DE2461165A1 - Increasing the sorption capacity of active carbon - by heating in inert gas and subsequent indirect cooling - Google Patents
Increasing the sorption capacity of active carbon - by heating in inert gas and subsequent indirect coolingInfo
- Publication number
- DE2461165A1 DE2461165A1 DE19742461165 DE2461165A DE2461165A1 DE 2461165 A1 DE2461165 A1 DE 2461165A1 DE 19742461165 DE19742461165 DE 19742461165 DE 2461165 A DE2461165 A DE 2461165A DE 2461165 A1 DE2461165 A1 DE 2461165A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- capacity
- coal
- cooling
- heating
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
- C01B32/354—After-treatment
Abstract
Description
Titel: "Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Sorptionsfähigkeit von Aktivkohle." Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sorptionsfähigkeit von Aktivkohle.Title: "Method and device for improving sorbent capacity of activated carbon. " The invention relates to a method and an apparatus to improve the sorption capacity of activated carbon.
Von der britischen Patentschrift 1.263.603 ist es allgemein bekannt, dass die Sorptionskapazitat anorganischer Sorption mittel durch Erhitzung bis auf eine Temperatur oberhalb 300 C und nachfolgendgs Abschrecken bis auf eine Temperatur von weniger als -75 C. Die Sorption selbst findet aber normalerweise bei Raumtemperatur oder einer etwas höheren Temperatur statt.From British patent specification 1,263,603 it is well known that the sorption capacity of inorganic sorption means by heating up to a temperature above 300 C and subsequently quenching to a temperature less than -75 C. The sorption itself usually takes place at room temperature or a slightly higher temperature.
Mit dem Begriff "Sorption" ist zu verstehen sowohl physikalische Sorption einschliesslich Kapillärkondenzation als chemische Sorption.The term "sorption" is understood to mean both physical sorption including capillary condensation as chemical sorption.
Bei dem oben genannten Aktivierungsverfahren gemäss britischer Patentschrift 1.263.603 wird während des Abschreckens der betreffenden Sorptionsmittel in einem verfl«ssigten Gas niedergetaicht um eine sehr schnelle Abkühlung zu erreichen.With the above-mentioned activation process according to British patent specification 1,263,603 is used during the quenching of the relevant sorbent in a liquefied gas submerged in order to achieve a very rapid cooling.
Beim Versuch hat es sich aber gezeigt, dass eine solche schnelle Abkühlung impregnierter Aktivkohle eine Pulverizierung der Kohle oder der Impregnierung und damit auch eine Erniederung der Sorptionskapazität bewirkt.During the experiment, however, it has been shown that such a rapid cooling impregnated activated carbon pulverization of the carbon or impregnation and this also causes a reduction in the sorption capacity.
Darum liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das oben genannte Verfahren derart zu verbessern, dass die genannte Pulverizierung vermeidet wird, und gleichzeitig die behandelte Aktivkohle eine im VerhGhnis zu den bekannten Aktivierungsverfahren unveränderte oder erhöhte Sorptionskapazität erreicht.The invention is therefore based on the object of the above To improve processes in such a way that the aforementioned pulverization is avoided, and at the same time the treated activated carbon is one in comparison to the known activation processes unchanged or increased sorption capacity achieved.
Die Lösung dieser Aufgabe wird gemass der Erfindung dadurch gegeben, dass die Rohle zuerst in inerter Atmosphäre bis auf eine Temperatur im Gebiet 50-300 C erhitzt und danach mittels Wärmeabfuhr durch eine Trennwand an einer Kühlmediummenge auf der anderen Seite der Wand bis auf eine Temperatur von weniger als -66 C abgeschreckt wird.The solution to this problem is given according to the invention, that the raw material is first placed in an inert atmosphere up to a temperature in the range 50-300 C and then by means of heat dissipation through a partition on a quantity of cooling medium quenched on the other side of the wall to a temperature of less than -66 C. will.
Die erfinderische Abkühlung durch eine Trennwand, z.B. eine Rohrwand, ist vorteilhaft dadurch, dass impregnierte Kohle teilchen nicht eerteilt werden und ihre Harte beibehalten, und gleichzeitig eine erhöhte Sorptionsverbesserung erzielt werden kann. Diese erreichten Vorteile sind von wesentlicher Bedeutung bei Gasfiltervorrichtungen für Schutzraume, Streitwagen i.dgl. In diesen Fälle sind nämlich die Beständigkeit der Kohleteilchen gegen Zerbrecilung, besonders unter Einwirkung von Sch«tteln und Viberationen, sehr wichtig.The inventive cooling through a partition, e.g. a pipe wall, is advantageous in that impregnated carbon particles are not distributed and maintain their hardness, and at the same time an increased sorption improvement can be achieved. These benefits achieved are essential at Gas filter devices for shelters, chariots etc. In these cases are namely the resistance of the coal particles to fragmentation, especially under Exposure to shocks and viberations, very important.
Als Mass für solche Beständigkeit gegen Zerbrechung oder Zermahlen der Kohleteilchen ist eine solche mittlere Partikelgrösse lt benutzt, die durch Mahlen und nachfolgendes Sieben gemäss dem nachstehenden Verfahren erreicht ist. Diese mittlere Partil;elgrösse ist durch den folgenden Formel definiert (K.Winnacker, E.Weingärtner, Chemische Technologie, Band I, S 52, 1950>: = e(x/x)n 100 (1), oder 100 log (log R ) = nlogx - nlogx + log loge (2).As a measure of such resistance to breaking or grinding of the coal particles is such an average particle size used that by Milling and subsequent sieving according to the following procedure is achieved. This mean particle size is defined by the following formula (K. Winnacker, E. Weingärtner, Chemical Technology, Volume I, S 52, 1950>: = e (x / x) n 100 (1), or 100 log (log R) = nlogx - nlogx + log loge (2).
In einem logaritmischen Koordinatensystem ergibt Gleichung (2) eine gerade Linie.In a logarithmic coordinate system, equation (2) gives a straight line.
R bezeichnet den prozentuellen Gewichtsanteil der totalen Partikelmenge, die nicht ein Sieb mit Maschenweite gleich x mm.R denotes the percentage by weight of the total amount of particles, which is not a sieve with a mesh size equal to x mm.
durchdringen kann.can penetrate.
n bezeichnet die Neigung der geraden Linie und ist ein Mass fiir die Homogenität der Kohlepartikelen.n denotes the slope of the straight line and is a measure of the Homogeneity of the coal particles.
R bezeichnet den statistischen mittleren Durchmesser der Partikelen.R denotes the statistical mean diameter of the particles.
Auf zeichnung der gemässenen Werte von R und x in einem doppeltlogaritmischen Koordinatensysteme ergibt eine gerade Linie, und der mittlere Partikeldurchmesser x entspricht R = 36,o' Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sorptionsfähigkeit von Aktivkohle durch Erhitzen und nachfolgendes Abschrecken mittels eines K1Lhlmediums, bei Ausführung des obigen Verfahrens.Record the appropriate values of R and x in a double logarithmic Coordinate systems gives a straight line, and the mean particle diameter x corresponds to R = 36, o 'The invention relates to a device for improvement the sorption capacity of activated carbon through heating and subsequent quenching by means of a cooling medium when performing the above method.
