprobleme
in den Herstellapparaturen.
-
Üblicherweise
erfolgt die Herstellung von Aktivkohle in Drehrohröfen. Diese
weisen beispielsweise eine Eintragsstelle für die Rohstoffbeschickung am
Ofenanfang und eine Austragsstelle für das Endprodukt am Ofenende
auf.
-
Bei
den herkömmlichen
Prozessen zur Herstellung von Aktivkohle nach dem Stand der Technik werden
bei der diskontinuierlichen Herstellung sowohl die Carbonisierung
als auch die nachfolgende Aktivierung in einem Drehrohr durchgeführt.
-
Bei
der Carbonisierung, welcher einer Phase der Vorcarbonisierung bzw.
Vorschwelung vorangehen kann, erfolgt die Umwandlung des kohlenstoffhaltigen
Ausgangsmaterials zu Kohlenstoff, d. h. mit anderen Worten wird
das Ausgangsmaterial verkohlt. Bei der Carbonisierung der zuvor
genannten organischen Polymere auf Basis von Styrol und Divinylbenzol,
die vernetzende funktionelle chemische Gruppen, welche bei ihrer
thermischen Zersetzung zu freien Radikalen und somit zu Vernetzungen
führen,
insbesondere Sulfonsäuregruppen,
enthalten, werden – unter
Abspaltung flüchtiger
Bestandteile, wie insbesondere SO2 – die funktionellen
chemischen Gruppen, insbesondere Sulfonsäuregruppen, zerstört, und
es bilden sich freie Radikale, die eine starke Vernetzung bewirken – ohne die
es keinen Pyrolyserückstand
(= Kohlenstoff) gäbe.
Geeignete Ausgangspolymere der vorgenannten Art sind insbesondere
Ionenaustauscherharze (z. B. Kationenaustauscherharze bzw. saure
Ionenaustauscherharze, vorzugsweise mit Sulfonsäuregruppen, so z. B. Kationenaustauscherharze
auf Basis sulfonierter Styrol/Divinylbenzol-Copolymere) bzw. deren
Vorstufen (d. h. die unsulfonierten Ionenaustauscherharze, welche
vor oder bei der Carbonisierung noch mit einem geeigneten Sulfonierungsmittel,
wie z. B. Schwefelsäure und/oder
Oleum, sulfoniert werden müssen).
Im allgemeinen wird die Pyrolyse unter inerter Atmosphäre (z. B.
Stickstoff) oder allenfalls leicht oxidierender Atmosphäre durchgeführt. Gleichermaßen kann
es vorteilhaft sein, während
der Carbonisierung, insbesondere bei höheren Temperaturen (z. B. im
Bereich von etwa 500 °C
bis 650 °C),
zu der Inertatmosphäre
eine kleinere Menge an Sauerstoff, insbesondere in Form von Luft
(z. B. 1 bis 5 %), zuzugeben, um eine Oxidation des carbonisierten
Polymerskeletts zu bewirken und auf diese Weise die nachfolgende
Aktivierung zu erleichtern.
-
Aufgrund
der bei der Carbonisierung abgespaltenen sauren Reaktionsprodukte
(z. B. SO2) ist diese Stufe des Herstellungsprozesses
der Aktivkohle extrem korrosiv in bezug auf das Ofenmaterial und stellt
höchste
Ansprüche
in bezug auf die Korrosionsbeständigkeit
des Drehrohrofenmaterials.
-
Der
Carbonisierung schließt
sich dann die Aktivierung des carbonisierten Ausgangsmaterials an.
Das Grundprinzip der Aktivierung besteht darin, einen Teil des bei
der Schwelung generierten Kohlenstoffs selektiv und gezielt unter
geeigneten Bedingungen abzubauen. Hierdurch entstehen zahlreiche Poren,
Spalten und Risse, und die auf die Masseneinheit bezogene Oberfläche der
Aktivkohle nimmt erheblich zu. Bei der Aktivierung wird also ein
gezielter Abbrand der Kohle vorgenommen. Da bei der Aktivierung
Kohlenstoff abgebaut wird, tritt bei diesem Vorgang ein zum Teil
erheblicher Substanzverlust ein, welcher unter optimalen Bedingungen
gleichbedeutend mit einer Erhöhung
der Porosität
ist und eine Zunahme der inneren Oberfläche (Porenvolumen) der Aktivkohle
bedeutet. Die Aktivierung erfolgt daher unter selektiv bzw. kontrolliert
oxidierenden Bedingungen. Übliche
Aktivierungsgase sind im allgemeinen Sauerstoff, insbesondere in
Form von Luft, Wasserdampf und/oder Kohlendioxid sowie Gemischen diese
Aktivierungsgase. Den Aktivierungsgasen können gegebenenfalls Inertgase
(z. B. Stickstoff) zusesetzt werden. Um eine technisch ausreichend
hohe Reaktionsgeschwindigkeit zu erzielen, wird die Aktivierung
im allgemeinen bei relativ hohen Temperaturen durchgeführt, insbesondere
im Temperaturbereich von 700 °C
bis 1.200 °C,
vorzugsweise 800 °C bis
1.100 °C.
Dies stellt hohe Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit
des Drohrohrofenmaterials.
-
Da
das Drehrohrofenmaterial also einerseits den sehr korrosiven Bedingungen
der Carbonisierungsphase als auch den Hochtemperaturbedingungen
der Aktivierungsphase standhalten muß, kommen für die Herstellung des Drehrohrofens
nur solche Materialien zum Einsatz, welche eine gute Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit
aufweisen, d. h. insbesondere Stähle,
welche eine gute Beständigkeit gegenüber chemisch
aggressiven Materialien, insbesondere eine gute Korrosionsbeständigkeit,
sowie eine gute Hochtemperaturbeständigkeit in einem einzigen
Material vereinen.
