DE2040297A1

DE2040297A1 - Verfestigung von partikelfoermigen adsorbierenden oder absorbierenden Materialien zu Konglomerat

Info

Publication number: DE2040297A1
Application number: DE19702040297
Authority: DE
Inventors: Redfarn Cyril Aubrey; John Bedford
Original assignee: PATENT PROTECTION Ltd
Current assignee: PATENT PROTECTION Ltd
Priority date: 1969-08-22
Filing date: 1970-08-13
Publication date: 1971-02-25
Also published as: DE2040297B2; CH551927A; US4000236A; FR2058994A5; BE755109A; DE2040297C3; NL7012441A; SE369410B; JPS506198B1; CA940108A

Description

PATENT PROTECTION LIMITED, 143-145 Kew Road, Richmond, Surrey,

England

Verfestigung von partikelförmigen adsorbierenden oder absorbierenden Materialien zu Konglomerat.

Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung einer zusammengeballten Masse von aktivierten Kohlenstoffpartikeln, derart, daß Formlinge beliebiger Gestalt hergestellt werden können, die als adsorbierendes Element für strömende Medien verwendet werden können.

Lose Partikel, die in einem geeigneten Behälter für die Luftreinigung begrenzt sind, sind zum Reinigen verschiedener Flüssigkeiten, wie z.B. Zucker in flüssiger Form oder in Lösung, oder für das Abscheiden von Dampf, der im Anschluß daran wiedergewonnen werden kann, allgemein bekannt. Es wurde bereits vorgeschlagen, eine zusammengeballte Masse aus adsorbierenden Kohlenstoffpartikeln zusammen mit einem austrocknenden Mittel durch Dispergieren eines Bindemittels durch eine gemischte Masse

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von Kohlenstoff und Austrocknungsmittel hindurch mit Hilfe eines flüssigen Dispersionsmediums herzustellen, wodurch ein plastisches Gemisch mit dem Bindemittel entstand, wobei aas dispergierende Medium v/eggedampft wird, damit das Bindemittel als solches in der Ilasse verbleibt. Ein derartiges Verfahren ist zur Herstellung eines einfachen Kohlenstoffagglomerats nicht gut geeignet, z.B. weil es einen Niederschlag an Bindemittel auf einem wesentlichen Teil der Oberfläche der Partikel hinterläßt, was offensichtlich die adsorbierenden Eigenschaften verringerte Darüber hinaus macht dieses Verfahren eine enge und spezielle Auswahl des Bindemittels und seines Lösungsmittels erforderlich, so daß die Verwendungsmöglichkeiten für das Produkt selbst sehr begrenzt sind.

Das bekannte Verfahren kann unter Umständen brauchbar sein, wenn die Masse sowohl Verunreinigungen aufnehmen soll als auch als trocknendes Mittel verwendet werden soll; es ist jedoch unwirtschaftlich, wenn es nur für Zwecke der Adsorption verwendet werden soll.

Es ist bereits die Herstellung eines Filters oder Verschlusses vorgeschlagen worden, insbesondere als Spitze einee für eine Zigarette, bei der aktivierte Kohlenstoffpartikel durch Mischen von trockenen Kohlenstoffpartikeln mit durch Lösungsmittel erweichten Polymerpartikeln miteinander verbunden werden sollten. Beim Mischen wird unvermeidlich ein Teil des Oberflächenbereiches des Kohlenstoffes mit Polymer überschmiert, so daß die wirksame, freiliegende Kohlenstoffläche verringert wird; die Steuerung eines solchen Verfahrens zur Begrenzung der Stärke dee Schmierens würde, wenn sie wirksam sein soll, schwierig und unsicher sein.

Ea ist ferner auch vorgeschlagen worden, als Bindemittel für ein Agglomerat mit doppelter Funktion (nämlich Adsorption und Trocknung) ein Polymer in Partikelform "asu verwenden, das mit dem Kohlenetoff gemischt ist, und das Polymer durch Erhitzen

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BAD ORIGINAL

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cor llasae weich eu aachen; dies ergibt keinen Unterschied zwischen c.oia unerwünschten Überzug eines dazwischenliegenden, aber wesentlichen Anteiles ui.vc .'.lantolfläcL.c eier Ilohlensto-'ifpf.rtikcl und der ο cvuin a Cj it on., sell.·: Io uilisicrtoii Verbindung der Partikel«

Aktivierte Sohlen Gto ff partikel in Form von Spänen aus mikroporösem Kohlenstoff werden als das adsorbierende, desodorisierende ilatcrial bei Luftreinigungsanlagen verwendet, und die Erfindung ist vorzugsweise auf ein solches iinterial abgestellt ( bei welche:·;! üblic'uervcifj^ ein besti;.iivtor iiiiteil zin feineren Pcirtikeln vorimncOn ist) .