Diese Vorrichtung gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein vertikalmontierter Röhrenofen für Erhitzen der Aktivkohle in inerter Atmosphäre oberhalb einer Kühlkammer angeordnet ist, die von einem Kühl-Mediumbehalter durch eine Trennwand abgetrennt ist, wobei der Röhrenofen mit dem Kühlkammer durch eine verschliessbare Rohrverbindung für Ueberführung der erhitzten Aktivkohle mittels Schwerkraft an die Kühlkammer beim Öffnen der Rohrverbindung verbunden ist.This device according to the invention is characterized in that a vertically mounted tube furnace for heating the activated carbon in an inert atmosphere is arranged above a cooling chamber, which is carried by a cooling medium container a partition is separated, the tube furnace with the cooling chamber by a closable pipe connection for transferring the heated activated carbon by means of Gravity is connected to the cooling chamber when the pipe connection is opened.
Vorzüglich ist die Vorrichtung so ausgestattet, dass die RWhlkammer ringförmig und sowohl innerhalb als ausserhalb der Ringform von dem Kühlmediumbehalter durch die Trennwand abgetrennt ist.The device is excellently equipped in such a way that the RWhlkammer ring-shaped and both inside and outside the ring shape of the Kühlmediumbehalter is separated by the partition.
Beim gemässigter Abschrecken von Aktivkohle in einer Kühlkammer können folgenden Vorteile erzielt werden: a) Die Kohleteilchen erreichen eine höhere Sorptionskapazitt als Aktivkohlen die durch vorher bekannten Verfahren aktiviert sind.With moderate quenching of activated carbon in a cooling chamber you can the following advantages can be achieved: a) The coal particles achieve a higher sorption capacity as activated carbons which are activated by previously known methods.
b) Die Härte der aktivierten Kohle wird beibehalten und entspricht der Harte des Ausgangsmaterials.b) The hardness of the activated carbon is retained and corresponds the hardness of the raw material.
c) Geregelte inerte Ktflilatmosphre, (z.B. H2, He, Ar) die ungewUnschte reaktive Gase ausschliesst.c) Regulated inert cold atmosphere (e.g. H2, He, Ar) the undesired excludes reactive gases.
d) Geregelte Abk(fhlrate, die reproduzierbare Eigenschaften ermöglicht.d) Regulated cooling rate that enables reproducible properties.
Weitere Merkmale der Erfindung sowie Eigenschaften und Anwendungen des erzeugten Kohleprodukt werden in den nachstehenden Beispiele niere erleuchtert.Other features of the invention, as well as properties and uses of the carbon product produced are illustrated in the examples below.
Beispiel 1 PhsIkalische Sorption als Funktion der Abkühlrate (0C½Min.) Das vorliegende Beispiel zeigt die Chlorpikrinaufnahme von Cu-Cr-Ag-imregnierter Kohle im Abhängigkeitsverhaltnis zur Abkühlrate. Die Kohle ist vom Typ Pittsburgh ASC 12 X 30 und wird vorzugsweise zur Herstellung von Gasmasken verwendet, die zur Schutz gegen Kampfgas wie Chlorpikrin dienen. Fünf Kohleproben wurden während 2 Stunden aktiviert bei einer Temperatur von 168 q 50C. 4 der Proben wurden in 30 cm lange dünnwandige Stahlrohre von unterschiedlichem Durchmesser abgefüllt, wie in Tabelle 1 angegeben. Die Rohre wurden in einen zylinderförmigen Ofen gestellt. Die Temperatur wurde mittels eines Thermoelementes gemessen, das in der Mitte der Kohlenschicht angebracht worden war. Die Temperaturschwankungen den auf einem 20 mV Schreiber registriert. Der Abschreckvorgang wurde so ausgeführt, dass jede Rohr einzeln aus dem Ofen genommen wurde und in flüssigem Nitrogen abgeschreckt wurde. Die Proben wurden während der Äl-tivierung sowie während des Abschrechvorganges mit Nitrogengas durchgespült. Sämtliche Proben wurden in flüssigem Nitrogen gehalten bis die Tiefsttemperatur von Ca. - 190°C erreicht war. Die Kohle wurde darauf unter Nitrogendurchsülung auf Zimmertemperatur erwärmt, und in Plastikflaschen in Nitrogenatmosphäre aufbewahrt bis zur Vornahme eines Kapazitätstestes.Example 1 Physical sorption as a function of the cooling rate (0C½min.) The present example shows the chloropicrin uptake of Cu-Cr-Ag-impregnated Coal as a function of the cooling rate. The coal is of the Pittsburgh type ASC 12 X 30 and is preferably used for the production of gas masks that are used for Serve protection against war gas such as chloropicrin. Five coal samples were taken during 2 Hours activated at a temperature of 168 q 50C. 4 of the samples were taken in 30 cm long thin-walled steel pipes of different diameters filled, such as given in Table 1. The tubes were placed in a cylindrical oven. The temperature was measured by means of a thermocouple placed in the center of the Coal layer had been applied. The temperature fluctuations on a 20th mV recorder registered. The quenching process was carried out so that each tube individually removed from the oven and quenched in liquid nitrogen. The samples were taken during the activation as well as during the chopping process flushed with nitrogen gas. All samples were kept in liquid nitrogen until the lowest temperature of approx. - 190 ° C was reached. The coal was taking on it Nitrogen purging warmed to room temperature, and in plastic bottles in a nitrogen atmosphere kept until a capacity test is carried out.
Die Temperaturrate ist hier definiert als OC/Min. im Temperaturbereich 168 - OOC.The temperature rate is defined here as OC / min. in the temperature range 168 - OOC.
In diesem Temperaturbereich war die beobachtete Abkühlungskurve linear.The cooling curve observed was linear in this temperature range.
Die Kohle in der Probe Nr. 5 wurde in ein Stahlrohr mit perforierten Wänden angebracht. Rohrdurchmesser: 18 rnm.The charcoal in sample No. 5 was in a steel tube with perforated Walls attached. Pipe diameter: 18 mm.
Bei diesem Abschreckvorgang war das flüssige Nitrogen in direktem Kontakt mit der aktivierten Kohle. Dadurch wurde eine wesentlich raschere Kühlrate erreicht als mit den übrigen vier Proben. Auch diese Probe wurde ständig mit @ Nitrogengas umgeben und durchgespült.During this quenching process, the liquid nitrogen was in direct contact Contact with the activated carbon. This resulted in a much faster cooling rate than with the other four samples. This sample was also constantly with @Nitrogengas surrounded and washed through.
75 ml von sämtlichen Proben wurden mit Chlorpikringas getestet. Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, ist das Kohlevolumen in Rohr 1 und 2 zu klein für einen Chlorpikrintest. Um genügend Kohlevolumen für den Pikrintest zu erhalten, wurden je drei Proben aus diesen beiden Rohren aktiviert.75 ml of all samples were tested with chloropic ring gas. As from Table 1, the volume of coal in tubes 1 and 2 is too small for one Chloropicrin test. In order to get enough coal volume for the picrine test, activated three samples from each of these two tubes.