-
Trotz
der Hochtemperaturbeständigkeit
der für
das Drehrohr üblicherweise
eingesetzten Materialien, insbesondere Stahl, führen die hohen Betriebstemperaturen
bei der Aktivkohleherstellung, die bis zu 1.200 °C oder sogar mehr erreichen
können,
dazu, daß diese
Materialien bzw. der Stahl unter diesen extremen Temperaturen relativ
weich werden und an Formstabilität
verlieren und infolgedessen zu einer gewissen Anfälligkeit
in bezug auf mechanische Deformationen neigen. Verfahrensimmanent
treten bei der Aktivherstellung starke Druckdifferenzen und Druckschwankungen
auf: Dies ist insbesondere dadurch bedingt, daß einerseits gasförmige Abbauprodukte
generiert werden und andererseits Reaktions- bzw. Prozeßgase zugeführt werden
müssen
und unter wechselnden Druckbedingungen (z. B. Atmosphärendruck
und reduziertem Druck bzw. Vakuum) gearbeitet wird, wobei die Druckverhältnisse
nicht über
die gesamte Verfahrensdauer der Aktivkohleherstellung konstantgehalten
werden können.
Dies führt
teilweise dazu, daß die
nicht unerheblichen Druckdifferenzen und Druckschwankungen im Betriebszustand
eine Deformation des Drehrohres bewirken können. Dies kann zu Schäden an der
Drehrohrapparatur und zu einer vorzeitigen Materialermüdung führen, und
zum anderen sind die Prozeßführung und
die Prozeßkontrolle
hierdurch nicht unerheblich erschwert.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, eine Apparatur
bzw. ein Drehrohr zur Verfügung
zu stellen, welche bzw. welches sich insbesondere für die Herstellung
von Aktivkohle eignet, wobei die zuvor geschilderten Nachteile des Standes
der Technik zumindest teilweise vermieden oder aber wenigstens abgeschwächt werden
sollen.
-
Zur
Lösung
des zuvor geschilderten Problems schlägt die vorliegende Erfindung
ein Drehrohr nach Anspruch 1 vor. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der diesbezüglichen
Unteransprüche.
-
Weiterer
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Drehrohrofen nach
Anspruch 24, welcher das Drehrohr nach der vorliegenden Erfindung
umfaßt.
-
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung – gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung – ist somit ein Drehrohr, insbesondere
für einen Drehrohrofen
zur Herstellung von Aktivkohle, wobei das Drehrohr außenseitig
mit mindestens einem Verstärkungselement
zur Stabilisierung des Drehrohres im Betriebszustand versehen ist.
Somit wird ein Drehrohr mit Verstärkungselementen bereitgestellt, das
im Betriebszustand, insbesondere unter extremen Temperaturbedingungen,
formstabil ist und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Deformationen
aufweist.
-
Denn
die Anmelderin hat überraschenderweise
herausgefunden, daß die
mechanische Stabilität
bzw. die Formstabilität
des Drehrohres im Betriebszustand, insbesondere auch unter extremen Bedingungen
(wie sie z. B. bei der Aktivkohleherstellung auftreten), beträchtlich
verbessert werden kann, wenn das Drehrohr an seiner Außenseite
bzw. Außenwandung
mit mindestens einem Verstärkungselement,
vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Verstärkungselementen, versehen wird.
-
Auf
diese Weise wird ein Drehrohr geschaffen, welches mechanischen Deformationen
besser widerstehen kann und resistenter auch gegenüber starken
Druckdifferenzen und Druckschwankungen ist und somit auch unter
Betriebsbedingungen formstabil ist. Das erfindungsgemäße Drehrohr
weist folglich eine verbesserte Lebensdauer mit verringerter Tendenz
zur vorzeitigen Materialermüdung
auf. Auch sind infolgedessen die Prozeßführung und Prozeßkontrolle
erleichtert.
-
Weitere
Vorteile, Eigenschaften, Aspekte, Besonderheiten und Merkmale der
vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels.
Es zeigt:
-
1 eine
schematische Seitenansicht eines Drehrohrofens nach einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung im Schnitt (1) sowie
Ausschnitte a), b), c) und d) von verschieden ausgebildeten, erfindungsgemäß bevorzugten
Ausgestaltungen der Verstärkungselemente;
-
2A einen
radialen Querschnitt durch das Drehrohr;
-
2B einen
vergrößerten Ausschnitt
des in 2A gekennzeichneten Bereiches;
-
3A–C eine
schematische Darstellung von Profilen von Mischelementen mit unterschiedlich ausgebildeten
Befestigungsabschnitten sowie eine schematische Darstellung der
Verstärkungselemente.
-
1, 2A, 2B sowie 3A bis 3C zeigen
ein Drehrohr 1 nach der vorliegenden Erfindung, welches
in einem Drehrohrofen zur Herstellung von Aktivkohle verwendet werden
kann. Wie den Abbildungen zu entnehmen ist, ist das erfindungsgemäße Drehrohr 1 außenseitig
mit mindestens einem Verstärkungselement 8 zur
Stabilisierung des Drehrohres 1 im Betriebszustand versehen.
-
Wie
den 1, 2A, 2B sowie 3A bis 3C weiterhin
zu entnehmen ist, können
im Innenraum 2 des Drehrohres 1 Mischelemente 3 für die Umwälzung bzw.
Durchmischung von in dem Innenraum 2 des Drehrohres 1 befindlichem
Beladungsgut 4 angeordnet sein. Bei den Mischelementen 3 kann
es sich erfindungsgemäß beispielsweise um
Umwälz-
oder Wendebleche, welche synonym auch als Materialleitbleche bezeichnet
werden, handeln. Das Drehrohr 1 kann Durchbrechungen 5 aufweisen,
welche der Aufnahme von Befestigungsabschnitten 6 der Mischelemente 3 dienen.
Vorzugsweise sind die Befestigungsabschnitte 6 der Mischelemente 3 mit
dem Drehrohr 1 außenseitig
verschweißt.
Mit anderen Worten kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Mischelemente 3 das Drehrohr 1 radial
durchgreifen und insbesondere außen bzw. außenseitig mit dem Drehrohr 1 verschweißt sind.
