DE2029960C3 - Verfahren zum Regenerieren von verbrauchter Aktivkohle - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch ge- tionsmittel darstellen, sind die britische Patentschrifkennzeichnet. daß man wäßrige Lösungen von ten 636 752 und 434 695. die französischen Pateni-Natrium-, Kalium- oder Ammoniumhydroxyd »5 Schriften 481511 und I 409 050 sowie die USA-verwendet, vorzugsweise eine 0,5 bis 25 Gewichts- Patentschrift 2 763 580 zu nennen.

prozent enthaltende Natriumhydroxydlösung. Die britische Patentschrift 636 752 betrifft speziell

3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch das Regenerieren von verbrauchten mineralischen ι gekennzeichnet, daß man bei der alkalischen Be- AdsorptionsmUteln wie Ton, Kieselgel und Bauxit handlung im Temperaturbereich zwischen 25° 30 oder Tonerde. Diese Patentschrift schlägt ein? Bef" und 90° C, vorzugsweise zwischen 70° und 80° handlung des verbrauchten Materials mit einer Kom-Ϊ arbeitet. bination eines ersten flüssigen polaren Lösungsmitj-;« 4. Verfahren nach Anspruch I bis 3, dadurch tels, das mit Wasser mischbar ist, mit einem zweiten f gekennzeichnet, daß man als organische Lösungs- nicht-polaren Lösungsmittel, das mit dem ersten j mittel niedere Alkohole und andere nichtpolare 35 Lösungsmittel nicht mischbar ist, vor. Die organi- ξ Lösungsmittel verwendet. sehen Verunreinigungen werden extrahiert und die 5. Verfahren nach Anspruch I bis 4, dadurch Phasen des Lösungsmittels getrennt. In der Einleitung |{ gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Lösung der Beschreibung dieser Patentschrift wird festgestellt,

mit 20 bis 75 Volumprozent Isopropanol verwen- daß bereits der Vorschlag gemacht wurde, als Stoffe

det. 40 zum Regenerieren solcher mineralischen Adsorptions-

js mittel alkalische Substanzen, die Lösungsmitteln zu-

! gemischt sind, zu verwenden. Als Beispiele alkalischer

s Substanzen werden wäßrige und/oder alkoholische

Alkalihydroxyde und Ammoniak genannt. Als neu-

\ 45 trale organische Lösungsmittel werden Alkohole,

Ketone, aromatische und aliphatische Kohlenwasser-

j, Es ist bekannt, Aktivkohle pflanzlichen oder mine- stoffe verwendet. Es wird ferner festgestellt, daß eine

rauschen Ursprungs in Pulverform oder körniger Behandlung mit einem Alkalihydroxyd, das in einem

Form für die Reinigung von Lösungen zu verwenden, Lösungsmittel, beispielsweise einem Alkohol, gelöst

, die kontinuierlich oder diskontinuierlich mit den 50 ist, sehr wirksam für die Entfernung der sauren Ver-

; aktivierten oder nicht aktivierten Kohlen in Beruh- unreinigungen ist, daß diese Behandlung jedoch den

Y rung gebracht werden. Diese Kohlen haben die Nachteil hat, daß sie anschließend eine Nachbehand-

f Fähigkeit, gewisse Produkte, die in den behandelten lung mit einer starken Säure erfordert. Zwar wird

Lösungen enthalten sind, zurückzuhalten. Die Pro- hier das Problem des Regenerierens von Aktivkohle,

j duktmengen, die von diesen Kohlen gebunden wer- 55 nicht erwähnt, doch zeigt diese Veröffentlichung des

j _ä den, sind sehr unterschiedlich und betragen beispiels- Standes der Technik, daß diese Auslaugungsmetho-

f weise I bis 30% desGewichts der reinigenden Kohle. den nicht völlig befriedigend sind.

' Die eingesetzten Aktivkohlen dienen im allgemei- Ein Verfahren zum Regenerieren von verbrauchter

nen dazu, den größten Teil der organischen Substan- Aktivkohle beschreibt dagegen die britische Patentzen in Lösung zu adsorbieren. Diese Adsorption ⁶° schrift 934 695. Hierbei wird jedoch nur mit Schwe-

hängt von der Polarität der Kohle, ihrer Struktur, feisäure und gegebenenfalls mit Alkali, nicht aber

ihrer Grundnatur und von verschiedenen charakteri- unter Einsatz eines organischen Lösungsmittels rege-

stischen Kennzahlen ab, beispielsweise von der Jod- neriert, und darüber hinaus kann nicht jede Art von zmI, vom Methylenblauindex, vom Erythrosinindex, Aktivkohle nach diesem bekannten Verfahren wieder vom Melasseindex und vom Permanganatindex, die 65 in die aktive Form überführt werden; denn das Verinsbesondere die Oberfläche sowie die Verteilung der fahren ist schon nicht wirksam bei einer Aktivkohle,

roren einer Kohie bestimmen. die bei der Reinigung von Zuckersaft oder der Be-

Jeder Kohletyp muß an die Polaritäten und Dirnen- handlung von Trinkwasser verwendet wurde.

