DE2146100C3 - Process for the production of activated carbon from pitch - Google Patents
Process for the production of activated carbon from pitchInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle aus Pech, bei dem das Pech mit einem Lösungsmittel gemischt und das Gemisch über die Zersetzungstemperatur des Peches erhitzt wird.The invention relates to a method of manufacture of activated carbon from pitch, in which the pitch is mixed with a solvent and the mixture over the The decomposition temperature of the pitch is heated.
Aktivkohle ist bereits in einer Vielzahl von Formen im Handel erhältlich, und es sind auch eine Reihe von Verfahren für ihre Herstellung vorgeschlagen worden. Eine besonders vorteilhafte Form von Aktivkohleteilchen ist die Kugeiform, da kugelförmige Teilchen günstige Schutt- und Fließeigenschaften aufweisen. Es ist auch bereits zum Beispiel aus der GB-PS 6 99 470 ein Verfahren zur Herstellung von mikrokugelförmigen Kohleteilchen bekannt, bei dem unter anderem Pech mit einem Lösungsmittel gemischt und das Gemisch über die Zersetzungstemperatur des Peches erhitzt wird, um kugelförmige Teilchen zu bilden, aus denen Kohlenstoff in kugelförmiger Gestalt erhalten wird. Bisher ist es jedoch noch nicht gelungen, eine Aktivkohle mit einer Struktur aus hohlen Mikrokugelschalen zu erzeugen. Ein derartiges Verfahren ist jedoch Gegenstand der vorliegenden Erfindung.Activated carbon is already commercially available and there are a number of forms Methods for their preparation have been proposed. A particularly advantageous form of activated carbon particles is the spherical shape, as spherical particles have favorable rubble and flow properties. It is also already for example from GB-PS 6 99 470 a process for the production of microspherical Coal particles known, in which among other things pitch mixed with a solvent and the mixture over The decomposition temperature of the pitch is heated to form spherical particles that make up carbon is obtained in spherical shape. So far, however, it has not yet been possible to use an activated carbon with a Creating a structure from hollow micro-spherical shells. However, such a method is the subject of present invention.
in dem eigenen älteren Patent 21 26 262 wird bereits ein Verfahren zur Herstellung von hohlen Mikrokugeln aus Pech angegeben, mit dem aus einem billigen Abfallprodukt karbonisierbare gleichmäßige hohle Mikrokugeln erhalten werden können. Bei weiteren Untersuchungen wurde dann gefunden, daß Aktivkohle mit einer Struktur aus hohlen Mikrokugelschalen erhalten werden kann, indem nach einem ähnlichen Verfahren hergestellt, aus Kohlenstoff bestehende hohle Mikrokugelschalen außerdem einer Aktivierungsbehandlung unterworfen werden. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle aus Pech zu schaffen, durch das Aktivkohle mit einer Struktur aus hohlen Mikrokugelschalen erzeugt werden kann.in its own earlier patent 21 26 262 is already a method for making hollow microspheres from pitch is given, using that from a cheap Waste product carbonizable uniform hollow microspheres can be obtained. With further Investigations then found that activated carbon with a structure of hollow microsphere shells can be obtained by making by a similar process, consisting of carbon hollow microsphere shells are also subjected to an activation treatment. It's the job of Invention to provide a method for the production of activated carbon from pitch, by the activated carbon with a Structure can be produced from hollow micro-spherical shells.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der Verfahren zur Reinigung von Abwasser mittels Aktivkohle.Another object of the invention is to improve the method for purifying wastewater by means of Activated carbon.
Die Hauptaufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, wie es im Anspruch 1 gekennzeichnet ist.The main object of the invention is achieved by a method of the type described at the outset, as is is characterized in claim 1.
ίο Weiterhin wird erfindungsgemäß die durch das neue Verfahren erhaltene Aktivkohle zur Reinigung von Abwässern eingesetzt. Es ist insbesondere vorteilhaft, die neue Aktivkohle in einem Abwasserreinigungsturm im Gegenstromverfahren einzusetzen.ίο Furthermore, according to the invention by the new Activated charcoal obtained in the process used to purify wastewater. It is particularly advantageous to use the new activated carbon in a wastewater treatment tower in a countercurrent process.
!·■> Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Aktivkohle mit einer Struktur aus hohlen Mikrokugelschalen hat einen Teilchendurchmesser von 5 bis 1000 μπι, eine Dicke der Teilchenoberfläche, die den Hohlkörper bildet, von 0,5 — 50 μπι und ein spezifisches! · ■> The. Obtained by the method according to the invention Activated carbon with a structure of hollow microsphere shells has a particle diameter of 5 to 1000 μπι, a thickness of the particle surface that the Hollow body forms, from 0.5 - 50 μπι and a specific
2(i Schüttgewicht von 0,05 bis 0,4.2 (i bulk density from 0.05 to 0.4.