üine Luftceinigungsanlage- für ein ö.cr?.::tig3G l-iaterial weist eine-Vorrichtung cu/a kontinuierlichen Ansaugen der Luft in einem be- . grenzten xlau.i. cvarch eine pctckung von „likroporöscn I'ohlenstoffpartilceln aur, so daß unerv/ünschte Gerüche, z.B. liochgeruch, abgestandener Tabakgeruch, Gerüche bei industriellen ilorntellungsverfahren und Gerüche, die bei einer Ansammlung von Lebewesen auftreten, entfernt werden. Die packung besteht aus losen Partikeln, die in einer Art Behälterforin verdichtet sind, es ist jedoch auch bekannt, den Kohlenstoff in Fona von gegossenen Blöcken durch Verkleben oder entsprechendes Verbinden in der vorerwähnten Weise zusammenzuballen.

Ein Nachteil dieses vorerwähnten Binde- bzw. Klebeverfahrens besteht darin, daß eine sehr sorgfältige Steuerung notwendig ist, um eine ausreichende Verflüssigung (durch Schmelzen oder Lösung) des Polymers zur Ausbildung der Bindungen zu erzielen, ohne daß gleichzeitig die Verflüssigung so weit getrieben wird, daß das Polymer die Kohlenstoffpartikel unzulässig überzieht und ihre Adsorptionskraft beeinträchtigt, und dass gleichzeitig soviel polymer ausgebreitet wird, daß eine größere Menge an Polymerpartikeln erforderlich ist, um einen einwandfrei verbundenen Block zu erhalten.

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Hauptziel vorliegender Erfindung ist es, einen Block vorbestinnter Gestalt aus aktiviertera Kohlenstoff vorzuschlagen, der zur Reinigung von Ströwungsmedien verwendet wird, für die der Block porös ist, wobei der Block in ausreichendem Maße so fest gebunden und zusammengeballt v/ird, daß er Vibrations- und Stoßbeanspruchungen v/i der s teht, was zu einem Verfall führen würde, während der Block noch in Bezug auf die einzelnen Partikel porös bleibt und theoretisch in bezug auf die wirksame, fi-eigelegte Oberfläche der Partikel unbeeinflußt bleibt. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß die Anwendung der Erfindung den überraschenden Effekt ergibt, daß die Wirksamkeit der Kohlenstoffpartikel erhöht wird.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer zusar:imengeballten und porösen Masse aus aktivierten Kohlenstoffpartikeln, bei welchem die Partikel (d.h. wenigstens ausreichend viele von ihnen, damit die Masse sicher zusammengehalten wird) miteinander in der Xieise verbunden bzw. verklebt werden, daß eine willkürliche und lose Masse von Kohlenstoffpartikeln von einem aktiven Lösungsmittel durchdrungen v/ird, bei dem das gesamte überschüssige Lösungsmittel abgeführt wird, die Kohlenstoff partikel rait einer verhältnismäßig kleinen Menge an partikelförmigem, trockenem, festem, löslichem Polymer gemischt werden, bei dem wenigstens ein Teil des verbleibenden Lösungs-, mittels in den Kohlenstoffpartikeln genügend Zeit erhält, um herauszukommen und das Polymer klebend zu machen, ohne jedoch den Kleber zu dispergieren , und bei dem ferner das übrigbleibende Lösungsmittel durch Verdampfen entfernt wird. Das Lösungsmittel macht somit die Polymerpartikel örtlich mit den Kohlenstoffpartikeln klebend, so daß die gesamte Masse nunmehr durch das Polymer verbunden bezw. verklebt ist, und als fest verbundene, zusammengeballte, poröse Masse auftritt, wobei die Mantelflächen der Kohlenstoff partikel von dem Polymer nur auf den verhältnismäßig kleinen Adhäsionsflächen bedeckt sind.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform des erfindungsgemäßen

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Verfahrens ist das Polymer zum Zeitpunkt des Mischens ein festes, nichtgehärtetes Polymer, das hitzehärtbar ist, und die gemischte Masse wird erwärmt, damit das Polymer aushärtet; das Produkt kann dann lösungsmittelfest sein. Bei einer derartigen Variante kann das aktive Lösungsmittel Wasser und das polymer Polyacrylamid sein, mit welcnem Paraformaldehyd gemiscnt ist.