3 4

Auch das aus der französischen Patentschrift sehen 5 und 10% bei guter Überwachung und Füh-481511 bekannte Verfahren/um Regenerieren von rung des Ofens festgestellt,

Tierkohle, bei dem Losungen von Alkalihydroxytlen Der durchschnittliche Preis einer Tonne der am cdcr -carbonaten verwendet werden und anschließend Ort regenerierten Kohle einschließlich Amortisationsmit Säure gewaschen wird, stellt nur ein höchst unzu- 5 kosten kann 40 bis 50% des Preises neuer Kohle längliches und heute nicht mehr geübtes Verfahren betragen. Eine Behandlung der verbrauchten Kohle dar; denn es können auf diese Weise nur etwa 25% durch Calcinieren hat den weiteren Nachteil, daß das der insgesamt vorhandenen Verschmutzung beseitigt Regenericren unvollständig ist und die erneut cinwerden. gesetzte Kohle nicht alle Eigenschaflen neuer Kohle

Die französische Patentschrift I 409 050 betrifft im 10 hat; insbesondere werden die gegebenenfalls in der wesentlichen die Herstellung einer speziellen Adsorp- Kohle adsorbierten anorganischen Salze durch das tionskohle, die durch eine besondere Vorbehandlung Calcinieren nicht entfernt, wodurch das Adsorptionsinit der wäßrigen Lösung eines niederen Alkohols, vermögen der Kohle bei den aufeinanderfolgenden der einen aromatischen Kohlenwasserstoff wie Ben- Regenerierungen und erneuten Verwendungen in zuzol oder Toluol enthält, aktiviert wird, nicht aber ein 15 nehmendem Maße weiter verschlechtert wird.
Verfahren zum Regenerieren. Diese Kohle wird zum Durch die Erfindung werden die Nachteile der vor-

Reinigen von Lösungen, die Aminosäuren enthalten, stehend beschriebenen bekannten Verfahren ausgc- und zum Abtrennen dieser Säuren verwendet. Die schallet. Sie beruht auf der Eiutionsiecr.nik, die auf adsorbierten Säuren können durch Extraktion in besondere Art und Weise zum Einsatz kommt unter einer Lösung eines niederen Alkohols (10 bis 50 20 Berücksichtigung der Art des verwendeten Adsorp-Volumprozerct) und Ammoniumhydroxyd (1 bis tionsmittels, beispielsweise der Aktivkohle.
5 Volumprozent) gewonnen werden. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum

Die USA.-Patentschrift 2 763 580 beschreibt ein Regenerieren von verbrauchter Aktivkohle durch Verfahren zum Reinigen von gezuckerten Säften, wo- Behandeln der Kohle mit wäßriger Alkalilösung bei bei man eine wäßrige Zuckerlösung durch eine 25 Temperaturen im Bereich von mindestens UmSchicht gekörnter Aktivkohle leitet. Die gesättigte gebungstemperatur und spätere restlose Entfernung Adsorptionskohle kann durch Waschen mit einer des Alkalis durch Waschen der Aktivkohle mit Säure, alkalischen Lösung, die I bis 15% Feststoffe enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Alkaliinsbesondere mit einer Natrium- oder Kaliumhydro- behandlung bei 20° bis 130° C in der Kolonne wähxydlösung, regeneriert werden. 30 rend 30 Minuten bis 2 Stunden unter praktisch stati-

Ein allen bekannten Auslaugverfahren gemein- sehen Bedingungen oder bei niedriger Geschwindigsamer Nachteil besteht darin, daß die Verfahren keil von nicht mehr als 1 m/Std. während des Kongroße Mengen an Behandlungsflüssigkeiten erfordern, taks von Alkalilösung und Kohle durchführt, die beispielsweise das 10 bis IOOfache des Volumens anschließend bei einer Geschwindigkeit von mehr als der behandelten Kohle betragen. Femer verliert die 35 1 m'Std. bis I0m/Std. eine wäßrige Lösung, die min-Aktivkohle zwischen den aufcinanderfolgenden Reak- destens ein organisches Löungsmittel enthält, umtivierungen schnell ihre Aktivität. Es ist somit noch wälzt, das Lösungsmittel durch Einblasen von Wasnotwendig, regelmäßig und ständig einen verhältnis- serdampf entfernt und die Aktivkohle dann der mäßig großen Teil der nach und nach gesättigten Säurewäsche unterwirft.