-
Das
Drehrohr 1 als solches kann insbesondere in der Art ausgebildet
sein, wie es in der DE 10 2004 036 109.6 vom 24. Juli 2004 beschrieben
ist, deren gesamter Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme
eingeschlossen ist.
-
Was
das Verstärkungselement 8 anbelangt, so
dient dieses zur mechanischen Stabilisierung des Drehrohres 1,
insbesondere wenn dieses im Betriebszustand hohen Temperaturen und
starken Druckschwankungen bzw. Druckdifferenzen ausgesetzt ist.
Auf diese Weise wird somit aufgrund der erfindungsgemäßen Ausstattung
des Drehrohres 1 mit mindestens einem Verstärkungselement 8 eine
gegenüber
dem Stand der Technik signifikant verbesserte Formstabilität bzw. Beständigkeit
des Drehrohres 1 gegenüber
Deformationen, insbesondere im Betriebszustand, gewährleistet.
-
Das
Verstärkungselement 8 kann
derart ausgebildet sein, daß das
Drehrohr 1 in seinem Querschnitt und/oder in seiner Längserstreckung
stabilisiert wird. Wie in den 1 sowie 2A und 2B zu
sehen ist, kann sich das Verstärkungselement 8 peripher
um das Drehrohr 1 erstrecken. Dabei kann sich das Ver stärkungselement 8 beispielsweise senkrecht
oder geneigt zur Drehachse des Drehrohres 1 erstrecken,
wodurch eine Verstärkung
bzw. Stabilisierung des Querschnittes des Drehrohres 1 realisiert
wird. Was den Begriff "peripher" betrifft, so bezieht
sich dieser auf eine umfangsmäßige Anordnung des
Verstärkungselementes 8 auf
der Außenseite bzw.
Außenwandung
des Drehrohres 1.
-
Was
die Anordnung des Verstärkungselementes 8 betrifft,
so ist dieses gemäß einer
erfindungsgemäß bevorzugten
Ausführungsform
koaxial zum Drehrohr 1 angeordnet, wie 1 und 2A zeigen.
Somit sind das Verstärkungselement 8 und das
Drehrohr 1 in der Querschnittsfläche konzentrisch zueinander
angeordnet.
-
Weiterhin
verdeutlichen die Ausschnittsvergrößerungen a) bis d) von 1 sowie 2A,
daß sich
das Verstärkungselement 8 vorzugsweise
zumindest im wesentlichen vollständig über den
Umfang des Drehrohres 1 erstreckt. Gleichermaßen ist es
jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch auch möglich, daß sich das
Verstärkungselement 8 abschnittsweise,
beispielsweise segmentartig, über
den Umfang des Drehrohres 1 erstreckt.
-
1 und 2A zeigen,
daß das
Verstärkungselement 8 gemäß einer
erfindungsgemäß besonders
bevorzugten Ausführungsform
ringförmig ausgebildet
ist. Dabei kann das Verstärkungselement 8 beispielsweise
als Ringflansch bzw. nach Art eines Hohlzylinders ausgebildet sein.
Um ein enges und das Drehrohr 1 stabilisierendes Anliegen
des Verstärkungselementes 8 auf
der Außenwandung
des Drehrohres 1 zu gewährleisten,
sollte dabei der Innendurchmesser des Verstärkungselementes 8 zumindest
im wesentlichen dem Außendurchmesser des
Drehrohres 1 entsprechen.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf eine ring- oder hohlzylindrische
Ausbildung des Verstärkungselementes 8 beschränkt. So
kann es beispielsweise auch vorgesehen sein, daß das Verstärkungselement 8 rippenartig
oder schraubenlinienförmig ausgebildet
ist. Bei einer schraubenlinienförmigen Ausbildung
des Verstärkungselementes 8 erstreckt sich
das Verstärkungselement 8 gewissermaßen helixartig
in Längsrichtung
des Drehrohres 1 um dessen Umfang; auch bei dieser, in
den Figuren nicht dargestellten Ausführungs form können das
Verstärkungselement 8 und
das Drehrohr 1 koaxial zueinander verlaufen bzw. angeordnet
sein.
-
Gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
kann sich das Verstärkungselement 8 axial
entlang des Drehrohres 1 erstrecken, wodurch insbesondere
eine Stabilisierung des Drehrohres 1 in seiner Längserstreckung
erreicht wird. Dabei kann sich das Verstärkungselement 8 insbesondere über die
gesamte Länge
des Drehrohres 1 erstrecken. Was die axiale Anordnung des
Verstärkungselementes 8 betrifft,
so kann das Verstärkungselement 8 bei
dieser, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform beispielsweise parallel
zur Dreh- bzw. Längsachse
des Drehrohres 1 auf der Außenwandung des Drehrohres 1 angeordnet
sein.
-
Wie 1 sowie 3A, 3B und 3C zeigen,
weist das Verstärkungselement 8 als solches
z. B. einen zumindest im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf,
wobei sich der Querschnitt des Verstärkungselementes 8 auf
die Schnittfläche gemäß einem
Schnitt in Radialebene des Verstärkungselementes 8 bezieht.
Die Höhe
bzw. Breite des Querschnittes des Verstärkungselementes 8 kann
in weiten Grenzen variieren. Erfindungsgemäß bevorzugt können die
Höhe und
Breite des Querschnittes des Verstärkungselementes 8 beispielsweise
0,5 cm bis 10 cm, vorzugsweise 0,5 cm bis 8 cm, bevorzugt 1 cm bis
6 cm, besonders bevorzugt 1 cm bis 5 cm, betragen. Erfindungsgemäß kann der
Querschnitt z. B. quadratisch ausgebildet sein, es ist jedoch gleichermaßen möglich und
erfindungsgemäß bevorzugt,
daß die
Höhe und
die Breite des Querschnittes des Verstärkungselementes 8 unterschiedlich
sind. Hierbei ist es bevorzugt, daß die Höhe des Querschnittes des Verstärkungselementes 8 größer ist
als dessen Breite. Erfindungsgemäß ist es
jedoch auch grundsätzlich
möglich,
daß der
Querschnitt des Verstärkungselementes 8 zumindest
im wesentlichen kreisförmig
bzw. rund ausgebildet ist, beispielsweise nach Art eines kreisförmig geschlossenen
Stahldrahtes.