Die Durchdringung der Kohlenstoffpartikel kann durch Eintauchen der Partikel in flüssiges Lösungsmittel bis zum Sättigungsgrad erzielt werden, oder aber dadurch, daß die Partikel einer gesättigten Atmosphäre eines Dampfes des Lösungsmittels ausgesetzt werden.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf Gegenstände, bei denen die ausgebildete Zusammenballung in einer Form hergestellt wird. Sie schließt ferner in einer speziellen Ausführungsform eines solchen Formlinge eine Luftreinigungsvorrichtung ein, bei der der poröse Formling, der die Gestalt eines hohlen, offenendigen Körpers, z.B. eines dickwandigen Zylinders annimmt, so angeordnet ist, daß er

er
rotieren kann, wobei/die umgebende Luft, die durch das offene Ende eingeführt wird, abschleudert, die Luft reinigt und in radialer Richtung austreibt. Eine solche Vorrichtung in einer speziellen Konstruktion stellt ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel des nach vorliegender Erfindung hergestellten Gegenstandes her und wird weiter unten im einzelnen beschrieben«

Die Erfindung betrifft ferner einen Dampfabscheider, um Dampf, z.B. Benzindampf, der von einem Behälter oder einer anderen Anordnung abgegeben wird und infolgedessen die Umgebung verunreinigt (oder sogar entflammbar macht) abzusondern, wobei der Dampfabscheider so ausgelegt ist, daß der Dampf durch verdampfen unter

und den geänderten Umständen entfernt wird,/daß atmosphärische Luft durch den Abscheider in das Induktionssystem z.B. eines Fahrzeugmotors, in welchem der Dampf dann verbrannt wird, eingesaugt wird. Bei einem solchen Anwendungefall ist ein Abscheider ähnlicher

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Funktion an sich bekannt, jedoch mit losen, aktivierten ICohlen- ■ stoffpartikeln; der Art der Verwendung nach ist jedoch ein solcher Abscheider einer Vibration unterworfen, so daß die Partikel sich selbst zerkleinern und deshalb zu kleinen Partikeln und Staub werden. Eine Masse, die sich aus diesem Grunde verdichtet, hat eine unverhältnismäßig geringe Lebensdauer und es kann notwendig werden, daß ein Filter vorgesehen v/erden muß, damit verhindert wird, daß Kohlenstoffstaub in den Motor eingesaugt wird. Ein Dampfausscheider, wie er gemäß vorliegender Erfindung verwendet wird, v/eist ein oder mehrere Abscheiderelemente in Form einer zusammengeballten und porösen Masse der oben angegebenen Art auf, die geformt wird und die in einer Kammer aufgenommen v/erden kann, in die der abzuscheidende Dampf eingeführt wird, und durch die Luft gesaugt v/erden kann, wenn der Motor läuft, damit der abgeschiedene Brennstoff verdampft oder desorbiert/und sich deshalb selbst regeneriert.

wird

Unter den geeigneten Polymeren zur Ausbildung der Adhäsionsmittel sind die wasserlöslichen Polymere, von denen ein besonders zweckmäßiges Beispiel Hydroxypropyl- MethylZellulose, Methylzellulose, Natriumkarboxy-Methylzellulose, Polyacrylamid, Gelatine, Zelluloseazetat mit niedrigem Azetatgehalt und Polyäthylenoicyd ist. Wenn der Formling gemäß vorliegender Erfindung unter feuchten Bedingungen arbeiten soll, wird ein wasserunlösliches Polymer, z.B. Polyvinylformal und Polystyrol verwendet. Vorzugsweise soll das Polymer ein hohes Molekulargewicht aufweisen, so daß es nicht zu leicht im Lösungsmittel löslich ist. Wenn die Polyraerpartikel in Berührung mit dem Lösungsmittel kommen, könnun sie aufschwellen und werden klebend, ohne daß eine freifließende Lösung ausgebildet wird. Wenn jedoch die Polymerpartikel im Lösungsmittel zu einfach löslich sind, kann ihre Lösbarkeit dadurch beschränkt werden, daß eine kleine Menge an nicht löslicher Flüssigkeit mit den bereits durch Lösungsmittel benetzten Kohlenstoffpartikeln gemischt wird, bevor die Polymerpartikel eingemischt werden. Die Polymerpartikel sollen Heine