Aktivkohle durch frisches Produkt zu ersetzen, wo- 4° Dieses Verfahren ist wirtschaftlich vorteilhafter durch sich natürlich zu hohe Behandlungskosten er- und erlaubt ein vollständigeres Regenerieren und geben. Außerdem werden die organischen Stoffe nur Aktivieren der Kohle als die bekannten Verfahren, es teilweise extrahiert, und die zurückbleibenden orga- ist sowohl auf Kornkohle als auch auf Pulverkohle nischen Stoffe verschlechtern die Aktivität des Ad- anwendbar und die Anlagekosien sind besonders sorptionsmittels bei seiner anschließenden Verwen- 45 gering.
Ί^υΓ·£ Das tatsächlich wesentliche Merkmal der Erfindung

Wenn die gebundenen Produkte organische Stoffe besteht darin, daß die Alkalibehandlung statisch oder sind, kann die verbrauchte Kohle nach anderen be- unter praktisch stationären Fließbedingungen der kannten Verfahren bei Temperaturen von etwa 500° alkalischen Lösung in der Kolonne erfolgt, während bis 970° C in öfen in geregelter Atmosphäre auch 5° die Elution mit dem lösungsmittel unter den beanteilweise calciniert werden, doch erfordert dies genau spruchten anderen Geschwindigkeitsbedingungen eingestellte Bedingungen in bezug auf die Temperatur durchgeführt wird. Der hier gebrauchte Ausdruck und die Atmosphäre sowie wenigstens 1 kg Wasser- »Bedingungen eines praktisch statischen Kontaktes« dampf/kg Kohle. Außerdem ist die Führung des Ofens bedeutet, daß während der Berührung der Kohle und kompliziert, die Anlagekosten sind hoch, und eine 55 der alkalischen Substanz die letztere eine geringe Gegenaue Überwachung ist unerläßlich. Durch ein CaI- schwindigkeit oder die Geschwindigkeit Null in der jcinieren bei einer zu niedrigen Temperatur in einer Kolonne hat. So wird eine diskontinuierliche Behandungeregelten Atmosphäre wird die Kohle sehr lung bei der Geschwindigkeit Null durchgeführt. Bei schlecht regeneriert, und die Verluste durch Verbren- kontinuierlicher Verfahrensführung ist die Strönen sind erheblich. Dagegen wird durch ein Regene- 60 · mungsgeschwindigkeit der alkalischen Substanz so rieren bei einer zu hohen Temperatur die Kohle sehr gering, daß die Bedingungen in bezug auf die Berühbrüchig, wodurch sich nicht unbeachtliche Verluste rungsdauer erfüllt sind. In jedem Fall bleibt die durch Feinteile ergeben. Ferner werden durch Geschwindigkeit unter 1 m/Stunde. Andererseits wird schlechte Regelung des Ofens Dämpfe erzeugt. Wäh- das Elutionslösungsmittel in der Kolonne mit einer rend des Regenerierens der Kohle wird eine gewisse 65 höheren Geschwindigkeit umgewälzt, die Werte bis Menge an Feinteilen gebildet, die von den Verbren- ! 0 m/Siunde erreichen kann.

nungsgasen mitgerissen werden. Bei großtechnischen Als alkalische Substanzen werden wäßrige Lösun-

Anlagen wurde ein durchschnittlicher Verlust zwi- gen von Natrium, Kalium- oder Ammoniumhydroxyd

verwendet, vorzugsweise eine 0,5 bis 25 Gewichtsprozent enthaltende Natriumhydroxydlösung.

Man kann vorteilhaft bei der alkalischen Behandlung im Temperaturbereich zwischen 25° und 90° C, vorzugsweise zwischer 70° und 80° C arbeiten.

Für die Behandlung mit dem Lösungsmittel wird eine wäßrige Lösung wenigstens eines organischen Lösungsmittels verwendet. Bevorzugt als organische Lösungsmittel werden niedere Alkohole und andere nicht polare Lösungsmittel, wie Aceton und Dichloräthan. Als niedere Alkohole können insbesondere Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol oder Butanol verwendet werden. Bevorzugt als Alkohol ' für die Durchführung des Verfahrens wird Isopropanol, weil es durch die Kohle stark adsorbiert wird und leicht zurückgewonnen werden kann. Vorteilhaft kann man eine wäßrige Lösung mit 20 bis 75 Volumprozent Isopropanol verwenden.

Die Verwendung von Isopropanol als eluierendes Lösungsmittel ist besonders vorteilhaft durch die Tatsache, daß dieser Alkohol leicht und nahezu vollständig durch Destillation seines azeotropen Gemisches zurückgewonnen werden kann.

Die Behandlungstemperatur ist von der Art des Lösungsmittels abhängig. Diese Temperatur liegt vorzugsweise unter oder in der Nähe der Siedetemperatur des Lösungsmittels oder seiner Lösung bei dem im Reaktionsraum herrschenden Druck. Bei hohen Temperaturen ist es vorteilhaft, unter dem Dampfdruck der Behandlungslösung zu regenerieren.

Wesentlich ist, daß man die Vorbehandlung mit der alkalischen Lösung so vornimmt, daß durch sie die Elution durch das anschließend verwendete Lösungsmittel vorbereitet wird und die Verdrängung der organischen Stoffe durch das Lösungsmittel vollständig und demzufolge die Regenerierung der Kohle ebenfalls maximal ist.