Die Aktivkohle wird gemäß der vorliegenden Erfindung in folgender Weise hergestellt:The activated carbon is produced according to the present invention in the following way:
Zu Beginn werden Teere, die durch thermische Behandlung von Erdölkohlenwasserstoffen wie Rohöl, Asphalt, Schweröl, Leichtöl, Kerosin und Naphtha bei einer Temperatur von 7OO-15OO°C innerhalb von 0,001 —2 Sekunden erhalten worden sind, destilliert, um die niedermolekularen Bestandteile und die öligen Substanzen zu entfernen, wobei ein Pech zurückbleibt,At the beginning, tars, which are produced by the thermal treatment of petroleum hydrocarbons such as crude oil, Asphalt, heavy oil, light oil, kerosene and naphtha at a temperature of 700-1500 ° C within 0.001-2 seconds have been obtained, distilled to remove the low molecular weight components and the oily ones Remove substances, leaving behind a pitch,
in das ein hartes Pech mit einem hohen Aromatengehalt und einem Erweichungspunkt von 100-3500C, einem Nitrobenzol-unlöslichen Anteil von 0 — 25% und einem H/C-Verhältnis von 0,2-1,0 darstellt. Das erhaltene Pech wird dann homogen mit einem Blähmittelin which a hard pitch having a high aromatic content and a softening point of 100-350 0 C, a nitrobenzene-insoluble content of 0 - represents 25% and an H / C ratio of 0.2-1.0. The pitch obtained then becomes homogeneous with a blowing agent
j) gemischt, welches aus einem organischen Lösungsmittel mit einem niedrigen Siedepunkt und einer guten Verträglichkeit mit dem Pech, beispielsweise aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff wie Benzol, Toluol oder Xylol, einem Äther wie Tetrahydrofuran oderj) mixed, which consists of an organic solvent with a low boiling point and good compatibility with the pitch, for example from a aromatic hydrocarbon such as benzene, toluene or xylene, an ether such as tetrahydrofuran or
jo Butyläther, oder einem aliphatisch'η Kohlenwasserstoff wie Pentan, Hexan oder Heptan besteht. Die Mischung wird dann in Wasser als Dispers'onsmedium zusammen mit einem Schutzkolloid, welches als Dispersionsmittel wirkt, wie beispielsweise teilweise verseiftem Polyvinyl-jo butyl ether, or an aliphatic'η hydrocarbon such as pentane, hexane or heptane. The mixture is then put together in water as a dispersion medium with a protective colloid that acts as a dispersant, such as partially saponified polyvinyl
4") acetat, Polyvinylalkohol, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyacrylsäure oder einem Salz derselben, Stärke, Konjak-Mehl, Gummiarabicum oder Gelatine dispergiert. Die erhaltene Dispersion wird dann einer plötzlichen Erhitzung oder einem schnellen Tempera-4 ") acetate, polyvinyl alcohol, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, Polyacrylic acid or a salt thereof, starch, konjac flour, gum arabic or gelatin dispersed. The resulting dispersion is then subjected to sudden heating or rapid temperature
■>(> turanstieg unterworfen, wobei in der Dispersion die Mikrokugelschalen geschäumt werden und hohle Mikrokugelschalen bilden, die dann der Unschmelzbarmachung durch Behandlung mit einem oxydierenden Gas oder einer Flüssigkeit unterworfen werden. Die■> (> subjected to an increase in temperature, whereby in the dispersion the Micro-ball shells are foamed and form hollow micro-ball shells which are then infusible by treatment with an oxidizing gas or liquid. the
v> hohlen Mikrokugelschalen werden schließlich durch Backen in einer inerten Gasatmosphäre karbonisiert und ergeben Kohlenstoff, der eine Struktur aus hohlen Mikrokugelschalen aufweist. v> hollow micro-spherical shells are finally carbonized by baking in an inert gas atmosphere and result in carbon which has a structure of hollow micro-spherical shells.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der nachAccording to the present invention, the after
M) dem Verfahren in dem vorstehend genannten eigenen älteren Patent erhaltene Kohlenstoff mit einer Struktur aus hohlen Mikrokugelschaien nach einem an sich bekannten Verfahren aktiviert werden, indem der Kohlenstoff bei 400-10000C in Luft. Dampf undM) be the method in the above-mentioned own earlier patent activated carbon obtained having a structure of hollow Mikrokugelschaien by a method known per se, by the carbon at 400-1000 0 C in air. Steam and
hi Kohlendioxyd erhitzt wird.hi carbon dioxide is heated.