-
Erfindungsgemäß bevorzugt
ist das Verstärkungselement 8 mit
dem Drehrohr 1 über
eine Schweißverbindung 9 verschweißt, wie
in den 1, 2A, 2B sowie 3A bis 3C zu
sehen ist. Hierdurch wird eine dauerhafte Verbindung zwischen Verstärkungselement 8 einerseits
und Drehrohr 1 andererseits gewährleistet. Gemäß einer
erfindungsgemäß bevorzugten
Ausführungsform
verläuft die
Schweißverbindung 9 entlang
einer Kontaktlinie des Verstärkungselementes 8 mit
dem Drehrohr 1 unterbrechungsfrei, wie es insbesondere
in den Ausschnittsvergrößerungen
a) bis d) gemäß 1 sowie in 2A zu
sehen ist. Alternativ ist aber auch eine abschnittsweise bzw. segmentartige
Schweißverbindung 9 des
Verstärkungselementes 8 mit
dem Drehrohr 1 oder eine punktförmige Ausbildung der Schweißverbindung 9 zur
dauerhaften Befestigung des Verstärkungselementes 8 auf
dem Drehrohr 1 möglich.
-
Erfindungsgemäß kann es
vorgesehen sein, daß die
Schweißverbindung 9 mindestens
zwei Schweißschichten 9a, 9b aufweist,
wie es in 2B und der Ausschnittsvergrößerung gemäß 3A zu sehen
ist. Auf diese Weise entsteht somit gewissermaßen eine doppelte Schweißverbindung 9 mit Schweißschichten 9a, 9b.
Für die
verschiedenen Schweißschichten 9a, 9b können unterschiedliche Materialien
eingesetzt werden. Für
diesbezügliche Ausführungen
kann auf die nachfolgenden Ausführungen
betreffend die Verschweißung
der Befestigungsabschnitte 6 der Mischelemente 3 mit
dem Drehrohr 1 verwiesen werden.
-
Weitere
Verbindungsarten zwischen Verstärkungselement 8 einerseits
und Drehrohr 1 sind dem Fachmann hinlänglich bekannt: Hierzu können beispielsweise
Verschrauben, Vernieten und dergleichen angeführt werden. Erfindungsgemäß ist jedoch eine
solche Verbindung zwischen Verstärkungselement 8 und
Drehrohr 1 bevorzugt, welche die Hülle des Drehrohres 1 nicht
durchstößt.
-
Wie
in der 1 zu sehen ist, kann das Drehrohr 1 eine
Mehrzahl von Verstärkungselementen 8 aufweisen.
Dabei kann die Anzahl an Verstärkungselementen 8 insbesondere
zwei bis zehn, vorzugsweise zwei bis acht, besonders bevorzugt drei bis
sechs, betragen. Dabei ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß die Verstärkungselemente 8 gleichmäßig voneinander
beabstandet bzw. äquidistant sind.
Sofern anwendungsbezogen oder einzelfallbedingt erforderlich, kann
gleichermaßen
eine ungleichmäßige Beabstandung
der Verstärkungselemente 8 vorgesehen
sein: So kann beispielsweise bei besonders beanspruchten Abschnitten
des Drehrohres 1 eine größere Anzahl von Verstärkungselementen 8 pro
Längeneinheit
des Drehrohres 1 befestigt sein.
-
Das
Verstärkungselement 8 kann
aus Metall, vorzugsweise Stahl, bestehen. Erfindungsgemäß bevorzugt
kann das Verstärkungselement 8 aus
demselben Material wie das Drehrohr 1 bestehen. Das Verstärkungselement 8 bzw.
das Drehrohr 1 können besonders
bevorzugt aus hochtemperaturbeständigem
Stahl bestehen. Aufgrund des gleichen Materials weisen das Verstärkungselement 8 sowie
das Drehrohr 1 zumindest im wesentlichen gleiche Ausdehnungskoeffizienten
auf, so daß im
Betriebszustand, d.h. bei sehr hohen Temperaturen, keine zusätzlichen
Materialbeanspruchungen aufgrund eines unterschiedlichen Ausdehnungsverhalten
des Verstärkungselementes 8 einerseits
und des Drehrohres 1 andererseits auftreten. Außerdem wird
hierdurch die Kompatibilität
der Schweißverbindung
verbessert.
-
Weiterhin
kann es erfindungsgemäß vorgesehen
sein, daß zur
optimierten Temperaturkontrolle bzw. zur Verbesserung des Abkühlverhaltens
des Drehrohres 1 das Verstärkungselement 8 als
Kühlelement
bzw. Kühlkörper ausgebildet
ist. Gemäß dieser
Ausführungsform
kann das Verstärkungselement 8 zusätzlich mit
Kühlrippen
versehen sein, die aufgrund der Oberflächenvergrößerung zu einem besseren Wärmeabgabeverhalten
des Verstärkungselementes 8 und
damit des Drehrohres 1 führen.
-
Wie
zuvor ausgeführt
und wie in den 1, 2A, 2B sowie 3A bis 3C veranschaulicht,
können
im Innenraum 2 des Drehrohres 1 Mischelemente 3,
beispielsweise Wendebleche, für die
Umwälzung
bzw. Durchmischung von Beladungsgut 4 angeordnet sein.
Dabei können
die Mischelemente 3 das Drehrohr 1 radial durchgreifen
und insbesondere außen
mit dem Drehrohr 1 verschweißt sein. Hierzu kann das Drehrohr 1 Durchbrechungen 5 zur
Aufnahme von Befestigungsabschnitten 6 der Mischelemente 3 aufweisen,
wobei die Befestigungsabschnitte 6 mit dem Drehrohr 1 außenseitig
verschweißt
sein können.