Es wurde ferner festgestellt, daß die Verwendung einer einzigen alkalischen Lösung in wäßrigem Alkohol ausreichen kann, vorausgesetzt, daß der Durchgang während der Vorbehandlung mit sehr niedriger GeschwindigKcit erfolgt. Die Behandlung kann hierbei als statisch im Sinne der Erfindung angesehen werden, wobei im Falle einer Natriumhydroxydlösung in wäßrigem Alkohol nur das Natriumhydroxyd zur Einwirkung kommt, während der Alkohol und das W .sser !ediglich als Träger dienen. Wenn diese Phase beendet ist, kann die Durchgangsgeschwindigkeit auf das 5 bis lOfache erhöht, werden, wobei man eine vollständige Elution ebenso wie beim Arbeiten mit getrennten Lösungen von Natriumhydroxyd einerseits und Alkohol andererseits erzielt.

Da ferner die ursprünglich durch Adsorption in der Kohle gebundenen Materialien sich in einem gewissen Volumen des als Elutionsmittel dienenden Lösungsmittels wiederfinden, ist es möglich, die organischen Stoffe, wenn sie einen wirtschaftlichen Wert haben, zurückzugewinnen.

Erfindungs£emäß wird nach dem Trocknen der Kohle V.'asserdam^f eingeblasen, wodurch das Lösungsmittel, das die Stelle der von der Kohle während ihrer Verwendung adsorbierten Produkte eingenommen hat, aus der Kohle entfernt werden kann. Die Temperatur und der Druck des Wasserdampfes werden auf jeden speziellen Fall abgestellt und können leicht \οη: Fachmann bestimmt werden. Es kann gegebenenfalls auch überhitzter Wasserdampf bei 2 Bar vervendet werden Als Variante ist die Verwendung von heißem Druckwasser, das in der Kolonne umgewälzt wird, oder sogar eines Hcißluftstroms möglich.
Nach dieser Behandlung wird die Kohle mil einer

Säure behandelt, mit der die durch die Kohle adsorbierten anorganischen Derivate, beispielsweise Schwefelderivate, Carbonate und Metallsalze, entfernt werden. Vorzugsweise wird hierzu eine anorganische Säure, wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Phosphor-

säure verwendet. Geeignet sind auch organische Säuren, wie Ameisensäure oder Essigsäure. Die abschließende Behandlung kann durch eine Spülung mit Wasser ergänzt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist sowohl auf

Kornkohle als auch auf Pulverkohle anwendbar. Lediglich das Material für die Durchführung de Verfahrens ist verschieden. Im Falle von Kornkohle wird mit einer Schichthöhe gearbeitet, die bis zu 10 m betragen kann. Im Falle von Pulverkohle wird mil

Systemen gearbeitet, bei denen die Kohle in Schichtdicken von nicht mehr als 30 bis 40 cm gehalten werden kann. Die Perkolationsgeschwindigkeiten sind hierbei geringer, aber die Ergebnisse sind verg'eichbar. Unabhängig davon, ob die Kohle in Pulverform

«5 oder kömiger Form vorliegt, hat sie eine spezifische Oberfläche von etwa 500 bis 1500 m^z/g.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist in allen Fällen anwendbar, in denen sich ein Regenerieren von verbrauchter Aktivkohle als notwendig erweist.

Die Anwendungsgebiete der Erfindung sind insbesondere die folgenden:

a) Regenerieren von Aktivkohle, die zur Reinigung von gezuckerten Säften verwendet wurden. Diese Kohlen, die bis 20% ihres Gewich.s an organischen Stoffen einschließlich Aminosäuren enthalten können, werden kontinuierlich oder diskontinuierlich in stehenden Kolonnen mit einem Verhältnis von Durchmesser zur Höhe von 1:10 regeneriert, wobei entweder mit getrennten Lösungen von Natriumhydroxyd und Alkohol oder mit der gemischten Lösung unter Veränderung der Durchlauf geschwindigkeit während der Vorbehandlung und während der Elution gearbeitet und diese Geschwindigkeit beispielsweise auf das Sfache erhöht wird.

b) Regenerieren von Aktivkohlen, die zur Reinigung von Trinkwasser verwendet wurden.

c) Regenerieren von Aktivkohlen, die zur Reinigung von industriellem Abwasser von Fabriken, die Farbstoffe oder Phenolderivate, Alkylphenole, Detergentien oder Nitrophenole herstellen, verwendet wurden.

d) Regenerieren von AktivkoWen, die zur Reinigung von Abwasser von Wohngebieten, von industriellem Abwasser oder für eine physikalisch-chemische Behandlung oder für eine tertiäre Behandlung verwendet wurden.

Die erfindungsgemäß regenerierte Aktivkohle eignet sich auch zur Behandlung von Glycerin und Sorbit enth; Senden Fabrikationsflüssigkeiten. Die ersteren fallen in der Seifenindustrie an, und die letzteren werden aus Kartoffelstärke erhalten. Durch die Erfindung wird somit ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zum Regenerieren von in gewissen Nahrungsmittelindustrien verwendeter Aktivkohle verfügbar.