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■au feine 3iebgrö=}e besitzen, vail die Ivomfeinheit der Partikelgröße eine Lösbarkeit erleichtert und sorait die ¹J? cnciens ans lolyneros vergrößert, daß es sich über die Mantelflächen eier Kohlenstoffpartikel über die Fläche hinaus ausbreitet, die zu einer entsprechenden lidhäsion erforderlich ist, so daß die Bereitschaft uea Kohlenstoffes zur Adsorption der Verunreinigungen verschlechtert wird.

Ils worden nicht i.iehr polyncrpartikel verwendet, als notwendig ist, div.uit ein. Kolilenstof fblock erhellten wird, der einwandfrei :^u handhaben ist und der eine ausreichende Hichtzerfallfestigkeit besitst; in der Praxis reichen 5 - lO?& Polymer auf der Gewichtsbasis von trockenen Kohlenstoff aus, wenn die Kohlenstoffkörnung die oben beschriebene ist. Der Gewichtsanteil von · Polymer zu Kohlenstoff ändert sich jedoch in nachteiliger Weise :ait der llohlenstof fkörnung, wenn eine vaininale Ädhäsions fläche erreicht werden soll.

Die Formlinge haben vorzugsweise Häute von sehr porösem Gewebe über ihren äußeren Flächen; dies bewirkt.ein-leichtes Haften an dem Formling, was zum Ausrichten des Formlinge verwendet wird, und es haftet vorzugsv/eise an dem Formling, wenn dieser von der Form getrennt wird. Lose gewebtes Sackleinen oder Baumwolle ist hierfür geeignet Und dient nicht nur dazu, daß verhindert wird, daß Oberflächenpartikel aus Kohlenstoff weggerieben werden, sondern wirkt auch als grobes Filter, damit verhindert wird, daß größere Gegenstände, wie z.B. Fliegen und dgl. in die Hohlräume des Formlings eindringen.

Wachstehend v/erden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung angegebens

Beispiel 1

650 g aktivierter Kohlenstoffpartikel, die weiter unten im einzelnen beschrieben werden, wurden in ein Gefäß gegeben, mit

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Wasser abgedeckt, etwa zehn Minuten stehen-gelassen und dann wurde überschüssiges Wasser abgegossen; dieser Vorgang entfernte losen Kohlenstoffstaub und v/urde noch zweimal wiederholt. Dann wurden 32,5 g Hydroxy-Propyl-Methyl- Zellulose (im Handel erhältlich als Ilethofas PIl 4500 der Firma ICI) durch inniges mechanisches Mischen in den feuchten Kohlenstoff eingemischt, damit eine willkürliche gleichförmige Dispersion erhalten wurde, und das Gemisch wurde in eine perforierte, metallische, offene Blockform mit den Abmessungen 203,2 χ 203,2 χ 25,4 mm eingegeben, wobei die schmalen Kanten (2,5 cm) mit Kartonstreifen belegt wurden und die Basis mit dem lose gewebten dünnen Musselin überzogen wurde, der als "Buttermusselin" bekannt ist. Das Kohlenstoffgemisch v/urde niedergepresst und mit weiterem Buttermusselin überzogen. Dann wurde der Block dadurch getrocknet, daß warme Luft hindurchgeführt wurde, damit das restliche Wasser durch Verdampfung entfernt wurde. Bein Herausnehmen aus der Form ergab sich, daß der Formling äußerst porös, fest zu einer Masse zusammengefügt und außerordentlich gut geeignet für ein Luftreinigungselement war.