Wie vorstehend bereits erwähnt, weist der erfindungsgemäß erhaltene aktive Kohlenstoff einen Teilchen-Durchmesser von 5-1000 μπι eine Dicke derAs already mentioned above, the active carbon obtained according to the invention has a particle diameter of 5-1000 μπι a thickness of the
Teilchenoberfläche, die den Hohlkörper bildet, von 0,5 — 50 μηι und ein spezifisches Schüttgewicht von 0,05-0,4 auf und besitzt eine Struktur aus hohlen Mikrokugelschalen.Particle surface, which forms the hollow body, of 0.5 - 50 μm and a specific bulk density of 0.05-0.4 and has a structure of hollow micro-spherical shells.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen die Zeichnungen. In diesen Zeichnungen zeigtThe drawings serve to explain the invention in more detail. In these drawings shows
Fig. 1 die Struktur der erfindungsgemäß erhaltenen Aktivkohle,1 shows the structure of the activated carbon obtained according to the invention,
F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch die gemäß der Erfindung erhaltene Aktivkohle,F i g. Figure 2 is a schematic representation of a cross section through the obtained according to the invention Activated carbon,
F i g. 3 ein Fließdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Behandlung von Abwasser mittels Aktivkohle undF i g. 3 shows a flow diagram according to an embodiment of the treatment of wastewater by means of activated carbon and
F i g. 4 einen Querschnitt durch einen kontinuierlich arbeitenden Gegenstrom-Reinigungsturm für Abwasser. F i g. Figure 4 shows a cross section through a continuously operating countercurrent cleaning tower for waste water.
F i g. 1 ist eine Fotografie und zeigt deutlich, daß die Struktur der erfindungsgemäß erhaltenen Aktivkohle aus hohlen Mikrokugelschalen besteht. F i g. 2 ist eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch die Aktivkohle.F i g. Fig. 1 is a photograph and clearly shows that the structure of the activated carbon obtained in the present invention consists of hollow micro-spherical shells. F i g. 2 is a schematic representation of a cross section through the Activated carbon.
Die eifindungsgemäß hergestellte Aktivkohle mit dieser spezifischen Struktur ist in bemerkenswerter Weise dadurch gekennzeichnet, daß sie ein kleineres spezifisches Gewicht als die bekannte Aktivkohle aufweist und eine Kugelschalen-Struktur besitzt. Wegen des kleineren spezifischen Gewichts schwimmt solche Aktivkohle in Wasser. Aus diesem Grunde ist ihre Abtrennung nach der Verwendung sehr leicht. Da die Aktivkohle eine Kugelschalenstruktur besitzt, zeichnet sie sich durch eine sehr gute Fließfähigkeit aus und ist so sehr leicht zu handhaben. So können beispielsweise ausgezeichnete Ergebnisse erhalten werden, wenn die erfindungsgemäße Aktivkohle als Träger für einen Katalysator in einem Wirbelschichtbett verwendet wird. Wenn ein solcher Katalysator in einer Flüssigphasenreaktion verwendet wird, kann weiterhin dieser Katalysator sehr leicht nach der Verwendung abgetrennt und zurückgewonnen werden, da er in der flüssigen Phase schwimmt.The activated charcoal produced according to the invention with this specific structure is notably characterized by being a smaller one has a specific weight than the known activated carbon and has a spherical shell structure. Because With its smaller specific weight, such activated carbon floats in water. This is why hers is Very easy to detach after use. Since the activated carbon has a spherical shell structure, it draws it is characterized by very good flowability and is therefore very easy to handle. For example excellent results can be obtained when the activated carbon of the invention is used as a carrier for a Catalyst is used in a fluidized bed. When such a catalyst is in a liquid phase reaction is used, this catalyst can be separated and very easily after use be recovered because it floats in the liquid phase.
Die hervorragenden Schwimmeigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Aktivkohle ergeben sich bereits aus einem ganz einfachen Versuch. Wenn bekannte, nach herkömmlichen Verfahren hergestellte Aktivkohle nach der Absorption von Verunreinigungen in ein Geffiß mit Wasser gegeben wird, fällt diese verbrauchte Aktivkohle aus. Die erfindungsgemäß hergestellte Aktivkohle ist jedoch nach Absorption von Verunreinigungen noch schwimmfähig und bleibt an der Oberfläche des Wassers schwimmen.The excellent swimming properties of the activated carbon produced according to the invention result from a very simple experiment. If known, produced by conventional methods Activated charcoal is placed in a vessel with water after it has absorbed impurities, it falls used activated carbon. However, the activated carbon produced according to the invention is after absorption of Impurities are still buoyant and remain floating on the surface of the water.
Diese Eigenschaft macht die erfindungsgemäß hergestellte Aktivkohle besonders geeignet für die Reinigung industrieller und städtischer AbwässerThis property makes the activated carbon produced according to the invention particularly suitable for cleaning industrial and urban wastewater
Wenn die Aktivkohle vom unteren Teil des Reinigungsturmes iür Abwasser kontinuierlich nach oben entfernt wird, während zu reinigendes Abwasser kontinuierlich mit einer geregelten Geschwindigkeit aus dem oberen Teil des Turmes nach unten fließt und dadurch die Aktivkohle im Gegenstrom mit dem Abwasser in Kontakt gebracht wird, bildet die in dem Wasser Schwimmeigenschaften aufweisende Aktivkohle eine Aktivkohleschicht, welche entsprechend dem Unterschied zwischen der durch den Auftrieb in Wasser nach oben gerichteten Kraft und der durch das fließende Wasser nach unten gerichteten Kraft schwimmt und so durch ihre veränderliche Stellung die beiden Kräfte ausgleicht.If the activated carbon from the lower part of the cleaning tower for waste water continuously after above is removed while wastewater to be cleaned is continuously discharged at a regulated rate the upper part of the tower flows down and thereby the activated carbon in countercurrent with the When wastewater is brought into contact, the activated carbon, which has floating properties, forms in the water an activated carbon layer, which corresponds to the difference between the buoyancy in water upward force and the downward force through the flowing water is floating and such balances the two forces through their changeable position.