Für die praktische Durchführung des Verfahrens

g Al K< nc

gemäß der Erfindung kann das Regenerieren der lösung, die 1 bis 5 % NaOH enthält, durchgelei-

Aktivkohlen nach dem Entfernen der ausgenutzten tet wird, erscheint eine leichte ununterbrochene

Kohle aus der Kolonne und ihrem Ersatz durch eine Färbung, die vom Registriergerät aufgezeichnet

neue Charge vorgenommen werden. Es ist auch mög- wird.

Hch, abwechselnd zwei Kolonnen zu betreiben, wobei 5 c) Die gleiche Beobachtung wie unter b) wird

in der einen Kolonne die Reinigung der mit Ver- mit Wasser gemacht, das mit Schwefelsäure,

unrsinigungen beladenen Flüssigkeit vorgenommen Essigsäure oder Ameisensäure angesäuert ist.

wird, während in der anderen Kolonne die Behandlung und Regenerierung der Kohle in situ erfolgt oder Um erneut eine Färbung Null der durchgehenden diese Kolonne entleert und erneut mit neuer Aktiv- io Flüssigkeit zu erreichen, stellt man fest, daß ohne kohle gefüllt wird. Rücksicht auf die verwendete Flüssigkeit eine Menge,

Schließlich kann man die Extraktion der gesättig- die dem 10 bis lOOfachen Volumen der Kohle entten Aktivkohle kontinuierlich durchführen und sie spricht, durchgeleitet werden muß. Ferner stellt man ebenfalls kontinuierlich durch neues Produkt erset- fest, daß die behandelte Kohle nach und nach einen zen. Zahlreiche technisch moderne Anlagen arbeiten 15 gleichmäßigen schwarzen Farbton annimmt, daß man seit mehreren Jahren entweder mit kontinuierlicher aber in keinem Fall wieder die ursprüngliche Farbe Entnahme und kontinuierlichem Ersatz ohne Unter- der neuen Kohle erhält. Man kann somit feststellen, brechung oder mit diskontinuierlicher Entnahme daß die Kohle ohne Rücksicht auf die angewandte eines Teils der gesättigten Akivtohle und Ersatz Behandlungsart, die Durchlaufgeschwindigkeit der durch einen entsprechenden Teil neuer oder regene- »° Flüssigkeiten und ihre Temperaturen und demzufolge rierter Aktivkohle. ohne Rücksicht auf die Gesamtmenge der durch diese

Kolonne strömenden Flüssigkeit nur teilweise regene-B ei spiel 1 riert worden ist.

B. Zum Vergleich wird nach dem Verfahren ge-

Dieses Beispiel veranschaulicht, daß es entschei- 35 maß der Erfindung gearbeitet, das darin besteht, daß dend wichtig ist, die Behandlungslösungen unter den man mit der Aktivkohle eine Natriumhydroxyderfindungsgemäß vorgesehenen Bedingungen durch lösung, die 40 g Natriumhydroxyd/Liter enthält, d. h. eine Säule von ausgenutzter Aktivkohle zu leiten. 1 n-Natriumhydroxyd, in statische Berührung bringt,

Behandelt wird eine gewisse Menge Aktivkohle, die Temperatur der Säule 1 Stunde bei 80° C hält die zur Reinigung von Abwasser einer organische 3° und danach von oben in die Kolonne eine v/äßrigc Farbstoffe herstellenden chemischen Fabrik gedient Alkohollösung, die 50% Isopropylalkohol enthält, hat. Diese Kohle hat eine gleichmäßige bräunliche einführt. Hierbei wird durch lichtelektrische Messung, Farbe. ergänzt durch pir-Messungen, und durch Maßanalyse

Diese Kohle wird in ein Glasrohr gegeben, das ein festgestellt, daß ein Volumen der wäßrigen Natrium-Verhältnis von Durchmesser zur Länge von 1:10 hat 35 hydroxydlösung, die im wesentlichen dem Volumen (Durchmesser 3 cm. Länge 30 cm). Die verbrauchte der Kohle entspricht, mit leichter Trübung, d. h. Aktivkohle wird zweckmäßig eingerüttelt, um bevor- einem geringen Gehalt an Farbstoff, aber mit einem zugte Durchgänge zu vermeiden. Das Rohr wird in sehr hohen pn-Wert durchströmt, und daß die Uneinen doppelwandigen Glasbehälter gestellt, in dessen durchsichtigkeit plötzlich vollständig wird, während Mantelraum heißes Wasser geleitet werden kann, um 40 der pn-Wert der Lösung sich dem Neutralpunkt die Kohle auf eine Temperatur zwischen 50° und nähert. Die Maßanalyse zeigt, daß fast das gesamte 80° C zu erhitzen. Natriumhydroxyd während der Zeit der schwachen