Beispiel 2

50 g aktivierten partikelformxgen Kohlenstoffes wurden mit 12 g Azeton gemischt, dann wurde genügend Wasser hinzugefügt, um die Oberfläche des Kohlenstoffes zu benetzen. 5 g Polyvinylazetat ( im Handel erhältlich als P.V.A. Körnung S88) wurden dann eingerührt und gründlich verteilt, und das Gemisch v/urde dann in eine kreisförmige, perforierte Metallform von 75 mm Durchmesser und 25 mm Dicke eingesetzt. Dann wurde die Form bei 75-80 C erwärmt, damit das Wasser und das Azeton durch Verdampfen ausgetrieben wurden, wobei die Temperatur schließlich auf 120°C angehoben wurde, damit pine vollständige Trocknung gewährleistet war und ein festen Agglomerat erzielt wurde.

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Beispiel 3

50 g aktivierten partikelförmigen Kohlenstoffes wurde mit Wasser durch feuchtes und überschüssiges Wasser abgenommen. Dann wurden 2,5 g Polyacrylamid (im Handel als Cyanamer P25O der Firma Cyanamid erhältlich) bis zur gleichförmigen Verteilung gründlich eingerührt. Das schlammartige Gsmisch wurde in eine kreisförmige,perforierte Metallform von /5 mm Durchmesser und 25 mm Dicke eingebracht. Die Form wurde dann auf 95 - 1OO°C erwärmt, damit das Wasser durch Verdampfung ausgetrieben wurde.

Beispiel 4

50 g aktivierten partikelförmigen Kohlenstoffes wurde mit Wasser vollgesogen und überschüssiges Wasser entfernt. Dann wurde eine Gemisch von 2,5 g Polyacrylamid und 0,25 g Paraformaldehyd bis zur gleichförmigen Verteilung gründlich eingerührt, und das Gemisch in eine kreisförmige, perforierte Metallform von 75 mm Durchmesser und 25 mm Dicke eingebracht. Die Form wurde zum Entfernen des Wassers auf 95 - l00°C und schließlich auf 120 - 130°C erwärmt, um das Polyacrylamid mit dem Paraformaldehyd zu härten, damit ein JLÖsungsmittelfestes Agglomerat erhalten wurde.

Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen war die Form mit Musselin ausgelegt, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erwähnt.

Während einzelne kubische oder scheibenförmige Blöcke ,wie sie in dem vorbeschriebenen Beispiel hergestellt wurden, an sich zweckmäßig sind und zwar entweder allein oder in Gruppen, ernöglicht die Erfindung die Herstellung einer äußerst praktischen und wirksamen ÄiHeinigungsvorrichtung für Raumluft, und ein Beispiel hierfür ist in rig. I dar Zeichnung dargestellt.

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Figur 2 zeigt schematisch die Erfindung in der Anwendung auf einen Bezindampfversdhluß eines Kraftfahrzeuges.

Figur 1 ist eine Schnittdarstellung eines zylindrischen Rohres 1, das ein gemäß vorliegender Erfindung hergestelltes,gegossenes Agglomerat ist. Mit 2 ist in vergrößerter Darstellung, innerhalb der Dicke des Rohres 1 angezeigt, das Grundgefüge des Agglomerates angedeutet, das Kohlenstoffpartikel 3 mit willkürlich, gleichförmig verteilten Partikeln (mit schwarzen Punkten dargestellt) des Polymerbindemittels aufweist. Das Polymer besitzt Adhäsionen zwischen den kleinen Flächen, wo die Kohlenstoffpartikel 3 in Berührung oder annähernd in Berührung stehen, so daß wenigstens die größeren Kohlenstoffpartikel miteinander verbunden sind, während die gesamte Kohlenstoffmasse zusammengeballt ist.

Bei der Ausbildung der Form 1 werden die zylindrischen V7andungen der Form (der äußere Teil und der Kern) mit Gewebeschichten 4 und 5 bedeckt. Diese haften an der Form an und dienen der vorerwähnten Zwecken; der einfacheren zeichnerischen Darstellung wegen sind sie im Abstand von dem Kohlehstoffagglornerat gezeichnet, in der Praxis stehen sie jedoch direkt mit ihm in Verbindung.