Wenn die Menge des Wasserstromes (Abwasser) gering ist, wird die nach unten gerichtete Kraft entsprechend kleiner, so daß die Aktivkoblcschicht eine höhere Scnwimmstellung einnimmt, um die beiden Kräfte auszugleichen.When the amount of water flow (sewage) is small, the downward force becomes correspondingly smaller, so that the Aktivkoblcschicht assumes a higher floating position around the two Balance forces.
Andererseits, wenn die Menge des Wasserstroms groß ist, nähert sich die nach unten gerichtete Kraft der durch den Auftrieb nach oben gerichteten Kraft, so daß die Aktivkohleschicht in dem Wasser nur unwesentlich hoch steigt, um die beiden Kräfte auszugleichen. Auf diese Weise wird die schwimmende Aktivkohlenschicht innerhalb einer geringen Distanz in einer veränderlichen Stellung gehalten. Solange die Durchflußgeschwindigkeit des Abwassers einen gewissen Geschwindigkeitsbereich nicht überschreitet, vergrößern einzelne Teilchen der Aktivkohle den Abstand zu benachbarten Teilchen, so daß die schwimmende Aktivkohleschicht als eine ausgedehnte schwimmende Schicht vorliegt. Die bei den Untersuchungen erhaltenen Ergebnisse ergaben dabei, daß die Durchflußgeschwindigkeit des Abwassers, die für die Aufrechf.erha'fung der ausgedehnten Schwimmschicht der Aktivkcmle notwendig ist. der halben minimalen Durchflußgeschwindigkeit (nachfolgend als Grenzgeschwindigkeit bezeichnet) entspricht, bei welcher die schwimmende Aktivkohleschicht von dem abwärts fließenden Wasser mitgeführt wird. Theoretisch ergibt sich die Grenzgeschwindigkeit Ut nach dem Stokesschen Gesetz wie folgt:On the other hand, when the amount of water flow is large, the downward force approaches the upward force caused by the buoyancy so that the activated carbon layer in the water rises only insignificantly to balance the two forces. In this way the floating activated carbon layer is kept in a variable position within a short distance. As long as the flow rate of the sewage does not exceed a certain speed range, individual particles of the activated carbon increase the distance to neighboring particles, so that the floating activated carbon layer is present as an extended floating layer. The results obtained in the investigations showed that the flow rate of the wastewater is necessary for the maintenance of the extended floating layer of the activated particles. corresponds to half the minimum flow velocity (hereinafter referred to as the limit velocity) at which the floating activated carbon layer is carried along by the downward flowing water. Theoretically, the limit speed Ut results from Stokes' law as follows:
Ut = Ώ2 ρ(»1-»ρ)χ!\%ιχ. Ut = Ώ 2 ρ (»1-» ρ) χ! \% Ιχ.
DpDp
„I"I.
..p..p
μπιμπι
Teilchen-Durchmesser der Aktivkohle, Dichte der Flüssigkeit,
Teilchendichte der Aktivkohle, Beschleunigung durch die Schwerkraft, Viskosität der Flüssigkeit.Particle diameter of the activated carbon, density of the liquid,
Particle density of the activated carbon, acceleration by gravity, viscosity of the liquid.
Wenn die Grenzgeschwindigkeit im Bereich von 0.5—1.0 Ut liegt, wird die Aktivkohle nicht weggewaschen, einzelne Teilchen beginnen jedech, sich in dreidimensionaler Richtung zu bewegen, und bilden eine Wirbelschicht. Zur Aufrechterhaltung der Aktivkohleschicht in Form einer ausgedehnten schwimmendenIf the limit speed is in the range of 0.5-1.0 Ut , the activated carbon is not washed away, but individual particles begin to move in a three-dimensional direction and form a fluidized bed. To maintain the activated carbon layer in the form of an extended floating
4-. Schicht, wird es daher bevorzugt, die Dur^hflußgeschwindigkeit des Abwassers in dem Ptinigungsturm auf 0.5 (Λoder darunter, zu halten.4-. Layer, it is therefore preferred to adjust the flow rate of the sewage in the purification tower at 0.5 (Λ or below.
Wie vorstehend bereits erwähnt, weist die erfindungsgemäße Aktivkohle eine Struktur von hohlen Mikroku-As already mentioned above, the activated carbon according to the invention has a structure of hollow microcu-
)(i gelschalen auf und ist in einer wäßrigen Phase schwimmfähig und auf diese Weise nach der Verwendung wesentlich leichter abzutrennen und zurückzugewinnen, als herkömmliche Aktivkohle.) (i gel bowls on and is in an aqueous phase buoyant and in this way much easier to separate and recover after use, than conventional activated carbon.