Die Kapazitätsmessung wurde so durchgeführt, dass 150 mg/Min. Chlorpikrin mit 28,5 L trockener Luft verdünnt über ein Kohlenbett von folgenden Diemensionen geführt wurde.The capacity measurement was carried out so that 150 mg / min. Chloropicrine diluted with 28.5 L dry air over a bed of coal of the following dimensions was conducted.
Volumen : 75 cm33 Areal : 30 cm Bctthöhe : 2,5 cm Lineare Geschwindigkeit: 10 m/min. Volume: 75 cm33 Area: 30 cm Height: 2.5 cm Linear speed: 10 m / min.
Der Durchbruch des Gases wurde auf einem Farbenindikator angezeigt.
Bei Erreichen einer Konzentration von 10 ppm färbte sich der Indiaktor gelb. In
Tabelle 1 sind die Testresultate und die Versuchsbedingungen wiedergegeben.
Aus der Tabelle geht hervor, dass eine erhöhte Abschreckrate erhöhte Sorptionskapazität zur Folge hat. Der Versuch Nr. 5 zeigt, dass direkte Abkühlung mit höchster Abkühlrate nicht zur höchsten Kapazitätserhöhung führt. Die kontrollierte Abkühlung in Rohren hat den Vorteil, ein Aufglühen der Kohle zu verhindern. ASC Kohle glüht während des Aktivierungsvorganges im Kontakt mit Luft schon bei 160°C, was eine abnormal niedrige Anzündungstemperatur ist. Die Versuche deuten an, dass eine optimale Abkühlrate zu der höchsten Kapazität führt. Diese Rate liegt unter 429°C/Min., jedoch über ca. 760C/Min.The table shows that an increased quench rate increased Sorption capacity. Experiment no. 5 shows that direct cooling with the highest cooling rate does not lead to the highest increase in capacity. The controlled Cooling in pipes has the advantage of preventing the coal from glowing up. ASC During the activation process, coal glows in contact with air at 160 ° C, which is an abnormally low ignition temperature. The experiments suggest that an optimal cooling rate leads to the highest capacity. This rate is below 429 ° C / min., But above approx. 760 ° C / min.
Beispiel 2 In Tabelle 2 ist die Kornverteilung der Originalprodukte aufgezeigt, sowohl abgeschrecktes (BK) als auch langsam abgekühltes (LK) Granulat der Kohletypen Pittsburg ASC (ASC), Sutcliffe Speakman 607 (SS 607). Der Abschreckvorgang findet in einem Metallrohr mit Diameter 18 mm statt, wie in Beispiel 1 beschrieben.Example 2 Table 2 shows the particle size distribution of the original products shown, both quenched (BK) and slowly cooled (LK) granules the coal types Pittsburg ASC (ASC), Sutcliffe Speakman 607 (SS 607). The deterrent process takes place in a metal tube with a diameter of 18 mm, as described in Example 1.
Tabelle 2
Die Resistenz des Granulat es gegen Zerkleinerung wurde durch Zermalmen in einer Analysenmühle gemessen, die aus einem Raum mit einem horizontal rotierenden Stahlmesser bestand. Die Rotationsgeschwindigkeit war 20 000 Umdr./Min. 10 Gramm von jeder Probe wurden während 2 Sekunden zerkleinert und danach gesiebt mittels eines Prüfsiebes vom Typ: Prüfsieb DIN 4188. Die Resultate sind in Tabelle 3 angegeben.The resistance of the granules it was crushed by crushing it measured in an analytical mill, which comes from a room with a horizontally rotating Steel knife existed. The rotation speed was 20,000 rpm. 10 grams of each sample was crushed for 2 seconds and then sieved by means of of a test sieve of the type: test sieve DIN 4188. The results are given in Table 3.
Aus Tabelle 3 geht hervor, dass die Aktivierung und das Abschrecken direkt in flüssigem Nitrogen, sowie die Erwärmung der Kohle in Rohren über 300 C und anschliessendes Abschrecken ebenfalls zu einerReduktion der mittleren Partikelgrösse führt.It can be seen from Table 3 that the activation and the quenching directly in liquid nitrogen, as well as heating the coal in pipes above 300 C. and subsequent quenching also to reduce the mean particle size leads.
Die angegebenen Zahlen, # 4,4% und # 3,2% entsprechen den relativen Standardabweichungen bei wiederholten Versuchen der Zerkleinerungs- und Siebvorgänge der respektiven Originalkohletypen.The numbers given, # 4.4% and # 3.2% correspond to the relative Standard deviations in repeated attempts at the crushing and sieving processes of the respective original coal types.
Aus Tabelle 3 ist auch ersichtlich, dass Abschrecken in Rohren geringere Reduktionen der mittleren Partikeldiameter xals Abschrecken direkt in flüssigem Nitrogen zur Folge hat..It can also be seen from Table 3 that quenching in pipes is less Reductions in the mean particle diameter x as quenching directly in liquid Nitrogen.
Tabelle 3
Tabelle 4
Beipie1 k Im nachstehenden Beispiel wird die durch Aktivierung :urid Abschrecken erfolgte Erhöhung der Chemiesorptionskapazität aufgezeigt. Die Kohle und die Aktivierungsmethode sind gleich wie im Beispiel 3 beschrieben.Example k In the example below, the activation: urid Quenching was shown to increase the chemical sorption capacity. The coal and the activation method are the same as described in Example 3.
Als typisches chemiesorbierendes Gas wurde Chlorcyan (CICN) verwendet. Es ist anzunehmen, dass Chlorcyan mit der Impregnierung (Cr) gemäss folgendem Schema reagiert: Das Vorhandensein von Wassermolekülen ist erforderlich. Es muss deshalb sorbiertes oder chemisch gebundenes Wasser vorhanden sein, damit die Oxydierung stattfinden kann.Cyanogen chloride (CICN) has been used as a typical chemisorbing gas. It can be assumed that cyanogen chloride reacts with the impregnation (Cr) according to the following scheme: The presence of water molecules is required. Sorbed or chemically bound water must therefore be present so that the oxidation can take place.
Die Messung der Chlorcyankapazität der aktivierten Kohle wurde unter folgenden Bedingungen vorgenommen: Kohlevolumen in Filter: 75 3 Filterareal : 30 cm Betthöhe : 2,5 cm Totale Gasmenge : 3O 1/min.The measurement of the cyanogen chloride capacity of the activated carbon was taken under made the following conditions: carbon volume in filter: 75 3 filter area: 30 cm bed height: 2.5 cm total gas volume: 3O 1 / min.
Linear Geschwindigkeit: 10 m/min. Linear speed: 10 m / min.
Trägergas : Luft Relative Feuchtigkeit : 0% Chlorcyandosierung : 72-3 mg/min. Carrier gas: air Relative humidity: 0% cyanogen chloride dosage: 72-3 mg / min.
Filtertemperatur : 18 # 0,2°C Der Durchbruch des Chlorcyangases wurde mittels eines Farbenindikators geprüft. Filter temperature: 18 # 0.2 ° C The breakthrough of the cyanogen chloride gas was checked by means of a color indicator.
Die Resultate sind in Tabelle 5 wiedergegeben.The results are shown in Table 5.