-
Wie
die Ausschnittsvergrößerungen
a) bis d) von 1 verdeutlichen, können die
Verstärkungselemente 8 in
verschiedener Art und Weise auf dem Drehrohr 1 angeordnet
sein.
-
So
ist der Ausschnittsvergrößerungen
a) von 1 zu entnehmen, daß das Verstärkungselement 8 ringförmig ist
und das Drehrohr 1 vollumfänglich um schließt bzw.
umfaßt,
wobei es nicht in Kontakt mit den fakultativ vorgesehenen Mischelementen 3 bzw. deren
Befestigungsabschnitten 6 steht.
-
Die
Ausschnittsvergrößerungen
b) bis d) von 1 zeigen erfindungsgemäße Ausführungsformen,
wonach das Verstärkungselement 8 außen mit mindestens
einem Befestigungsabschnitt 6 verbunden ist bzw. mit dem
Befestigungsabschnitt 6 in Kontakt steht. Die Verbindung
des Verstärkungselementes 8 mit
dem Befestigungsabschnitt 6 kann dabei bevorzugt mittels
einer Schweißverbindung,
welche eine Fortsetzung der Schweißverbindung 9 sein kann,
erfolgen.
-
Die
außenseitige
Verbindung des Verstärkungselementes 8 mit
mindestens einem Befestigungsabschnitt 6, insbesondere
deren Verschweißung,
kann aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung
der Mischelemente 3 bzw. deren Befestigungsabschnitte 6 erfolgen:
Die Befestigungsabschnitte 6 der Mischelemente 3 ragen
außenseitig
aus dem Drehrohr 1 vor. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
ist zu beachten, daß die
Verschweißung
der Befestigungsabschnitte 6 mit dem Drehrohr 1 zur
Gewährleistung
einer einwandfreien Funktion des Drehrohres 1 gasdicht
ausgebildet ist.
-
Die
Ausschnittsvergrößerungen
b) bis d) von 1 verdeutlichen weiterhin die
unterschiedlichen Anordnungsmöglichkeiten
des Verstärkungselementes 8 in
bezug auf das Mischelement 3 bzw. dessen Befestigungsabschnitt 6:
So zeigt die Ausschnittsvergrößerung b)
von 1 eine Anordnung, nach welcher sich der Befestigungsabschnitt 6 beidseitig
gewissermaßen
senkrecht zum Verstärkungselement 8 erstreckt
und das Verstärkungselement 8 somit
beispielsweise zumindest im wesentlichen mittig zu dem sich in Richtung
der Dreh- bzw. Längsachse
des Drehrohres 1 erstreckenden Befestigungsabschnitt 6 angeordnet
ist bzw. den Befestigungsabschnitt 6 sozusagen "kreuzt". Um ein flächiges Anliegen
der Innenfläche
des Verstärkungselementes 8 auf
der Außenseite
des Drehrohres 1 zu gewährleisten,
kann gemäß dieser
Ausführungsform
das Verstärkungselement 8 mindestens
eine Aussparung 10 zur Aufnahme des Befestigungsabschnittes 6 aufweisen. Das
erfindungsgemäße Verstärkungselement 8 kann im
Bereich der Aussparung 10 mit dem Befesti gungsabschnitt 6,
beispielsweise mittels einer Verschweißung, dauerhaft verbunden sein.
-
Gemäß Ausschnittsvergrößerung c)
von 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform zu sehen, nach welcher
das Verstärkungselement 8 im
Bereich des Befestigungsabschnittes 6 eine Unterbrechung
bzw. Durchbrechung aufweist. In diesem Fall liegen die Querschnitte
des Verstärkungselementes 8 gewissermaßen stumpf
an der Längsseite des
Befestigungsabschnittes 6 an. Auch bei dieser Ausführungsform
kann eine Verschweißung
der Kontaktflächen
von Verstärkungselement 8 einerseits und
Befestigungsabschnitt 6 andererseits vorgesehen sein.
-
Schließlich zeigt
Ausschnittsvergrößerung d) von 1 eine
weitere erfindungsgemäße Anordnung
des Verstärkungselementes 8 auf
dem Drehrohr 1, wonach das ringförmig ausgebildete Verstärkungselement 8 mit
seiner Seitenwandung an der kurzen Seite des Befestigungsabschnittes 6 eines Mischelementes 3 anliegt.
Dabei kann es vorgesehen sein, daß das Verstärkungselement 8 im
Bereich der Kontaktstelle mit dem Befestigungsabschnitt 6 verschweißt ist.
Auch gemäß dieser
Ausführungsform
kann gegebenenfalls eine Aussparung des Verstärkungselementes 8 vorgesehen
sein (nicht dargestellt).
-
Durch
die gegebenenfalls vorgesehene Befestigung des Verstärkungselementes 8 an
den Befestigungsabschnitten 6 der Mischelemente 3 resultiert
eine zusätzliche
Stabilisierung des Drehrohres 1, da die jeweiligen Elemente – Verstärkungselement 8 einerseits
und Befestigungsabschnitt 6 bzw. Mischelement 3 andererseits – sozusagen
ineinandergreifen und sich somit gewissermaßen zusätzlich stabilisieren. Hierdurch
wird insbesondere auch eine Stabilisierung der mechanisch stark
beanspruchten Mischelemente 3 erreicht, so daß hierdurch
eine zusätzliche
Verlängerung
der Apparaturlebensdauer gewährleistet
wird.
-
Wie
in 2A dargestellt, kann das Verstärkungselement 8 auch
mit einer Mehrzahl an Mischelementen 3 bzw. deren Befestigungsabschnitten 6 verbunden
sein: So ist gemäß 2A das
Verstärkungselement 8 mit
dem in der Querschnittsfläche oben
und unten liegenden Mischelementen 3 verbunden, während die
seitlich angeordneten Mischelemente 3 in der Projektionsebene
hinter dem Verstärkungselement 8 liegen.