Die erfindungsgemäße Aktivkohle weist somit einenThe activated carbon according to the invention thus has a
ν. ganz v/esentlichen Vorteil auf, der insbesondere bei der Reinigung von Abwasser zur Geltung kommt, und wesentlich dazu beiträgt, Aktivkohle für diestn Zweck zu benutzen.ν. very particular advantage, especially in the case of the Purification of wastewater comes into its own, and contributes significantly to activated carbon for this purpose to use.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiterenThe following examples serve to further
bo Erläuterung der Erfindung:bo Explanation of the invention:
Hohle Mikrokugelschalen aus Kohlenstoff mit einem Schüttgewichl von 0!8g/ccm, einem schwimmfähigen Anteil in Seifenwasser von 90 Gewichtsprozent und einem Carbonisierungsanteil von 85% wurden nachHollow micro-spherical shells made of carbon with a bulk weight of 0! 8g / ccm, a buoyant one The proportion in soapy water was 90 percent by weight and the carbonization proportion was 85%
dem in der eingangs erwähnten eigenen älteren Deutschen Patentanmeldung beschriebenen Verfahren, hergestellt. Diese hohlen Mikrokugelschnlen aus Kohlenstoff wurden in der üblichen Weise aktiviert. Die erhaltene Aktivkohle zeigte eine Struktur von hohlen Mikrokugelschalen und hatte einen Teilchen-Durchmesser von 5-1000μηι, eine Dicke des die Teilchenoberfläche bildenden Hohlkörpers von 0.5 — 50 um und ein spezifisches Schüttgewicht von 0.05 — 0.4.the method described in the earlier German patent application mentioned at the beginning, manufactured. These hollow carbon microspheres were activated in the usual way. the obtained activated carbon showed a structure of hollow Micro-spherical shells and had a particle diameter of 5-1000μηι, a thickness of the particle surface forming hollow body of 0.5 - 50 µm and a specific bulk density of 0.05 - 0.4.
Dieses Beispiel erläutert eine Ausführungsform für die Anwendung der in dem vorstehenden Beispiel I erhaltenen Aktivkohle zum Reinigen von Abwasser, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. F i g. J zeigt ein Fließdiagramm für die Behandlung von Abwasser gemäß diesem Beispiel. F i g. 4 zeigt im Querschnitt einen kontinuierlichen Gegenstrom-Reinigungsturm für Abwasser. In Fig. ! wird das Abwasser zunächst in einem Abwasserbecken (Samnicltank) I einer Pufferbehandlung unterworfen und dann über einen Durchflußregler 2 dem KopF eines Gegenstrom-Reinigungsturmes für Abwasser 3 mit einer gesteuerten Durchflußgeschwindigkeit zugeführt. Das Abwasser wird gereinigt während es in dem Turm durch eine schwimmende Aktivkohleschicht h.ndurchflicßt. und im unteren Teil des Turmes über eine Ablaufleitung 5 durch einen Abflußtank 4 abgegeben. Auf der anderen Seite wird die ion einem Regeneriemfen 12 und von einem Aktivkohlc'ank 6 kommende Aktivkohle in einen Mischtank 7 gegeben, wo die Aktivkohle mit einer geringen Menge Wasser aus den Reinwasseriank 4 gemischt und entgast wird. Die so behandelte Aktivkohle wird dann in einen Tank 8 für die Aktiv kuhleaufschlämmung gegebe ι und in den unteren Teil des Gegenstrom-Reinigiingsu.nncs für Abwasser 3 eingeführt, wm die zugegebene Aktivkohle eine ausgedehnte schwimmende Zone bildet und nach oben entfernt wird, wobei sie das Abwasser reinigt. Die entaktivierte Aktivkohle wird \on eier oberen Oberfl;!-This example illustrates an embodiment for applying the activated carbon obtained in Example I above to purifying waste water, referring to the drawings. F i g. J shows a flow diagram fo r the treatment of waste water according to this example. F i g. Figure 4 shows, in cross section, a continuous countercurrent purification tower for waste water. In Fig.! the wastewater is first subjected to a buffer treatment in a wastewater basin (Samnicltank) I and then fed via a flow regulator 2 to the head F of a countercurrent cleaning tower for wastewater 3 with a controlled flow rate. The wastewater is cleaned while it flows through a floating layer of activated carbon in the tower. and discharged in the lower part of the tower via a drain line 5 through a drain tank 4. On the other hand, the ion a regeneration hood 12 and activated carbon coming from an activated carbon tank 6 is placed in a mixing tank 7, where the activated carbon is mixed with a small amount of water from the pure water tank 4 and degassed. The activated charcoal treated in this way is then poured into a tank 8 for the active cooling slurry and introduced into the lower part of the countercurrent cleaning system for waste water 3, where the added activated charcoal forms an extended floating zone and is removed at the top Purifies wastewater. The deactivated activated carbon is \ on an upper surface! -