Tabelle 5
Aus Tabelle 5 geht hervor, dass Aktivierung im Bereich 160-270°C, und @nschliessendes Abschrecken eine Erhöhung der Chemiesorptionskapazität zur Folge hat im Vergleich zum Originalprodukt, Versuch Nr. 1. Eine Aktivierung bei 300°C und darüber hat negative Auswirkungen. Das trifft auch bei langsamer Abkühlung zu.Table 5 shows that activation in the range 160-270 ° C, and subsequent quenching result in an increase in the chemical sorption capacity compared to the original product, experiment no. 1. Activation at 300 ° C and above it has negative effects. This also applies to slow cooling.
Vergleicht man mit Beispiel 3, ersieht man, dass die physikalische Sorption sowie die Chemiesorption sich wesentlich erhöhen lässt durch Aktivierung der Kohle im Temperaturb@ reich 160-300°C und anschliessendes Abschrecken, d.h*, durch einen einzigen Aktivierungsvorgang werden gleichzeitig zwei positive Sorptionseffekte erreicht. Dieses Resultat ist überraschend, da physikalische Sorption und Chemiesorption wesentlich verschiedene Vorgänge sind. Im Gegensatz zu selektiven Effekten erreicht man eine Kombination von Eigenschaften der Kohle, was eine Anhäufung verschiedener Gastypen mit unterschiedlichen Sorptionsmechanismen bedeutet.If you compare with example 3, you can see that the physical Sorption and chemisorption can be increased significantly through activation the coal in the temperature range 160-300 ° C and subsequent quenching, i.e. *, a single activation process produces two positive sorption effects at the same time achieved. This result is surprising because of physical sorption and chemical sorption are essentially different processes. Achieved in contrast to selective effects you get a combination of properties of coal, resulting in an accumulation of different Gas types with different sorption mechanisms means.
Beispiel 5 In diesem Beispiel wird die Verbesserung der physikalischen Sorption (Chlorpikrin) von Cu-impregnierter Aktivkohle mineralischer Herkunft aufgezeigt. Die Impregnieru@ besteht hauptsächlich aus ein- und zweiwertigen Kupferoxyden und/oder Hydroxiden Da kein Chrom vorhanden ist, ist die Impregnierung wirkungslos hinsichtlich der Chemiesorption (Chlorcyan). Es handelt sich um typische alte (gealterte) Kohle, die vor 12 Jahren in Ventilationsanlagen(Luftschutzräumen) installiert worden war.Example 5 This example shows the improvement of the physical Sorption (chloropicrin) of Cu-impregnated activated carbon of mineral origin shown. The Impregnieru @ consists mainly of mono- and divalent copper oxides and / or Hydroxides As there is no chromium, the impregnation is ineffective with regard to chemical sorption (cyanogen chloride). It is typical old (aged) coal, which had been installed in ventilation systems (air raid shelters) 12 years ago.
Die Kohle enthält Feuchtigkeit und weist eine schwache Sorptionskapazität auf. The coal contains moisture and has a poor sorption capacity on.
Tabelle 6 zeigt Kapazitätsverbesserungen als Folge der Aktivierung. Table 6 shows capacity improvements as a result of activation.
Tabelle 6
Daraus geht hervor, dass alte (gebrauchte) Kohle verbessert werden kann. Die Kapazitätswerte liegen unter denjenigenj welche mit ASC - Kohle erreicht wurden.It shows that old (used) coal will be improved can. The capacity values are below those achieved with ASC coal became.
Das liegt an der wesentlich höheren physikalischen Sorptionskapazitapazität der ASC-Kohle im Vergleich zu der genannten mineralischen Kohle.This is due to the much higher physical sorption capacity the ASC coal compared to the mineral coal mentioned.
Beispiel 6 In diesem Beispiel wird die Erhöhung der physikalischen Sorptionskapazität von nichtimpregnierter Kohle dargestellt, als Resultat der kontrollierten Erwärmung im Temperaturberreich unter 3000C und des Abschreckvorganges in einer. konzentrischen Röhre, die von fl üssigem Nitrogen umgeben ist. Eine Anlage für kontrolliertes Aktivieren und Abschrecken ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die Anlage besteht aus einem vertikal montierten Röhrenofen A mit einem Diameter von 10 cm und einer 100 cm langen Wärmezone B. Der Ofen ist an ein Kühlaggregat C angeschlossen. Dieses besteht aus einem konzentrischen Rohr D, das in direkter Verbindung zum Ofen steht Die Verbindung zwischen dem Ofen und dem Kühlrohr D kann mit Hilfe eines Ventils V1 unterbrochen werden. Das Kühlrohr ist von einem äusseren (E) und inneren (F) Volumen umgeben, das mit kryogenischer Flüssigkeit, z.B. flüssiges Nitrogen, angefüllt ist. Die kryogenische Flüssigkeit wird durch der Ventil V > und die Offnur.g G in den äusseren Behälter eingeführt und gelangt durch die Öffnungen H1>Hin den inneren Behälter F. Durch die Öffnungen I1, I2 (Diamter 5cm) verdampftas Nitrogengas aus dem inneren Behälter zum Gasvolumen im ausseren Behälter (E). Von hier aus strömt das Nitrogengas durch die Oeffnung K in die Atmosphäre oder zu einer Gasverflüssigungsanlage. Bei der Aktivierung von Kohlegranulat wird dies bei geschlossenem Ventil V1 in den Rohrofen über Ventil V6 hineingeführt. Inertes Gas z.B. Nitrogen wird mit Hilfe der Pumpe P wieder durch das Granulat und über die Ventile V und V1 in Umlauf gebracht. Die Feuchtigkeit der Kohle wird mit dem Gas herausgeührt und bei Zimmertempatur oder darunter mittels eines anderen Sorbens (im Behälter L), entfernt. Das trockene Gas wird über Pumpe-P zurückgeführt.Example 6 This example is increasing the physical Sorption capacity of non-impregnated coal shown as a result of the controlled Heating in the temperature range below 3000C and the quenching process in one. concentric tube surrounded by liquid nitrogen. A plant for controlled Activation and quenching is shown schematically in FIG. 1. The plant exists from a vertically mounted tube furnace A with a diameter of 10 cm and a 100 cm long heating zone B. The furnace is connected to a cooling unit C. This consists of a concentric tube D, which is in direct connection with the furnace The connection between the furnace and the cooling pipe D can be made with the aid of a valve V1 are interrupted. The cooling pipe has an outer (E) and an inner (F) Surrounding volume, which is filled with cryogenic liquid, e.g. liquid nitrogen is. The cryogenic liquid is passed through the valve V> and the Offnur.g G is introduced into the outer container and passes through the openings H1> Hin the inner container F. Nitrogen gas evaporates through the openings I1, I2 (diameter 5cm) from the inner container to the gas volume in the outer container (E). From here flows the nitrogen gas through the opening K into the atmosphere or to a gas liquefaction plant. When activating coal granulate, this is transferred to the with the valve V1 closed Tube furnace fed in via valve V6. Inert gas e.g. nitrogen is supplied with the help of the pump P is brought into circulation again through the granulate and via the valves V and V1. The moisture in the coal is extracted with the gas and at room temperature or below it by means of another sorbent (in container L). The dry one Gas is returned via Pump-P.