Das obere Ende der Kolonne ist mit einer Dosier- Trübung durchgegangen ist. Gleichzeitig wird festpumpe verbunden, mit der unterschiedliche und meß- gestellt, daß die undurchsichtige Lösung keinen Alkobare Lösungsmengen zugeführt werden können. Das 45 hol enthält. Bei weiterer Einführung von Alkohol untere Ende der Kolonne ist mit einem Glasrohr ver- sieht man die Färbung der Flüssigkeit schwächer und bunden, an dem eine Fotozelle befestigt ist, die ihrer- den Alkoholgehalt höher werden bis zu dem Augenseiis mii einem graphischen Schreiber verbunden ist. blick, in dem die alkoholische Lösung klar wird. Der Durchgang von farbloser Flüssigkeit in diesem Nachdem eine wäßrige Alkohollösung in einer Rohr hat eine lineare Nullaufzeichnung zur Folge. 50 Menge, die dem 2fachen Volumen der Kohle entWenn dagegen farbige Flüssigkeit in dieses Rohr ein- spricht, durchgelaufen ist, stellt man fest, daß die geführt wird, registriert der Schreiber diesen Durch- Kohle wieder ihre normale Farbe angenommen hat gang durch Messung derTrübung, die vom Farbstoff- und durch die Wäsche vollständig von ihren Vergehalt der durchlaufenden Flüssigkeit abhängt. Die unreinigungen befreit worden ist. Sie wird nunmehr Messung ist qualitativ und wird quantitativ, wenn 55 mit Wasserdampf und dann mit Säure für die Wiedcrman die Größe der Flächen mißt, die durch die Kur- verwendung behandelt werden. Es wird jedoch fcstven des aufgezeichneten Diagramms begrenzt werden gestellt, daß die Entfärbung, während sie bei alleini-(dic Zeit wird als Abszisse und die relative Trübung gern Durchgang einer Natriumhydroxydlösung unals Ordinate aufgetragen). unterbrochen und gleichmäßig erfolgt, in diesem Fall

A. Durch die in dieser Weise gefüllte und ausge- 60 anders, als wenn eine ringförmige gefärbte Zone stattete Kolonne werden ver„ "hip isne Flüssigkeiten gleichmäßig und mit einem einzigen Durchgang längs geleitet. Die erhaltenen Ergebnisse werden am Regi- der Kohlesäule nach unten sinken würde, durch Verstriergerät festgestellt. Die folgenden Beobachtungen Schiebung der Färbungszone von oben nach unten werden gemacht: vonstatten geht.

⁶S Es wird angenommen, daß

a) Wenn reines Wasser durchgeleitet wird, erfolgt keine Aufzeichnung. 1. die Behandlung mit der Natriumhydroxyd-

b) Wenn eine wäßrige Natriumhydroxyd- lösung die Loslösung der an die Kohle gebun-

denen Stoffe wahrscheinlich durch Änderung haltenen verschiedenen chemischen Verbindungen zu

• der Polarität »vorbereitet« und identifizieren. Nach dem Durchlauf von 3001 durch

2. diese Verunreinigungen durch die Behänd- 1 kg Kohle ist die Kohle gesättigt. Die Menge der an

lung mit der Alkohollösung »abgestoßen« wer- die Kohle gebundenen organischen Substanzen be-

den, wobei der Alkohol die Stelle dieser Ver- 5 trägt etwa 20%. Die Kohle wird nun auf die in Bei-

unreinigungen in den Poren der Kohle einnimmt. spiel 3 beschriebene Weise behandelt. Sie wird an-

Der Alkohol scheint somit nicht als Lösungsver- schließend wie neue Kohle wieder in den Prozeß

mittler, sondern als Elutionsmittel zu wirken. eingesetzt. Die Ergebnisse, die durch Adsorption und

ο ; · ι ο Entfärbung des Abwassers erhalten werden, sind ver-

P J» gleichbar mit den Ergebnissen, die mit der frischen

Dieses Beispiel veranschaulicht die Synergie der Kohle erzielt werden.

Behandlungsstμfen des Verfahrens gemäß der Erfiri- .

; In der in Beispiel 1 beschriebenen Apparatur wer- Verbrauchte Kohle, die für den in Beispiel 4 beiden Kohlen, die zum Entfärben von gezuckerten SMf- 15 schriebenen Zweck verwendet worden ist, wird bei ten verwendet worden sind, unter folgenden Bedin- 50° C mit einer ammoniakalischen Lösung behandelt, gungen behandelt: die 10 Gewichtsprozent Ammoniak, 60 Gewichtspro-

a) Es wird mit wäßrigem Natriumhydroxyd f.^ent Äthanol und 30% Wasser enthält. Die Desorpallein behandelt. Hierbei wird festgestellt, daß ^tio.^{n der K}?^hle erlauft viel langsamer und die Erdie Lösung nach dem Durchgang nur 0,49% ²⁰ gebnisse zeigen, daß die Kohle nur 85 bis 90 0/0 ihrer extrahiertes Material enthält. ursprünglichen Adsorptionseigenschaften wiederer-

b) Es wird mit wäßrigem Isopropylalkohol ^langt "^at-

allein behandelt. Hierbei wird festgestellt, daß B e i s ρ i e ! 6

die Lösung nur 1,4 % extrahiertes Materal ent- .„ , _ , , . .