i![iiucriucii! [iiucriuci
UC .·\ΜΙ \ IMHIlCUC. \ ΜΙ \ IMHIlC
entfern! und über 9 in den W'asth'urm 10 gegeben, wo die Aktivkohle mit Wasser gew.ischen wird. Die so behandelte Aktivkohle wird dann η einem Entwässere'" 11 entwässert, durch Krhitzen in dem Regenerierofen 12 regeneriert und in den Mischtank 7 zurückgeführt. Die Regenerierung der gebrauchten Aktivkohle kann leicht nach gewöhnlichem Verfahren .iurch F.rhitzen der Aktivkohle in einem Ofen auf 250 - 500 C ode- in einer Stickstoff-, Argon-. Kohiendiowc- oder Dampfatmosphare ode" im Vakuum auf 250 — -'00 C vorgenommen worden. Das Waschwasser 13 und das FiItrat 14 aus dem Waschturm 10 und dem Entwässerer 11 werden in den Abwasserbehälter 1 fur d:e ^eitere Behandlung zuruckgeieitet.remove! and via 9 into the wasthower 10, where the activated charcoal is wiped with water. The activated charcoal treated in this way is then dewatered in a dehydrator 11, regenerated by heating in the regeneration furnace 12 and returned to the mixing tank 7. The regeneration of the used activated charcoal can easily be carried out according to the usual method by heating the activated charcoal in an oven to 250 - 500 C or in a nitrogen, argon, Kohiendiowc or steam atmosphere or in a vacuum to 250 - -'00 C has been carried out. The washing water 13 and the FiItrat 14 from the scrubbing tower 10 and the dehydrator 11 are for d in the waste water tank 1: e ^ urther treatment zuruckgeieitet.
In Fig.·1 wird eine geregelte Menge Abwasser aus dem Durchflußregler über den Abv. assereinlaß Λ in den n: er: inet:In Fig. 1 , a regulated amount of sewage is drawn from the flow regulator via the Abv. water inlet Λ in the n: er: inet:
*■ ο Gis Abwasser m111cίs ^" * ■ ο Gis sewage m111cίs ^ "
einer .Sprühvorrichtung C gleich ~,aßig in Form von Tropfen auf eine ausgedehnte schwimmende Schicht F von schwimmender Aktivkohle verteilt wird. Das Abwasser wird gereinigt wahrend es durch die schwimmende Schicht Fhindurchtriti. und als gereinigtes Wasser über die Abf'-jß'eit'jng A" abgegeben. Auf der anderen Seite wird die *chw:rnrrende Aktivkohle am Boden des Turmes über die Zuführungsleitung H mit einer definierten Geschwindigkeit dem Turm zugeführt, so daß die Aktivkohle auf dem Boden der ausgedehnten Schicht mit Hilfe eines Vcrteilerrohres G gleichmäßig verteilt werden kann. Die schwimmende Aktivkohle ι verliert ihre Aktivität während sie sich allmählich in der schwimmenden Schicht nach oben bewegt. Sobald die entaktivierte Aktivkohle den oberen Teil der schwimmenden Schicht erreicht, wird sie mittels eines Abscheiders ßentfernt und gelangt in eine Vertiefung D a .Sprühvorrichtung C equal ~, distributed in the form of drops on an extensive floating layer F of floating activated carbon. The wastewater is cleaned as it passes through the floating layer. and discharged as purified water via the Abf'-jß'eit'jng A ". On the other hand, the activated charcoal at the bottom of the tower is fed to the tower via the feed line H at a defined speed, so that the activated charcoal on the bottom of the extended layer can be evenly distributed with the help of a distributor pipe G. The floating activated carbon loses its activity as it gradually moves upwards in the floating layer. As soon as the deactivated activated carbon reaches the upper part of the floating layer, it is The separator is removed and enters a depression D
ίο für die Extraktion der benutzten Aktivkohle und wird über die Extraktionsröhre E in die Regenerierstufe geschickt. Eine Einstellröhre / zur Einstellung des Flüssigkeitspegels wird nach oben und nach unten bewegt, um den oberen Pegel der schwimmendenίο for the extraction of the activated carbon used and is sent via the extraction tube E to the regeneration stage. An adjustment tube / for adjusting the liquid level is moved up and down to the upper level of the floating one
ι · Schicht einzustellen, wodurch die Zuführungsgeschwindigkeit der Aktivkohle auf die Entnahmegeschwindigkeit der gebrauchten Aktivkohle abgestimmt wird. In Fig. 4 bezeichnet / eine öffnung und /. eine Sichtscheibe.ι · Adjust shift, reducing the feed rate the activated carbon is matched to the removal speed of the used activated carbon. In 4 denotes / an opening and /. a window.