Zum Abschrecken wird das Ventil V1 geöffnet. Die Kohle gelangt mittels Schwerkraft in das konzentrische Rohr D1 wo die Wärmeüberführung momentan und radien von der Mitte der Kohleschicht aus zu den Rohrwänden stattfindet. Von dort aus wird die Wärme durch Verdampfen des flüssigen Nitrogens weitergeführt. Normalerweise hat Kohle sehr niedere Wärmeleitungseigenschaften, sodass der Wärmeübergang in Axenrichtung minimal ist. Der Temperaturunterschied in Axenrichtung ist ausserdem nahezu null.The valve V1 is opened for quenching. The coal arrives by means of Gravity in the concentric pipe D1 where the heat transfer momentarily and radiate takes place from the center of the carbon layer to the pipe walls. From there it will the heat is carried on by evaporation of the liquid nitrogen. Normally Coal has very low heat conduction properties, so that the heat transfer in the axial direction is minimal. The temperature difference in the direction of the axis is also almost zero.
Bevor das Granulat vom Ofen zum Kiihlrohr D gelangt, wird es mit Inertgas durch Ventil V6 gespühlt. Das Granulat wird im Kühlrohr aufbewahrt bis es die Tiefsttemperatur erreicht hat, d.h. bis ungefähr zum Siedepunkt der kryogenischen Kühlflüssigkeit. Das Granulat gelangt durch Entfernung eines beweglichen Bodens N in den Behälter M unter dem Kühlrohr. Diese Operation wird durchgeführt indem man den Behälter M von dem Niveau Q bis auf das Niveau R, bringt. Das Granulat wird im Behalter M (der ebenfalls erwärmt werden kann) aufbewahrt bis es die Zimmertemperatur erreicht hat.Before the granulate gets from the furnace to the cooling tube D, it is filled with inert gas flushed through valve V6. The granules are kept in the cooling tube until they reach the lowest possible temperature has reached, i.e. up to approximately the boiling point of the cryogenic cooling liquid. The granulate enters the container by removing a movable base N. M under the cooling pipe. This operation is carried out by opening the container M from level Q to level R. The granulate is placed in the container M (the can also be heated) until it has reached room temperature.
8 L nichtimpregniertes Kohlegranulat vom Typ Sutcliffe Speakman 607 wurden wie oben beschrieben aktiviert und abgeschreckt. Die Kohle wurde auf 2000C erhitzt und bei dieser Temperatur während 24 Stunden mit Nitrogengas durchgespülts bevor sie abgeschreckt wurde. Als Kühlflüssigkeit wurde flüssiges Nitrogen verwendet.8 L non-impregnated carbon granulate of the Sutcliffe Speakman 607 type were activated and quenched as described above. The coal was at 2000C heated and flushed with nitrogen gas at this temperature for 24 hours before she was scared off. Liquid nitrogen was used as the cooling liquid.
150 ml der aktivierten Kohle wurde auf ihre Chlorpikrinkapazität geprüft. Die Testbedingungen waren dieselben wie im Beispiel 1 mit Ausnahme des Volumens und der Betthöhe (5 cm). Die Durchbruchszeit war 76 Min., einer Kapazität von 76 mg/ml Kohle entsprechend. Die nichtaktivier-te Originalkohle hatte eine Kapazität von 68 mg/ml Kohle. Die Erhöhung der Kapazität beträgt somit 11,7%.150 ml of the activated carbon was tested for its chloropicrin capacity. The test conditions were the same as in Example 1 except for the volume and the bed height (5 cm). The breakthrough time was 76 minutes, a capacity of 76 mg / ml charcoal accordingly. The original unactivated coal had a capacity of 68 mg / ml charcoal. The increase in capacity is therefore 11.7%.
Beispiel 7 Verschiedene Mengen von Kohle des gleichen Typs wurden, wie im Beispiel 6, bei verschiedenen Temperaturen aktiviert und abgeschreckt. Die Kapazitätsmessungen wurden auf die gleiche Weise vorgenommen, wie im Beispiel 6.Example 7 Different amounts of coal of the same type were as in example 6, activated and quenched at different temperatures. the Capacity measurements were made in the same way as in Example 6.
Bei einem Versuch (Versuch Nr. 6) wurde die Kohle aktiviert und langsam abgekühlt, indem sie nach Erhitzung in den Rohren in das Kühlrohr geleitet wurde. Dieses war von Atmosphäre in Zimmertemperatur umgeben. Während der Abkühlung wurde die Kohle mit Nitrogengas durchgespült.In one experiment (experiment # 6) the carbon was activated and slow cooled by being fed into the cooling tube after heating in the tubes. This was surrounded by an atmosphere at room temperature. While it was cooling down flushed the coal with nitrogen gas.
Die Aktivierungsdauer betrug in allen Fällen 24 Stunden, und die Aktivierungsatmosphäre bestand aus Nitrogen. In Tabelle 7 sind die Resultate der Kapazitätsmessungen sowie das Resultat des Beispiels 6, angegeben.The activation time was 24 hours in all cases, and the activation atmosphere consisted of nitrogen. In Table 7 are the results of the capacitance measurements as well the result of Example 6 is given.
Tabelle 7
xxxx Direkt abgeschreckt in flüssigem Nitrogen LA = langsam abgekühlte Kohle AS = abgeschreckte Kohle Aus Tabelle 7 geht hervor, dass die Kapazitätserhöhung von der Aktivierungstemperatur und von der Abkühlungsrate abhängig ist. Die Abschreckaktivierung in Rohren ergibt hier die grösste Kapazitätserhöhung bei 1600C. Die Aktivierung, gefolgt von Abkühlung in direktem Kontakt mit flüssigem Uitrogen, ergibt einen - -negativen Effekt.xxxx Directly quenched in liquid nitrogen LA = slowly cooled Coal AS = quenched coal Table 7 shows that the capacity increase from the activation temperature and the cooling rate is dependent. The quenching activation in pipes results in the greatest increase in capacity here at 1600C. Activation followed by cooling in direct contact with liquid Uitrogen, gives a negative effect.
Beispiel 8 In diesen Versuchen wird die Bedeutung der Abkühlrate für die Kapazitätserhöhung von nichtimpregnierter Kohle desselben Fabrikats und Typs wie im Beispiel 7 demonstriert. 2 L von jeder Probe wurden für diese Versuche benutzt. Als Aktivierungs- und Abkühlatmosphäre wurden Nitrogen und Helium verwendet. Für die Versuche wurde der im Beispiel 6 beschriebene Apparat benutzt.Example 8 In these experiments the importance of the cooling rate for increasing the capacity of non-impregnated coal of the same make and type as demonstrated in Example 7. 2 L of each sample was used for these experiments. Nitrogen and helium were used as the activation and cooling atmosphere. For The apparatus described in Example 6 was used for the experiments.