hält ^{a5 Wasser aus der} Produktion nitrierter Derivate, bei-

c) Die Behandlung wird nach dem Verfahren $!.^els,^wf^e.^au* ^{der P}™^duktio" ^von Nitrobenzol oder gemäß der Erfindung auf die in Beispiel 1 Teil Nitrotoluol wird nach Filtration durch eine Säule mit B) beschriebene Weise vorgenommen. Hierbei f.^{ner Kornk}°hle mineralischen oder pflanzlichen w rd festgestellt, daß die Lösung 2,38% extra- , V_nK"^g^f "f ^dle„?^{ne Ob} _J ^srfi'^äch^ T ,^efWa liiertes Material enthält. ³° ¹⁰⁰° ^{bls 120}^²Ig hat. Wenn in der aus der Kolonne

austretenden Losung die Anwesenheit dieser organi-

Der Vergleich und die Berechnung der Volumina sehen Rückstände nachgewiesen wird, gilt die Säule und Konzentrationen in den vorstehenden drei Fäl- als gesättigt.

!en a), b) und c) zeigen, daß die im Fall c) extrahierte Nach dem Ablassen der Kolonne wird eine Lösung

Gesamtmenge 140% der mit Natriumhydroxyd allein 35 eingeführt, die aus 5% Natriumhydroxyd, 70%

extrahierten Menge a) und 160% der mit Alkohol Aceton und 25% Wasser besteht. Lösung und Kohle

allein extrahierten Menge b) betrug. widen I Smnde im Ruhezustand in Berührung ge-

Beispiel 3 halten. Das Produkt wird anschließend auf die oben

,. , beschriebene Weise nachbehandelt. Die regenerierte

Eine 10 ppm Chlorphenol und 5 ppm verschiedene 40 Kohle ist unmittelbar wieder verwendbar
Detergentien enthaltende Lösung wird durch eine .

Schicht einer Kornkohle geleitet, die eine Oberfläche Beispiel 7

von etwa 1000 m²/g hat. Wenn die Lösung nach die- Es wird die gleiche Kohle wie in Beispiel 6 verwen-

ser Behandlung mit einer Konzentration von 10% det und unter den gleichen Bedingungen mit einer der Ausgangslösung abläuft, wird angenommen, daß ₄₅ Lösung behandelt, die aus 5 % Natriumhydroxyd, die Kohle ihre Wirksamkeit verloren hat. Sie ist nun 80% Dichloräthan und 15 Gewichtsprozent Wasser bereit für das Regenerieren. besteht. Die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 6

Die Kohle wird nach d'-rn Trocknen in einer werden bei dem Regenerieren der Kohle erhalten.
Kolonne behandelt, die eine Höhe zwischen 5 und

10 Durchmessern hat und mit einem Heizmantel ver- 50 Beispiele

üchen ist. Eine 7 g Natriumhydroxyd, 105 g reinen

isopropanol und 128 ml Wasser enthaltende Lösung Dieses Beispiel betrifft einen Versuch zur Behandwird in die Kolonne gegeben und 1 Stunde bei 80° C lung einer Aktivkohle aus nicht konzentrierten ger im Ruhezustand mit der Kohle in Berührung gehal- zuckerten Säften vor dem Eindampfen
len. Anschließend wird die gleiche Lösung mit einer ₅₅ In eine aus einem stehenden Glasrohr von 130 cm Geschwindigkeit von 1 m/Stunde bei 80° C durch die Länge und 10 cm Durchmesser bestehenden und am Kolonne umgewalzt. Dann wird die Flüssigkeit aus unteren Ende mit einer waagerechten porösen Platte der Kolonne abgezogen, Wasserdampf eingeführt versehenen Kolonne wird eine wäßrige Aufschläm- und das Lösungsmittel zurückgewonnen. Schließlich mung gegossen, die aus einer Kolonne zur Behandwird eine 5 %ige Salzsaurelosung nach dem Wasser- 60 lung von gezuckerten Säften stammt Das Wasser in dampf eingeführt. Die erhaltene Kohle ist regeneriert der zu behandelnden, noch mit Verunreinigungen beiind unmittelbar wieder verwendbar. ladenen Aufschlämmung fließt durch die poröse

Beispiel 4 ^Platte· ^Ma'< vergewissert sich, daß die so gebildete

. „ , .. ...... „ . ,..„, ,.. ^Sau[^e vollkommen gleichmäßig ist und weder Kanäle

Durch eine mit Kornkohle gefüllte Kolonne laßt 65 noch Hohlräume aufweist

man filtriertes Wasser laufen, das aus den Rückstän- Vorher wurde nach dem Trocknen der gesättigten den der Fabrikation von Farbstoffen stammt, wobei Aktivkohle im Ofen bei 100° C festgestellt daß die es als unmöglich angesehen wird, die im Wasser ent- Kohle im Vergleich zu dem gleichen Volumen einer

neuen identischen Aktivkohle eine Gewichtszunahme zeipt, die im allgemeinen zwischen 15 und 25 % lag, wobei das Maximum einem solchen Sättigungsgrad entsprach, daß das Schüttgewicht der gesättigten Aktivkohle 0,650 betrug.