-
Die
vorliegende Erfindung erfaßt
auch solche Ausführungsformen,
wonach mindestens ein insbesondere ringförmiges Verstärkungselement 8 mit einer
Mehrzahl an Mischelementen 3 bzw. deren Befestigungsabschnitten 6 verbunden
sind, so daß das Verstärkungselement 8 im übrigen von
dem Drehrohr 1 beabstandet und somit gewissermaßen nur
an den Mischelementen 3 fixiert ist.
-
Gemäß einer
erfindungsgemäß besonders bevorzugten
Ausführungsform
weist das Drehrohr 1 eine Mehrzahl, beispielsweise mindestens
zwei, vorzugsweise drei bis sechs ringförmige Verstärkungselemente 8,
insbesondere aus vorzugsweise hochtemperaturbeständigen Stahl, auf, wobei sich
die Verstärkungselemente 8 peripher
um das Drehrohr 1 und/oder senkrecht zur Drehachse des
Drehrohres 1 erstrecken. Dabei sind die Verstärkungselemente 8 der
Längserstreckung
des Drehrohres 1 angeordnet und vorzugsweise gleichmäßig voneinander
beabstandet. Gemäß dieser
besonders bevorzugten Ausführungsform
sind die Verstärkungselemente 8 mit dem
Drehrohr 1 außenseitig über eine
Schweißverbindung 9 verschweißt. Somit
ist das Drehrohr 1 zur mechanischen Stabilisierung insbesondere
bei Druckschwankungen durch von außen auf das Drehrohr 1 aufgeschweißte Verstärkungselemente 8,
beispielsweise in der Art von Stahlringen oder Stahlbändern, verstärkt. Die
Verstärkungselemente 8 in
Form von Stahlringen oder Stahlbändern
können
beispielsweise die Mischelemente 3 bzw. die Befestigungsabschnitte 6 sozusagen "kreuzen"; an diesen sogenannten "Kreuzungsbereichen" können die
Stahlringe oder Stahlbänder
Aussparungen aufweisen.
-
Was
die gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
vorgesehenen Mischelemente 3 betrifft, so sind diese im
Innenraum 2 des Drehrohres 1 befindlich und sind
vorteilhafterweise über
den Innenraum 2 des Drehrohres 1 verteilt angeordnet,
so daß eine optimale
Umwälzung
bzw. Durchmischung des Beladungsgutes 4 im Betriebszustand
gewährleistet
ist. Die Mischelemente 3 können über ihre Befestigungsabschnitte 6 mit
dem Drehrohr 1 durch außenseitige Verschweißung dauerhaft
verbunden sein. Die Befestigungsabschnitte 6 der Mischelemente 3 sind
sozusagen durch die in der Wandung des Drehroh res 1 befindlichen
Durchbrechungen 5 durchgesteckt und ragen insbesondere
außenseitig
ein wenig heraus bzw. hervor, so daß eine außenseitige Verschweißung der
Befestigungsabschnitte 6 der Mischelemente 3 mit
dem Drehrohr 1 (d. h. also mit der Außenwandung des Drehrohres 1)
bzw. dem Verstärkungselement 8 ermöglicht wird.
-
Die
außenseitige
Anbringung der Verschweißung 7 der
Mischelemente 3 ist mit einer Reihe von Vorteilen verbunden:
Zum einen wird durch die außenseitige
Verschweißung
vermieden, daß die
Verschweißungsstelle
bzw. Schweißnaht
den im Inneren 2 des Drehrohres 1 im Betriebszustand
vorherrschenden aggressiven Bedingungen bei der Aktivkohleherstellung – korrosive
saure Gase und hohe Temperaturen – ausgesetzt ist. Durch die
außenseitige
Anbringung der Verschweißung
ist es außerdem möglich, diese
ohne weiteres von außen – auch im Betriebszustand – zu warten
bzw. zu überprüfen und bei
Bedarf auszubessern bzw. reparieren. Schließlich können auf diese Weise optimale
Schweißmaterialien
zum Einsatz kommen, welche eine gute und sichere dauerhafte Verbindung
Mischelemente 3/Drehrohr 1 bzw. Mischelemente 3/Verstärkungselemente 8 gewährleisten,
aber ansonsten den im Betrieb vorherrschenden korrosiven Hochtemperaturbedingungen
im Inneren 2 des Drehrohres 1 nicht ohne weiteres
dauerhaft standhalten würden.
-
Wie
aus 1 und insbesondere den 2A und 2B ersichtlich,
erfolgt die außenseitige
Verschweißung
der Befestigungsabschnitte 6 der Mischelemente 3 mit
dem Drehrohr 1 über
einen Schweißabschnitt 7.
Dieser Schweißabschnitt 7 weist
vorteilhafterweise mindestens zwei Schweißschichten bzw. zwei Schweißnähte 7a, 7b auf.
Die beiden Schweißschichten
bzw. Schweißnähte 7a, 7b sind
vorteilhafterweise übereinander
angeordnet bzw. aufgebracht. Es entstehen somit doppelte Schweißschichten
bzw. Schweißnähte 7a, 7b.
Dies hat den Vorteil, daß für die verschiedenen
Schweißschichten 7a, 7b unterschiedliche
Materialien eingesetzt werden können.
Beispielsweise können
auf diese Weise Schweißmaterialien
unterschiedlicher Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit eingesetzt bzw. miteinander
kombiniert werden, wobei die innere Schweißschicht 7a vorteilhafterweise
korrosions- und hochtemperaturbeständig sein sollte, während eine
Korrosionsbeständigkeit
bei der äußeren Schweißschicht 7b nicht
in dem selben Maße
gefordert ist. Durch die Verwendung mehrerer Schweißschichten
bzw. Schweißnähte 7a, 7b wird
eine dichte, insbesondere gasdichte und zuverlässige Verschweißung der
Verbindungsabschnitte 6 der Mischelemente 3 mit
dem Drehrohr 1 erreicht. Gemäß einer besonderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine der beiden Schweißschichten 7a, 7b austenitisch,
insbesondere vollaustenitisch, und die andere ferritisch-austenitisch
ausgebildet. Besonders bevorzugt wird die innere Schweißschicht 7a austenitisch,
insbesondere vollaustenitisch, und die äußere Schweißschicht 7b ferritisch-austenitisch ausgebildet.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
erfolgt die Verschweißung
durch Auftragsschweißen
(z. B. durch Elektrodenschweißen).