Kohlegranulat von grösserer Korngrösse (Partikeldiameter) hat einen höheren Wärmeleitungswiderstand als Granulat von kleinerem Partikeldiameter. Grössere Granulate werden deshalb langsamer abgekühlt. Die totale Wärmeübergangszahl (kcal/m . hr) im Kühlrohr ist von der Qualität des Kohlegranulates abhängig und von der Atmosphäre im intergranularen Volumen sowie im Porenvolumen des Granulates.Coal granules with a larger grain size (particle diameter) have a higher thermal resistance than granules with a smaller particle diameter. Bigger ones Granules are therefore cooled more slowly. The total heat transfer coefficient (kcal / m . hr) in the cooling tube depends on the quality of the carbon granulate and on the Atmosphere in the intergranular volume and in the pore volume of the granulate.
Tabelle 8
xx Die Kapazitätszunahme im Vergleich zu der Kapazität der Originalkohle, Versuch Nr. 1 Das aktivierte Granulat wurde auf die Chlorpikrinkapazität getested Diese Resultate wurden zusammen mit den Resultaten vom Beispiel 7,Versuch 1 und 2 dargestellt.xx The increase in capacity compared to the capacity of the original coal, Experiment No. 1 The activated granules were based on the chloropicrin capacity tested These results were tested together with the results from Example 7, Experiment 1 and 2 shown.
Aus Tabelle 8 geht hervor, dass sich eine bedeutend höhere Abkühlrate erreichen lässt durch Erhöhung der Wärmeüberführungszahl mit Hilfe eines Gases (He) mit höherer Warmeleitungskonstan te als Nitrogen, welches zu einer Kapazitätserhöhung führt.Table 8 shows that there is a significantly higher cooling rate can be achieved by increasing the heat transfer coefficient with the help of a gas (He) with a higher thermal conductivity than Nitrogen, which leads to an increase in capacity leads.
Beispiel 9 75 ml Proben von nichtimpregnierter Mineralkohle (blended briquetted coals) vom Typ Sutcliffe Speakman 206A wurden während 3 Stunden in einem Quarzrohr von 18 mm inwendigem Diameter aktiviert. Das Rohr mit der Kohle wurde anschliessend in flüssigem Nitrogen abgeschreckt, bzw. langsam auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die Proben wurden während des ganzen Vorganges mit Nitrogengas gespühlt, Ca. 0,5 L/Min.Example 9 75 ml samples of non-impregnated mineral carbon (blended briquetted coals) of the type Sutcliffe Speakman 206A were for 3 hours in a Activated quartz tube with an internal diameter of 18 mm. The pipe with the coal was on then quenched in liquid nitrogen or slowly to room temperature cooled down. The samples were flushed with nitrogen gas during the entire process, Approx. 0.5 l / min.
Das Granulat wurde anschliessend unter nachstehenden Bedingungen auf seine Chlorpikrinkapazität getestet.: Granulat :1,68 - 0,50 mm, 10-30 BSS mesh Bettvolumen :8 ml Betthöhe :4,5 cm 2 Bettareal :2,35 cm Luftzufuhr :2,35 1/min.The granules were then up under the following conditions its chloropicrin capacity tested .: Granules: 1.68-0.50mm, 10-30 BSS mesh bed volume : 8 ml bed height: 4.5 cm 2 bed area: 2.35 cm air supply: 2.35 1 / min.
Linear Geschwindigkeit:lO m/min. Linear speed: 10 m / min.
Pikrinkonzentration :5 mg/l Luft Pikrinzufuhr :8,75 mg/min. Picrin concentration: 5 mg / l air Picrin supply: 8.75 mg / min.
Relative Feuchtigkeit :0% In Tabelle 9 sind die Resultate angegeben zusammen mit der Kapazität des Originalproduktes. Die ursprungliche Kapazität ist sehr niedrig im Vergleich zur Chlorpikrinkapazität von ASC-Kohle (Beispiel 1 und 3) nämlich 105 mg/ml. Relative humidity: 0% Table 9 shows the results along with the capacity of the original product. The original capacity is very low compared to the chloropicrin capacity of ASC carbon (example 1 and 3) namely 105 mg / ml.
Tabelle 9
xx Kapazitätszunahme im Vergleich zur Kapazität der Originalkohle, Versuch Nr. 1 LA. = langsam abgekühlte Kohle AS = abgeschreckte Kohle Aus der Tabelle geht hervor, dass Kohle mit niedriger physikalischer Sorptionskapazität durch Aktivierung und Abschrecken eine wesentliche Kapazitätsverbesserung erführt.xx capacity increase compared to the capacity of the original coal, Trial No. 1 LA. = slowly cooled coal AS = quenched coal the end the table shows that coal has a low physical sorption capacity through activation and quenching results in a significant capacity improvement.
Beispiel 10 Kohlegranulat des Typs Sutcliffe Speakman 607 wurde bei 1600C aktiviert wie im Beispiel 6 beschrieben. Danach wurde das Granulat hinsichtlich der Benzenkapazität geprüft. Ein trockener, mit Benzendampf gesättigter Luftstrom (0,27 L/Min.) entsprechend 4,23 Vol.% bei 5,7°C wurde durch einen Filter mit einem Volumen von 7 ml, einer Betthöhe von 6 cm, einem Bettareal von 1,16 cm geleitet mit 2,34 m/Min. linearer Geschwindigkeit und 25°C Filtertemperatur. Dies entspricht einer Benzendosierung von 42,0 mg/Min. Die Benzenaufnahme wurde durch Wiegen des Granulates vor und nach dem Durchbruch kontrolliert. Der Durchbruch des Benezns wurde mit einem GOW MAC Wärmeleitungsdetektor (Thermal conductivity analytical cell) gemessen und ist in diesem. Beispiel zu dem Zeitpunkt definiert, in welchem die Benzenkonzentration in der Luft beim Austritt aus dem Filter den gleichen Wert erreicht hat wie die Benzenkonzentration der Zufuhrluft. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Versuche abgebrochen und die Filtermasse wurde gewogen. Versuche wurden mit aktivierter, abgeschreckter Kohle (AS) sowie mit langsam abgekühlter Kohle (L4) durchgeführt. Die Resultate sind in Tabelle 10 zusammengestellt. Die Kapazität ist in mg Benzen/g Kohle angegeben.Example 10 Sutcliffe Speakman 607 carbon granules were used in 1600C activated as described in Example 6. Thereafter, the granules were with regard to the benzene capacity checked. A dry stream of air saturated with benzene vapor (0.27 L / min.) Corresponding to 4.23% by volume at 5.7 ° C was through a filter with a Volume of 7 ml, a bed height of 6 cm, a bed area of 1.16 cm at 2.34 m / min. linear speed and 25 ° C filter temperature. This matches with a benzene dosage of 42.0 mg / min. The benzene uptake was determined by weighing the Granulate checked before and after breakthrough. The breakthrough of Benezn was measured with a GOW MAC thermal conductivity analytical cell measured and is in this. Example defined at the time when the Benzene concentration in the air when it exits the filter reaches the same value has like the benzene concentration of the supply air. At this point the trials were over canceled and the filter mass was weighed. Attempts were made with activated, quenched coal (AS) and slowly cooled coal (L4). The results are shown in Table 10. The capacity is in mg benzene / g Coal indicated.