Das Volumen der Säule des Adsorptionsmittels betrug etwa JOl. Zunächst wurde heißes Wasser von 90° C durchgeleitet, um die Temperatur der Gesamtanordnung auf etwa 60° bis 70° C zu erhöhen. In

getrocknete behandelte Kohle hatte ein Gewicht von 103 bis 110% des Gewichts eines gleichen Volumens neuer Kohle, und die austretende Flüssigkeit hatte eine schwarze Farbe wie konzentrierter Kaffee.
Anschließend wurde erßndungsgemäß ein Versuch unter Verwendung einer wäßrigen Lösung, die 30 bis 60 Gewichtsprozent IsopropanoS und 10 Gewichtsprozent Natriumhydroxyd enthielt, unter den oben genannten Bedingungen, d. h. bei einer Temperatur

' feinem Vergleichsversuch wurden 1001 einer wäßrigen io von 60° bis 80° C durchgeführt. Diese Lösung wurde --■Ι 0%igen Schwefelsäurelösung, die vorher auf 100" C I Stunde im Ruhezustand mit der verbrauchten Kohle ''^gebracht worden war, von oben nach unten durch- in Berührung gehalten, worauf die gleiche Lösung 'geleitet Es wurde festgestellt, daß die ablaufende 2 Stunden mit einer Geschwindigkeit von 1,30 m/ Flüssigkeit gefärbt war (dunkle Teefarbe). Anschlie- Stunde durch die Kolonne geleitet wurde,
ßend wurde die Säule erneut mit heißem Wasser ge- 15 ^E* wurde gefunden, das gleiche Volumina einer ' waschen. Nach dem Ablassen der Kolonne wurde ein neuen Aktivkohle und der verbrauchten, unter den '^: Teil der Kohle getrocknet Bei der Entnahme der genannten Bedingungen regenerierten Aktivkohle im Adsorptionskohle wurde festgestellt, daß sie ein Ge- wesentlichen das gleiche Gewicht hatten und daß die wicht von 105 bis 115% des gleichen Volumens regenerierte Kohle die gleiche Jodzahl wie neue neuer Kohle hatte ²⁰ Kohle aufwies. Bei diesem Versuch war somit die

Anschließend wurde ein weiterer Vergleichsver- vollständige Entfernung der Stoffe gelungen, die wähsuch mit einer 10%igen Natriumhydroxydlösung rend der Klärungsbehandlung und Reinigung der geunter den gleichen Bedingungen durchgeführt. Die zuckerten Säfte gebunden worden waren.

Claims (1)

1. ι ²

   sionen f'.cr zu bindsnden Moleküle angepaßt sein. Die

   Patentansprüche· Adsorption und die Siittigung der Kohle sind eng mit

   ' _£|_cr Konzentration der Reagenzien in der zu behan-

   ' I. Verfahren zu.n Regenerieren von verbrauch- delnden Lösung sowie mit der Art des Einsatzes verier Aktivkohle durch Behandeln der Kohle mil 5 knünft. „.,,,!„„,„ .,„„ .
   wiißriger AlkalilOsung bei Temperaturen im Be- Selbstverständlich ist das Rege, cn cn von verrcich von mindestens Umgebungstemperatur und brauelUcr Aktivkohle aus wirtschaftlichen Gründen, •pätere restlose Entfernung des Alkalis durch hauptsächlich wegen des hohen Preises der Akt.v-Waschen der Aktivkohle mit Säure, dadurch kohle, unerläßlich, da die mit »verlorener Kohle, gekennzeichnet, daß man die Alkalibe- u> arbeitenden Anlagen zwar ausgezeichnete Ergebnisse Handlung bei 20° bis 130° C in der Kolonne wiili- hinsichtlich der Reinigung liefern, aber schwierig rcnd 30 Minuten bis 2 Stunden unter praktisch wirtschaftlich zu betreiben sind. Es sind bereits zahlitalischen Bedingungen oder bei niedriger Oc- reiche Verfahren zum Regcnerien von verbrauchter ■chwindigkcit von nicht mehr als I m'Std. wäh- Aktivkohle bekannt, beispielsweise Behandlungen rend des Konlakts von Alkalilöf.ung und Kohle 15 mit anorganischen oder organischen Sauren Behanddurchführt, anschließend bei einer Geschwindig- lungen mit Alkalischen Lösungen, wie _ Natriumkeit von mehr als I m/Sld. bis IO m/Sld. eine hydroxyd und Ammoniak, mit Losungsmitteln und wäßrige Lösung, die mindestens ein organisches sogar mit Oasen, wie Stickstoff und Helium und am Lösungsmittel enthält, umwälzt, das Lösungsmit- häufigsten mit Gemischen oder sogar mit oxydiercntel durch Einblasen von Wasserdampf entfernt 20 den chemischen Lösungen

   und die Aktivkohle dann der Säurewäsche unter- Als Veröffentlichungen, die den Stand der Technik

   svirft. auf dem Gebiet der Reaktivierung gewisser Adsorp-