Jd Nachfolgend sind die Ergebnisse aufgeführt, die bei der Verwendung eines kontinuierlichen Gegenstrom-Reinigungsturmes für Abwasser von der Art, wie er in F i g. 4 gezeigt ist, jedoch mit einer Turmlänge von 12.5 m. einem Innen-Durchmesser des Turmes von 1.0 mJd The following are the results obtained with the use of a continuous countercurrent purification tower for wastewater of the type described in F i g. 4 is shown, but with a tower length of 12.5 m, an inner diameter of the tower of 1.0 m
■· und einem Innen-Querschnitt des Turmes von 0.785 qm erhalten werden.■ · and an internal cross-section of the tower of 0.785 square meters can be obtained.
Die bei diesem Verfahren verwendete Aktivkohle hatte eine Teilchengröße von 175 — 246 μπι Außen-Durcnmesser. eine mittlere Wanddicke von 2 - 20 umThe activated carbon used in this process had a particle size of 175-246 μm outside diameter. an average wall thickness of 2-20 µm
ι·, und eine scheinbare Dichte von 0.135 g/cem. Als Abwasser wurden benutzt:ι ·, and an apparent density of 0.135 g / cem. as Wastewater was used:
1. Das Abwasser, welches aus dem Crozeßabwasserauslauf einer Erdölraffinerie entnommen wurde.1. The wastewater coming from the Crozessabwasserauslauf taken from an oil refinery.
2. das Wasser, welches zum Waschen eines Koksofens einer petrocliemischcn Fabrik benutzt wurde2. The water that was used to wash a coke oven in a petrochemical factory
(Abwasser in einem Kocherverband).
In diesem Falle betrug die theoretische Grenzgeschwindigkeit Ul 52 m/Std. und daher war der Bereich
der Fließgeschwindigkeit zur F.rzcugung einer ausge- ■■< dehnten .Schwimmschicht auf höchstens 2b m/Std.
begrenzt.(Waste water in a cooker association).
In this case the theoretical limit speed Ul was 52 m / h. and therefore the range of the flow velocity for creating an extensive floating layer was at most 2 m / h. limited.
Der Betrieb des Gcgenstrom-Reiriigungsturmes fürThe operation of the Gcgenstrom cleaning tower for
'\l'W(1>1V;i Cl IUIgIC Ullltl ULM IVtlgt.il'\ l'W (1> 1V; i Cl IUIgIC Ullltl ULM IVtlgt.il
einer wirklichen Durchflußgeschwindigkeit des Abwassers von 1 5.7 m'/Std,an actual sewage flow rate of 1 5.7 m / h,
einer Zuf'.ihrungsgeschwindigkeit der schwimmfähigen Aktivkohle von lOkg/Std. (im Trockenzustand). a feed rate of the buoyant Activated charcoal of 10 kg / hour (when dry).
einer Abscheidungsgeschwindigkeit der gebrauchten Aktivkohle von lOkg/Std..
eine im Turm verbleibende schwimmende Aktivkohlemenge von 415 kg.a deposition rate of the used activated carbon of 10 kg / hour.
415 kg of floating activated carbon remaining in the tower.
eine durchschnittliche Verweilzeit der schwimmenden Aktivkohle in dem Turm von 41.5 Std..
eine durchschnittliche Höhe der ausgedehnten Schwimmzone von 9.3 m,an average residence time of the floating activated carbon in the tower of 41.5 hours.
an average height of the extended swimming zone of 9.3 m,
eine durchschnittliche Verweilzeit des Abwasser in der ausgedehnten Schwimmzone von 22.3 min undan average residence time of the wastewater in the extended swimming zone of 22.3 min and
eine wirkliche lineare Geschwindigkeit des Abwassers in der ausgedehnten Schwimmzone von 25.0 m''Std.a real linear velocity of the sewage in the extended swimming zone of 25.0 m''h.
Die Tabellen 1 und 2 zeigen die Versuchsergebnisse und die Qualität des gereinigten Wassers im Normalzustand bei kontinuierlicher Durchführung des Verfahrens unter den vorstehend aufgeführten Bedingungen.Tables 1 and 2 show the test results and the quality of the purified water in the normal state when the process is carried out continuously under the conditions set out above.
l'nifcibiekll'nifcibiekl
I irsprüngliches
Abwasser (21I original
Sewage (21
Gereinigtes
WasserPurified
water
S.OSO
ppmppm
pH 8.3pH 8.3
Olige Suhstaiizena) 3.4 ppmOily Suhstaiizena) 3.4 ppm
(ODb)(ODb)
Phenole c)Phenols c)
Cr Ionen d)Cr ions d)
11,Se)11, Se)
Geruchodor
a) Fs wurde die Testmethode für Industrieabwässer gemäß dem japanischen Industnestandard (|IS) K 0102 (1164) angewendet. Bei diesem Testverfahren für ölige Substanzen wird eine Fixtraktion mit η-Hexan durchgeführt, und der Fstrakt enthält schlecht verdampfbare Kohlenwasserstoffe, ihre Derivate. Fett und ölige Substanzen Der Gehalt der öligen Substanzen wurde gemessen.a) Fs became the test method for industrial wastewater according to the Japanese industry standard (| IS) K 0102 (1164) applied. In this test procedure for oily substances a fixed traction is carried out with η-hexane and the extract contains poorly vaporizable hydrocarbons, theirs Derivatives. Fat and oily substances The content of oily substances was measured.