Tabelle 10
0 4,9 g des erwähnten Kohletyps wurde bei 207 C aktiviert und abgeschreckt. Die Benzenaufnahme betrug 0,835 g entsprechend 0,204 g Benzen/g Kohle oder 20,4 Gew.% Benzen per Gramm Kohle. 0 4.9 g of the coal type mentioned was activated at 207 C and quenched. The benzene uptake was 0.835 g, corresponding to 0.204 g benzene / g carbon or 20.4 % By weight benzene per gram of coal.
Das Originalmaterial hatte eine Benzenkapazität entsprechend 0,128 g Benzen/g Kohle mit einer Standardabweichung + 4,3%. Die Kapazitätserhohung im Vergleich zum Originalprodukt ist somit o,o76 g-Benzen/g Kohle oder 59,5%.The original material had a benzene capacity equivalent to 0.128 g benzene / g carbon with a standard deviation of + 4.3%. The capacity increase in Compared to the original product, this is 0.076 g-benzene / g coal or 59.5%.
In Tabelle 11 ist die Kapazitätsmessung der Originalkohle und der Kohle, die aktiviert und abgeschreckt (AS) oder langsam abgekühlt worden war, aufgeführt.In Table 11 is the capacity measurement of the original coal and the Charcoal activated and quenched (AS) or slowly cooled is listed.
Tabelle 11
Die Testbedingungen waren dieselben wie im Beispiel 3.: Es wurde eine Durchbruchs zeit von 69 Min. für 75 ml Kohlefilter erreicht entsprechend 0,92 Min./ml.The test conditions were the same as in Example 3 .: There was a Breakthrough time of 69 min. For 75 ml carbon filter reaches 0.92 min./ml.
Eine Zusammenstellung der Testresultate von Kohle, die nach der Aktivierung mit verschiedenen Kühlraten abgekühlt worden war, ist in Tabelle 12 wiedergegeben.A compilation of the test results of charcoal after activation at different cooling rates is shown in Table 12.
Tabelle 12
LA = langsam abgekühlte Kohle AS = abgeschreckte Kohle Beispiel 13 Dieses Beispiel behandelt die Adsorption von Nitrogengas durch ASC-Kohle, die/ mehrmals aktiviert und abgekühlt worden ist. Die Kohle war vom gleichen Typ wie im Beispiel 1. Der Adsorptionsmcchanismus entspricht der typischen physikalischen Sorption einschliesslich der Kapillarkondensation. Die Aktivierung geschah durch Erhitzen von 75 ml Kohle auf lGo C in einem Quarzglasrohr während 3 Stunden, Die Kohle wurde in flüssigem Nitrogen abgeschreckt (ca. 15 Min.) und auf Zimmertemperatur erwärmt. 5 g von der Probe wurden aufbewahrt für Sorptionsmessungen.LA = slowly cooled coal AS = quenched coal example 13 This example deals with the adsorption of nitrogen gas by ASC charcoal, which / has been activated and cooled down several times. The coal was of the same type as in example 1. The adsorption mechanism corresponds to the typical physical one Sorption including capillary condensation. The activation happened through Heat 75 ml of carbon to Igo C in a quartz glass tube for 3 hours Coal was quenched in liquid nitrogen (approx. 15 min.) And brought to room temperature warmed up. 5 g of the sample were saved for sorption measurements.
Die restliche Kohle, ca. 72 ml wurde während 3 Stunden wieder auf 160 C erhitzt und danach abgeschreckt. Dieser Aktivierungs-/Kühlzyklus wurde 4 mal wiederholt.The remaining charcoal, approx. 72 ml, became up again over the course of 3 hours Heated to 160 C and then quenched. This activation / cooling cycle was repeated 4 times repeated.
Um die Adsorption von Nitrogengas durch Kohle zu messen (Adsorptionsisothermen) wurde eine Apparatur verwendet, die normalerweise benutzt wird, um die Sorptionsisothermen des Nitrogens zu messen. Eine solche Apparatur ist in der Publikation (S.J. Gregg, K. Sing, Absorption, Surface Area and Porosity, p. 314 - 316, 1967) beschrieben worden. Das Prinzip besteht darin, dass eine bekannte Menge Nitrogengas ins Gleichgewicht mit einer bekannten Menge Adsorbens gebracht wird. Bei Sorptionsgleichgewi-eht wird der Gleichgewichtsdruck abgelesen. Das Volumen und die Temperatur der Gasphase ist bekannt. Mit Hilfe des Gas-Gesetzes pv = nRT wird die Nitrogenmenge in der Gasphase berechnet, und diese wird Von der ursprünglich zugesetzten Menge Nitrogen abgezogen. Die t?ifferenz bedeutet adsorbierte Menge. Bei Erhöhung der Gasmenge erhöht sich auch der Gleichgewichtsdruck sowie die adsorbierte Gasmenge.To measure the adsorption of nitrogen gas by coal (adsorption isotherms) an apparatus was used which is normally used to measure the sorption isotherms to measure the nitrogen. Such an apparatus is in the publication (S.J. Gregg, K. Sing, Absorption, Surface Area and Porosity, p. 314-316, 1967) been. The principle is that a known amount of nitrogen gas is in equilibrium is brought with a known amount of adsorbent. When sorption equilibrium is used read the equilibrium pressure. The volume and temperature of the gas phase is known. With the help of the gas law pv = nRT, the amount of nitrogen in the gas phase is determined calculated, and this is deducted from the originally added amount of nitrogen. The door reference means adsorbed amount. When the amount of gas increases, it increases also the equilibrium pressure and the amount of gas adsorbed.
Die adsorbierte Gasmenge ist mit cm3 Nitrogengas pro Gramm Kohle angegeben. Das Nitrogengasvolumen ist definiert bei O °C und 760 mm Hg.The amount of gas adsorbed is given as cm3 of nitrogen gas per gram of coal. The nitrogen gas volume is defined at 0 ° C and 760 mm Hg.
55,6 mg Kohle, die 3 mal aktiviert und abgeschreckt worden war, wie während 3 Stunden bei 25 C bis zu einem Druck von 2 10-4 mm Hg evakuiert. Die Proben wurden danach auf -1960C abgekühlt und mit Nitrogengas nachgefüllt bis ein Gleichgewichtsdruck von 490 mm Hg erreicht war.55.6 mg charcoal that had been activated and quenched 3 times, like evacuated for 3 hours at 25 C to a pressure of 2 10-4 mm Hg. Samples were then cooled to -1960C and topped up with nitrogen gas until an equilibrium pressure was reached of 490 mm Hg was reached.
P 495 Dies entspricht einem relativen Gleichgewichtsdruck P@ =kW= O ,65. P = gemessener Dampfdruck des flüssigen Nitrogens bei dem vorhandenen Atmosphärendruck. Die adsorbierte Nitrogenmenge war 278 cm@/g Kohle. Das Originalprodukt wie! beim gleichen relativen Gleichgewichtsdruck eine Nitrogenaufnahme von255 cm /g Kohle auf. Die aktivierten Kohleproben haben somit eine Kapazitätserhöhung erfahren von 13 cm Nitrogen/g Kohle, entsprechend 9,0%. P 495 This corresponds to a relative equilibrium pressure P @ = kW = O, 65. P = measured vapor pressure of the liquid nitrogen at the existing atmospheric pressure. The amount of nitrogen adsorbed was 278 cm @ / g carbon. The original product like! at the at the same relative equilibrium pressure, a nitrogen uptake of 255 cm / g coal on. The activated coal samples have thus experienced a capacity increase of 13 cm nitrogen / g coal, corresponding to 9.0%.