Im Betrieb als Adsorber ist der zylindrische Formling 1 durch beispielsweise drei Drähte 6 aufgehängt, die in einen einzigen Aufhängungsdraht 7 übergehen, der seinerseits mit der angetriebenen Welle 9 eines Elektromotors lo befestigt ist? der Motor ist dabei beispielsweise an der Zimmerdecke befestigbar. Der Motor nimmt den Luftreinigungsblock 1 auf und versetzt diesen in Drehung. Verunreinigte Luft tritt in zwei obere Enden ein, wie durch die Pfeile 11 angedeutet, und wird - in den Poren des Kohlenstoffagglomerates eingeschlossen -durch Zentrifugalkraft durch das Agglomerat getrieben, durch Adsorption gereinigt und die gereinigte Luft in Richtung der Pfeile 12 abgegeben. Ein grobes Papierfiltersieb, das bei 13 angedeutet 1st, kann in die Bohrung des zylindrischen Agglomerate eingepasst werden, es

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c'iont als ο in auswechselbares Filter suj.· /iufnahne von Festkörpern.

!line goer..ate derartige Vorrichtung kann cuf einer Basis (nicht dargestellt) mit einer vertikalen Spindel, die koaxial ira Zylinder ucntriort ist, befestigt sein, σο daß ein Tischluftrciniger entsteht, uxc Steifigkeit und die ausreichende mechanische Festigkeit ■\u".clien eine solche Vorrichtung pr-r.7ctd.Gch" verwendbar; das Jleraent kann als nutsbar betrachtet verdau, wenn jedoch solche Elemente in großer Anzahl verwendet werden, kann es wirtschaftlich sein, sie nacη einer bestiraiaten Benutzungsperiode zu regenerieren, indem sie aufgeheizt oder gewaschen v/erden, je nach Art der Verwendung, der sie untersogen worden sind_a Das Element kann aber auch zerstört worden, es kann sein Klebemittel herausgelöst v/erden, wenn dies zweckmäßig erscheint, es kann regeneriert werden und der Kohlenstoff steht dann sur erneuten Verwendung sur Verfügung.

Hin Reiniger nach Figur 1 kann in einer Flüssigkeit verwendet werden, falls dies erforderlich ist.

In Figur 2 ist schematise!» die -Anwendung der Erfindung auf einen Brennstoffdampfabscheider dargestellt. Dabei v/eist der Hauptbrennstofftank 20 eine abgedichtete Einfüllkappe 20Λ und ist iait ein era überlauftank 21 verbunden, daiait flüssiger Brennstoff aufgenoi.iiaen werden kann, der bei einer E:q?ansion in Tank 20 in den Überlauf "tank entweichen kann. Von oberhalb der Flüssigkeit ira Tank 21 führt eine Leitung sum Boden eines Dampfabscheiders, der eine Kammer 22 mit einem Auslaß 22a ist, welche in die Atmosphäre geöffnet ist; die Kammer 22 ist vollständig von einem Formling 23 aus aktivierten Kohlenstoffpartikeln ausgebildet, wie dies in vorliegender Anmeldung beschrieben ist. Eine Leitung 24 führt vom Boden der Kammer 22 an eine Ansaugstelle bei 24A im Vergaser. 25, der über eine Brennstoffpumpe P aus dem Haupttank 20 gespeist wird. Eine Flammensperre, z.B. eine Kupfergeflechtpackung, kann zwischen 22 und 24 eingesetzt v/erden, damit eine Rüekzünäung

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beim Sünden eines Brennstoff- Luftgemisches in der Kammer 22 verhindert wird.

Nimmt man an, daß der Tank 20 an einen heißen Tag mit kalten Bezin gefüllt wird,cc- dcnnt sich der Inhalt aus, und diese Ausdehnung wird im Tank 2.1 aufgenommen. Benzin, das im Tank 21 oder auch im Tank 20 verdampft, gelangt in die Kammer 22 und wird dort durch die Kohlenstoffmasse adsorbiert. Luft, die in ähnlicher Weise entweichen kann, strömt über die Leitung 22Λ ab. Uird dor Motor angelassen, wird Luft in den Vergaser 25 sowohl durch den üblichen Lufteinleiss als durch die Kauimer 22 angesaugt. Die durcn 22A und durch die Masse 23 angesaugte Luft reinigt den Kohlenstoff, indem das eingeschlossene Benzin verdampft wird. Somit wird Benzin, das sonst die Atmosphäre verunreinigen würde, wiedergewonnen und im Motor verbraucht, so daß natürlich der Kohlenstoff beim nächsten Entweichen von üarapf regeneriert wird. Eine derartige v/eitere geringfügige Einführung von Luft über 22Λ, 22 und 24 in den Motor ist für die Ilotoi-leistung nicht entscheidend und ist in jedem Falle der Filterwirkung der Kohlenstoffmasse ausgesetzt. Die Kammer 22 kann eine einfach lösbare obere /Abdeckung aufweisen, damit die Masse 23 erforderlichenfalls entfernt werden lcann.