b) Ks wurde die Testmethode für Industrieabwässer gemäß dem japanischen Industriestandard (|IS) K 0102 (1964) angewendet. Für die COD-Bestimmung wurde eine bestimmte l'berschußmenge Kalium-permanganat /u dem zu testenden Wasser hinzugegeben und die Mischung wurde über eine bestimmte Zeit erhitzt, um Reaktion einzuleiten. Dann wurde die Menge Sauerstoff dadurch gefunden, daß die Menge des verbrauchten Kaliumpermanganais gemessen wurde.b) Ks the test method for industrial wastewater according to the Japanese industrial standard (| IS) K 0102 (1964) was applied. For the COD determination, a certain excess amount of potassium permanganate / u was added to the water to be tested and the mixture was heated for a certain time in order to initiate a reaction. Then, the amount of oxygen was found by measuring the amount of potassium permanganese consumed.
c) Fs wurde die Testmethode fur Induslrieabwässer gemäß dem japanischen Industriestandard ()IS) K 0102 (1964) angewendet. Dementsprechend wurden Phenole durch das folgende Verfahren gemessen: der pH-Wert des zu testenden Wassers wurde durch Zugabe einer Lösung, die Ammoniumchlorid und Ammoniak enthielt, auf etwa IO eingestellt und dort gehalten, weiterhin wurden 4-Aminoaniipyrin-l.ösung (4-aminc>-1.5-di methyl-2-phenyl-3-pyrazolon von CnIIi iN |O) und Kaliumferricyanid-Lösung hinzugegeben, um Fntwieklung von roter Antipyrin-F arbsubslanz zu bewirken, und dann wurde die Absorption von der l'arbsubsian/ gemessen, um die in dem Testwasser enthaltene Menge an Phenolen zu bestimme".c) Fs became the test method for industrial wastewater according to the Japanese industrial standard () IS) K 0102 (1964) applied. Accordingly, phenols were made by the following procedure measured: the pH of the water to be tested was measured by adding a solution containing ammonium chloride and ammonia, adjusted to and held at about IO, continued to be 4-Aminoaniipyrine solution (4-aminc> -1.5-dimethyl-2-phenyl-3-pyrazolone from CnIIi iN | O) and potassium ferricyanide solution added to cause red antipyrine colouration to develop, and then the absorption was measured by the l'arbsubsian / to that contained in the test water Determine the amount of phenols ".
d) fis wurde die Testmethode für Industrieabwässer gemäß dem japanischen Industriestandard (IIS) K 0102 (1964) angewendet. Um die Menge des Cr-Ions zu bestimmen, wurde das Verfahren angewendet, bei dem photoclektrische Colorimetric verwendet wird und bei dem das Chrom-Ion mit Kalium-pcrmanganat oxidiert wird, um Chroma t-lon zu erzeugen, das so erzeugte Chromat-lon mit VDiphenylcarbiizkl umgesetzt wird, um rotlich purpurne Lösung zu bilden, und dann die Absorption gemessen wird.d) fis became the test method for industrial wastewater according to the Japanese Industrial Standard (IIS) K 0102 (1964) applied. To determine the amount of Cr ion, the procedure was applied in which photoclectric colorimetric is used and in which the chromium ion is oxidized with potassium per manganate to give chroma to generate t-ion, the chromate ion thus generated with VDiphenylcarbiizkl is implemented to reddish to form purple solution, and then the absorbance is measured.
e) Fs wurde die Testmethode für Abwasser (Japan Water Service Association, 1953) verwendet, um ILS zu bestimmen. Fine Suspensionslösung von Cadmium-carbonat wurde zu einer Probe hinzugegeben und die Mischung abfillricrt. Der Nieder schlag wurde in einer |odlösung gelöst, und es wurden Chlorwasscrstoffsiiure und eine Stärke als ein Reaktionsmittel hinzugegeben. Die Titration wurde für die überschüssige Menge ties )ods mn Natrium-Thiosulfai Lösung durchgeführt, und dann wurde das Schwefel-lon bestimmt.e) The Waste Water Test Method (Japan Water Service Association, 1953) was used to Determine ILS. Fine suspension solution of Cadmium carbonate was added to a sample and the mixture bottled. The down The shock was dissolved in an od solution, and hydrochloric acid and a starch were used a reactant is added. The titration was carried out for the excess amount ties) ods mn Sodium thiosulfai solution carried out, and then the sulfur ion was determined.
Aus den vorstehenden Versuchsergebnissen ergibt sich die außerordentliche industrielle Heileutung lic vorlegenden F.rfindung.From the above test results the extraordinary industrial healing lic the present invention.
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Legal Events
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