Im allgemeinen erfolgt die Verschweißung derart, daß der Scheißabschnitt 7 zumindest
im wesentlichen gasdicht ausgebildet ist.
-
Im
allgemeinen sind die Befestigungsabschnitte 6 der Mischelemente 3 derart
ausgebildet, daß sie
außenseitig
vorragen. Mit anderen Worten ragen die Befestigungsabschnitte 6 über die äußere Wandung
des Drehrohres 1 heraus bzw. hinaus, was eine gute Verschweißbarkeit
und eine gute Verankerung der Befestigungsabschnitte 6 ermöglicht.
-
Die
Durchbrechungen 5 in der Wandung des Drehrohres 1,
welche zur Aufnahme der Befestigungsabschnitte 6 der Mischelemente 3 dienen,
sind im allgemeinen schlitzartig ausgebildet. Durch diese insbesondere
schlitzartigen Durchbrechungen 5 können dann die Befestigungsabschnitte 6 der
Mischelemente 3 durchgesteckt sein, vorteilhafterweise
so, daß die
Befestigungsabschnitte 6 vorragen, d. h. ein wenig von
der äußeren Ummantelung
des Drehrohres abstehen, damit sie besser verschweißt werden können. Dies
ist in den 2A und 2B ersichtlich.
-
Was
die Befestigungsabschnitte 6 der Mischelemente 3 anbelangt,
so sind verschiedene Ausgestaltungen möglich, um eine sichere Verbindung
der Befestigungsabschnitte 6 mit dem Drehrohr 1 zu
gewährleisten:
Einige davon sind in den 3A bis 3C dargestellt.
Beispielsweise besteht die Möglichkeit,
daß sich
die Befestigungsabschnitte 6 der Mischelemente 3 über die
gesamte Anlage- oder Umfangslänge
der Mischelemente 3 erstrecken; in diesem Fall sind die
Befestigungsabschnitte 6 vollständig durch die Durchbrechungen 5 in
der Wandung des Drehrohrofens 1 durchgesteckt, und eine
solche Ausführungsform
ist in 3A dargestellt. Alternativ besteht
die Möglichkeit,
daß die
Befestigungsabschnitte 6 kürzer als die Anlage- oder Umfangslänge der
Mischelemente 3 sind; solche Ausführungsformen sind in den 3B und 3C dargestellt.
In den letztgenannten Fällen
gemäß 3B und 3C können die
Mischelemente 3 beispielsweise eine Schulter am Übergang
zum Befestigungsschnitt 6 aufweisen, welche insbesondere
zur Anlage an die Innenseite bzw. Innenwandung des Drehrohres 1 dient.
Auch besteht die Möglichkeit,
daß die
Mischelemente 3 jeweils mehrere, in unterschiedliche Durchbrechungen 5 eingreifende
Befestigungsabschnitte 6 aufweisen, wie dies beispielsweise
in 3C dargestellt ist.
-
Was
die Mischelemente 3 anbelangt, so können diese beispielsweise schaufel- oder plattenartig ausgebildet
sein, um eine sichere und intensive durch Mischung und Umwälzung des
Beladungsgutes 4 zu gewährleisten.
Gemäß einer
Ausführungsform
verlaufen die Mischelemente zumindest im wesentlichen in Radialrichtung
des Drehrohres 1, was eine besonders intensive Durchmischung
des Beladungsgutes 4 gewährleistet. Als Mischelemente 3 können beispielsweise
Bleche, insbesondere gewinkelte Bleche (Winkelbleche), verwendet
werden, welche in der Art einer Schaufel das Beladungsgut 4 durchmischen.
Dies ist dem Fachmann als solches bekannt.
-
Was
das Drehrohr 1, die Mischelemente 3 und das Verstärkungselement 8 anbelangt,
so bestehen diese vorteilhafterweise aus hochtemperatur- und korrosionsbeständigem Material,
insbesondere Stahl. Denn sowohl das Drehrohr 1 als auch
die Mischelemente 3 müssen
den extrem korrosiven Bedingungen der Carbonisierungsphase und den
Hochtemperaturbedingungen der Aktivierungsphase bei der Herstellung
von Aktivkohle standhalten. Beispiele für geeignete hochtemperatur-
und korrosionsbeständige
Stähle,
aus denen das Drehrohr 1 und/oder die Mischelemente 3 und/oder
das bzw. die Verstärkungselemente 8 hergestellt
werden können,
sind hochlegierte Stähle,
d. h. Stähle
mit mehr als 5 % Legierungselementen. Beispiele hierfür sind hochlegierte
Chrom- und Chrom/Nickel-Stähle,
vorzugsweise mit einem Chrom- und/oder
Nickelanteil über
10 %, insbesondere über
15 %, besonders bevorzugt über
20 %, bezogen auf die Legierung. Bevorzugt werden als Material für die Herstellung
des Drehrohres 1 und/oder der Mischelemente 3 und/oder
das bzw. die Verstärkungselemente 8 ferritische
oder ferritisch-austenitische Stähle
mit gutem Korrosions- und Hochtemperaturverhalten verwendet.
-
Des
weiteren weist das erfindungsgemäße Drehrohr 1 vorteilhafterweise
Einlaß-
und Auslaßeinrichtungen
zum Einführen
und Auslassen sowie Durchleiten von Gasen auf, beispielsweise zum
Einleiten von Inertgasen für
die Carbonisierungsphase bei der Aktivkohleherstellung und zum Einleiten
von Oxidationsgasen für
die Aktivierungsphase bei der Aktivkohleherstellung. Dies ist in
den Figuren nicht dargestellt.