Zusammenfassung

Die Industrie bietet Standardqualitäten aktivierten Kohlenstoffes an und diese werden üblicherweise alc lichte Maschenwoite angegeben. Beispielsweise ist eine Größe, die bei vorliegender Erfindung vorteilhaft verwendet wurde, mit -τ /6 genormt. Dies ist eine Gütesorte nach dem britischen Standard 481 und sie gibt eine Partikelgröße an, bei/wenigstens 9o% der Partikel durch ein Testsieb mit einer Lochweite von 0,25 in/sq. hindurchgehen und auf einem Testsieb mit einer Lochweite von etwa 0,11 in/aq. zurückgehalten werden. Dabei beobachtet man, daß einwandfreie Blöcke hergestellt worden sind, bei denen der Gewichtsprozentsatz

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von Polymer auf der Basis des Kohlenstof fgewiclites 5% - 10% betragen hat.

Von den als Bindemitteln verwendeten Polymeren ergeben die wasserlöslichen Zellulosederivate und Polyacrylamide die besten produkte, unter feuchten Bedingungen können diese jedoch häufig v/eich werden. Unter den verwendeten feuchtigkeitsbeständigen Bindemitteln ergeben Polyvinylazetat, Polyvinylazetal, Polyvinylformal und Polyacrylamid mit Formaldehyd gehärtet die besten Produkte.

Soweit es die Lösungsmittel betrifft, gibt es eine entsprechende Auswahl, wenn eine Auswahl des als Bindemittel zu verwendenden Polymeres vorhanden ist.

Falls, wie dies üblich ist, ein Wasser-Lösungsmittel verwendbar ist, wird vorgeschlagen: Wasser mit Hydrojjypropyl- Methyl-Zellulose und zugehörige Zellulosederivate, polyvinylalkohol, Polyacrylamid, Harnstoff- Formaldehyd-Kunstharze, Kasein.

Wenn eine Wasserlösbarkeit praktisch nicht möglich ist, wird vorgeschlagen:

Äthanol mit Polyvinylbutral und Phenolformaldehyd- Harzen, Azeton mit polyvinylazetat, Zelluloseazetat,

Ä'thyl- Methyl- Keton mit Vinylchlorid- Azetat- Kopolymeren, Jithanol/Toluol- Gemische mit Polyvinylformal, Kohlenstofftetrachlorid mit Polystyrol.

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Der Grafl der Löslichkeit des Polymez~s im Lösungsmittel ist offensichtlich nicht von entscheidender Bedeutung, weil eine polymere Lösung als Bindemittel nicht verwendet wird. Es ist für das Polymer ausreichend, daß es durch das Lösungsmittel oberflächlich erweicht wird und in den Borührflächen mit den Kohlenstoffpartikeln haftend wird.

Box den vorstehend erwähnten Beispielen ist nur ein Gütegrad für den aktivierten Kohlenstoff verwendet; worden, nümlicli der angegebene.

Ilydrojcy- Propyl- Methyl- Zellulose (1-Iethofas PM 4500) ciner Sieböffnung von 20 - 5o isb ein geeignetes, wasserlösliches Polyner für die Anwendung für vorliegende Erfindung. Die Zr.hl 4.500 stellt die Viskosität in Poise bei 20°C einer 2% igen wässrigen Lösung des Polymers dar. Man hat festgestellt, daß der größere Teil der Methofas-Partikel duHch eine Sieböffnung von 20 (d.h. ein Sieb mit einer lichten I-laschenwoite von O,o275 in/oq.) geht und bei einer Siebö'ffnung von 50 (d.h. bei einem Sieb mit einer Hellten Ilaschenweitc von 0,0ll6 in/sq.) zurückgehalten wird.

Y/enn cindo.ee partikelförmicje Polynere als Bindemittel für den gleichen Kohlenstoff- Gütegrad verwendet werden, werden sie gesiebt, damit Partikel mit einem ähnlicnen Größenbereicn gegenüber dom von Methofas PiI 4500 erhalten werden.

Die Partikelgröße des Polymers wird im Idealfall in Beziehung zu der Partikelgröße des verwendeten Kohlenstoffes gesetzt.

Bei den meisten experimentellen Untersuchungen war der Gütegrad der Kohlenstoffkörnchen und Polymerpartikel konstant, d.h.:

Kohlenstoffkörnchen, lichte Maschenweite 0,11 in/sq (gehen nicht durch) und 0,25 in/sq. (gehen durch),

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I-olymerpcrtikel, lichte Haschenweite O,Oll6 in/sq. (gehen nicht durch) und 0,0275 in/sq. (gehen durch).

Soweit es die J-dhäs ions fläche betrifft, stellt sie einen theoretisch unmöglich zu bestimmenden Parameter äar. Sie scheint auch in Grenzen nicht sehr kritisch zu sein. Die Kohlenstoffpartikel weisen natürlich eine unregelmäßige Gestalt auf, so daß es zweifelliaft ist, ob mit Ausnahme einer Mittelung die Anzahl von Berührpunkten berechnet werden kann; es ist auch nicht zweckiaäßig, die Anzahl von Berührstellen von Kohlenstoff, an denen ein Polymerpartikcl aufgenommen ist, zu schätzen. Wichtig ist der Gesarateffekt, nachdem das Agglomerat als Ganzes sich so verhalten muß, als ob es vollständig homogen wäre, und es wird natürlich eine ■möglichst geringe, praktisch für die ?₄ggloitieration ausreichende Menge an Polymer verwendet.

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Claims

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1. Verfahren zur Herstellung einer zusammengeballten Masse, die hauptsächlich aus Partikeln aus aktiviertem Kohlenstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß einewillkürliche und lose Masse aus Kohlenstoffpartikeln von einem aktiven Lösungsmittel durchdrungen wird, daß das gesamte überschüssige Lösungsmittel abgeführt wird, daß die Kohlenstoffpartikel mit einer verhältnismäßig geringen Menge eines partikelförmigen trockenen festen löslichen Polymers gemischt werden, so daß eine dünne partikelförmige Dispersion entsteht, daß das übrig bleibende Lösungsmittel Zeit erhält, um das Polymer haftend zu machen, und daß das übrig bleibende Lösungsmittel durch Verdampfung entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Polyiaer ungehärtet ist, wenn es gemischt wird, und wärmehärtbar ist, und daß die gemischte Masse so erhitzt wird, daß das polymer erhärtet, wodurch die Masse lösungsmittelfest gemacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als aktives Lösungsmittel Wasser verwendet wird, und daß das Polymer polyacrylamid ist, mit welchem paraformaldehyd gemischt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengeballte Masse in einer Form ausgebildet wird, in der sie als Agglomeration aushärtet, das durch das Polymer gebunden wird, wenn das Lösungsmittel entfernt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfung durch Wärmeeinwirkung beschleunigt wird.

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6. Verfahren nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß

das Verhältnis des Gewichtes von Polymer zum Gewicht von Kohlenstoff, das in einem· umgekehrten Verhältnis zur Kohlenstoffkörnung steht, so gewählt wird, daß die geringste Menge an Polymer, die eine Agglomeration der Masse gewährleistet, verwendet wird.

7. Verfanren nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel durch Entwässern entfernt wird, wobei dieser Entwässerungsvorgang durch Umrühren beschleunigt wird«,

8. Zusammengeballte und poröse Masse, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Partikeln aus aktiviertem Kohlenstoff besteht, welche miteinander durch gleichförmig verteilte Partikel eines anfangs trockenen löslichen Polymers gleichmäßig verteilt sind, die mit dem Kohlenstoff haftend gemacht werden, wenn sie mit ihm gemischt sind, indem der Kohlenstoff mit einem aktiven Lösungsmittel-durchdrungen wird, das anschließend durch Verdampfen entfernt wird, und daß die Haftflächen in bezug auf die Fläche des freigelassenen Kohlenstoffes unbedeutend sind.

9. Element nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß es für Flüssigkeitsreinigungsvorrichtungen verwendet und der dort benötigten Form angepaßt wird«

10. Benzinabscheider zum Einbau in ein Brennstoffsystem eines Fahrzeuges mit einer zusammengeballten, porösen Masse aus aktiviertem Kohlenstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in eine Kammer eingeschlossen ist, in der Brennstoffdampf entweichen kann und durch die Luft von der Maschine angesaugt werden kann.

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