-
Zu
einer verbesserten Wartung des Innenraums 2 des Drehrohres 1 kann
dieses in der Wandung des Drehrohres ein sogenanntes Mannloch aufweisen,
welches dicht mit dem Drehrohr 1 verschließbar ist
und so das Einsteigen von Wartungspersonal in den Innenraum 2 des
Drehrohres 1 außerhalb
des Betriebs ermöglicht.
Dies ist in den Figuren ebenfalls nicht dargestellt. Auf diese Weise
wird eine Wartung auch des Innenraums 2 des Drehrohres 1 auf
einfache Weise gewährleistet.
-
Wie
zuvor beschrieben, wird das Drehrohr 1 nach der vorliegenden
Erfindung insbesondere in Drehrohröfen zur Herstellung von Aktivkohle
verwendet. Gegenstand der vorliegenden Erfindung – gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung – ist somit ein Drehrohrofen,
welcher das zuvor beschriebene Drehrohr 1 nach der vorliegenden
Erfindung aufweist.
-
Das
zuvor beschriebene Drehrohr 1 bzw. der dieses Drehrohr 1 enthaltende
Drehrohrofen eignet sich insbesondere zu Zwecken der Verwendung
zur Herstellung von Aktivkohle. Wie im Einleitungsteil der vorliegenden
Erfindung beschrieben, erfolgt die Herstellung der Aktivkohle im
allgemeinen durch Carbonisierung (synonym auch als Pyrolyse, Schwelung oder
Verkokung bezeichnet) und nachfolgende Aktivierung kohlenstoffhaltiger
Ausgangsmaterialien, insbesondere organischer Polymere, so z. B.
sulfonierter organischer Polymere (z. B. sulfonierter divinylbenzolvernetzter
Polystyrole), welche in dem Drehrohr bzw. Drehrohrofen nach der
vorliegenden Erfindung carbonisiert und nachfolgend aktiviert werden. Dabei
wird die Carbonisierung im allgemeinen bei Temperaturen von 100 °C bis 750 °C, insbesondere 150 °C bis 650 °C, vorzugsweise
200 °C bis
600 °C, durchgeführt, vorzugsweise
unter inerter oder allenfalls leicht oxidierender Atmosphäre, wie
im einleitenden Teil beschrieben. Dabei kann der Carbonisierung noch
eine Stufe der Vorcarbonisierung bzw. Vorschwelung vorgeschaltet
sein. Die Aktivierung wird da gegen im allgemeinen bei Temperaturen
von 700 °C
bis 1.200 °C,
insbesondere 800 °C
bis 1.100 °C, vorzugsweise
850 °C bis
1.000 °C,
durchgeführt.
Die Carbonisierung wird – wie
im einleitenden Teil beschrieben – im allgemeinen unter kontrolliert
bzw. selektiv oxidierenden Bedingungen, insbesondere unter kontrolliert
oxidierender Atmosphäre,
durchgeführt.
Als geeignete Ausgangspolymere der vorgenannten Art sind insbesondere
Ionenaustauscherharze (z. B. Kationenaustauscherharze bzw. saure Ionenaustauscherharze,
vorzugsweise mit Sulfonsäuregruppen,
so z. B. Kationenaustauscherharze auf Basis sulfonierter Styrol/Divinylbenzol-Copolymere)
bzw. deren Vorstufen (d. h. die unsulfonierten Ionenaustauscherharze,
welche vor oder bei der Carbonisierung noch mit einem geeigneten
Sulfonierungsmittel, wie z. B. Schwefelsäure und/oder Oleum, sulfoniert
werden müssen)
zu nennen. Für
weitere diesbezügliche
Einzelheiten kann auf obige Ausführungen
im einleitenden Teil verwiesen werden.
-
Die
außenseitige
Anbringung des bzw. der Verstärkungselemente
bewirkt, daß die
mechanische Stabilität
bzw. die Formstabilität
des Drehrohres im Betriebszustand, insbesondere auch unter extremen Bedingungen
(wie sie z. B. bei der Aktivkohleherstellung auftreten), beträchtlich
verbessert wird. Auf diese Weise wird ein Drehrohr geschaffen, welches
mechanischen Deformationen besser widerstehen kann und resistenter
auch gegenüber
starken Druckdifferenzen und Druckschwankungen ist und somit auch unter
Betriebsbedingungen formstabil ist. Das erfindungsgemäße Drehrohr
weist folglich eine verbesserte Lebensdauer mit verringerter Tendenz
zur vorzeitigen Materialermüdung
auf. Auch sind infolgedessen die Prozeßführung und Prozeßkontrolle
erleichtert.
-
Das
Drehrohr bzw. der Drehrohrofen nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht die
Herstellung von Aktivkohle ausgehend von geeigneten kohlenstoffhaltigen
Ausgangsmaterialien durch Carbonisierung und nachfolgende Aktivierung
in einer einzigen Apparatur unter relativ leichter Handhabung. Durch
die außenseitige
Verschweißung
der Mischelemente wird ein leicht zu wartendes, wenig reparaturanfälliges System
bereitgestellt, welches geeignet ist, sowohl den extrem korrosiven
Bedingungen der Carbonisierungsphase als auch den Hochtemperaturbedingungen
der Aktivierungsphase standzuhalten; die außenseitige Verschweißung der
Mischelemente ermöglicht
die Verwen dung von Verschweißungsmaterialien
(= Schweißmaterialien
bzw. Schweißgut),
die für
die Verschweißung
optimal geeignet sind, aber für
eine innenseitige Verschweißung
nicht ohne weiters Anwendung finden könnten, da sie den korrosiven
Hochtemperaturbedingungen im Inneren des Drehrohrofens während des
Betriebszustandes nicht ohne weiteres auf Dauer standhalten würden.
-
Weitere
Vorteile, Ausgestaltungen, Abwandlungen, Variationen und Eigenschaften
der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der
Beschreibung ohne weiteres ersichtlich und verständlich, ohne daß er hierbei
den Rahmen der vorliegenden Erfindung verläßt.