Beispiel 14 In den nachstehenden Beispielen wird auf die Sorptionserhöhung der Kohle hingewiesen die bis zu 4 mal aktiviert und abgeschreckt worden ist, wie im Beispiel 13 beschrieben. Die Proben sind vom selben Kohletyp wie in den Beispielen 1 und 13 beschrieben. Die Proben wurden auf dieselbe Weise vorbehandelt (evakuiert) und gemessen wie im Beispiel 13 beschrieben. Die adsorbierte Nitrogenmenge wurde bei verschiedenen Gleichgewichtsdrücken gemessen.Example 14 The following examples focus on increasing sorption the coal pointed out which has been activated and quenched up to 4 times, like described in Example 13. The samples are of the same type of coal as in the examples 1 and 13. The samples were pretreated (evacuated) in the same way and measured as described in Example 13. The amount of nitrogen adsorbed was measured at different equilibrium pressures.
Die Resultate der Messungen wurden in Tabelle 13 dargestellt.The results of the measurements were shown in Table 13.
In der Tabelle ist der relative Gleichgewichtsdruck P/P0 angegeben. Aus der Tabelle geht hervor, dass man durch Erhöhen der Anzahl Aktivierungs-/Abschreckvorgänge eine Erhöhung der Sorption erreicht. Die Erhöhung ist bei niedrigem relativen Druck am grössten.The table shows the relative equilibrium pressure P / P0. The table shows that by increasing the number of activation / quenching processes an increase in sorption is achieved. The increase is at low relative pressure the biggest.
P Bei einem relativen Druck von P0 = 0,98 wird im allgemeinen angenommen, dass das adsorbierte Nitrogen in kondensiertem Zustand vorliegt. In der Praxis heisst das, dass das totale Porenvolumen mit flüssigen Nitrogen gefüllt ist. Das adsorbierte Gasvolumen kann durch die Mulitiplikation in flüssiges Nitrogenvolumen umgewandelt werden. P At a relative pressure of P0 = 0.98 it is generally assumed that that the adsorbed nitrogen is in a condensed state. In practice it means that the total pore volume is filled with liquid nitrogen. The adsorbed Gas volume can be converted into liquid nitrogen volume by multiplying will.
Der Prozentsatz der erreichten Kapazitätserhöhung drückt deshalb auch eine entsprechende Erhöhung des gesamten Porenvolumens aus. The percentage of the capacity increase achieved is therefore pressing also a corresponding increase in the total pore volume.
Tabelle 13
Dies entspricht einer Pikrindosierung von 8,75 mg/Min. Die Proben waren während 3 Stunden bei 170 C in Nitrogenatmosphäre aktiviert worden und anschliessend abgeschreckt in Rohren, die von flüssigem Nitrogen umgeben waren. Die Filtertemperatur betrug 250C. Das Filterareal mass 2,40 cm . Es vergingen 35 Min. bis zum Durchbruch des Gases, was eine. Kapazität von 76,5 mg/ml Kohle. Die nichtaktivierten Originalkohlen hatten eine Kapazitat, die 61,2 mg/ml Kohle.This corresponds to a picrine dosage of 8.75 mg / min. Samples had been activated for 3 hours at 170 C in a nitrogen atmosphere and then Quenched in pipes surrounded by liquid nitrogen. The filter temperature was 250C. The filter area measured 2.40 cm. It took 35 minutes for the breakthrough of the gas what a. Capacity of 76.5 mg / ml charcoal. The unactivated original coals had a capacity that was 61.2 mg / ml charcoal.
Die Kapazitätserhöhung beträgt somit 25,0. Die Resultate nach wiederholten Aktivierungen sind in Tabelle 14 dargestellt. Aus Tabelle 14 geht hervor, dass eine erhöhte Anzahl Aktivierungs- und Abschreckvorgänge eine Erhöhung der Sorptionskapazität bewirkt.The capacity increase is therefore 25.0. The results after repeated Activations are shown in Table 14. Table 14 shows that a increased number of activation and quenching processes an increase in the sorption capacity causes.
Tabelle 14
11,0 g Kohle, die während 3 Stunden in Nitrogenatmosphäre aktiviert und anschliessend in einem von flüssigen Nitrogen umgebenen Quarzrohr abgeschreckt worden war, wurde auf ihre SO2-Kapazität geprüft.11.0 g charcoal, which is activated for 3 hours in a nitrogen atmosphere and then quenched in a quartz tube surrounded by liquid nitrogen was checked for its SO2 capacity.
3,34 l/Min. einer SO2-Luftmischung, die 0,39 Vol.% SO enthielt wurde durch einen Filter von aktivierter Kohle geleitet. Die Filtermasse hatte ein Volumen von 22 ml und Bettdiameter 2,2 cm. Die lineare Gasgeschwindigkeit durch den Filter betrug 0,146 m/Sek, und die Filtertemperatur war 25 C.3.34 l / min. an SO2-air mixture that contained 0.39% by volume of SO passed through a filter of activated carbon. The filter mass had a volume of 22 ml and bed diameter 2.2 cm. The linear gas velocity through the filter was 0.146 m / sec, and the filter temperature was 25 C.
Der Durchbruch des SO2, wurde bei einer Konzentration von 0,014 Vol.% SO in delta Effluentgas registriert. Zu diesem Zweck wurde ein GOW MAC Wärmeleitungsdetektor benutzt.The breakthrough of SO2 was at a concentration of 0.014 vol.% SO registered in delta effluent gas. A GOW MAC thermal conduction detector was used for this purpose used.
Die Kohle hatte bei dem Durchbruch 240 mg SO adsorbiert. Das entspricht einer SO2-Kapazität von 0,0218 g SO2/g Kohle.The charcoal had adsorbed 240 mg SO at the breakthrough. Corresponding an SO2 capacity of 0.0218 g SO2 / g coal.
Die Originalkohle hatte eine Kapazität entsprechend 0,0199 g SO2/ g Kohle.The original coal had a capacity corresponding to 0.0199 g SO2 / g coal.
Die Kapazitätserhöhung beträgt somit 9,6%.The capacity increase is thus 9.6%.
Beispiel 17 Dieses Beispiel demonstriert die Erhöhung der SO2-Kapazität von inpregniertier Kohle, die bei verschiedenen Tempiraturen (bis zu 290 C) aktiviert und tn flüssigem Nitrogen abgeschreckt worden ist (ES).Example 17 This example demonstrates the increase in SO2 capacity of inpregnated charcoal that activates at different temperatures (up to 290 C) and has been quenched in liquid nitrogen (ES).
Die Kohlen sind vom gleichen Typ wie in Beispiel 16 beschrieben ebenso die Versuchsbedingungen.The coals are of the same type as described in Example 16 as well the experimental conditions.
Tabelle 15
Beispiel 18 Kohlegranulat des Typs Sutcliffe Speakman 607 wurde wie im Beispiel 10 beschrieben bis auf 160 C erhitzt und danach abgeschreckt. Des Granulat wurde hinsichtlich der Benzenkapazität bei 90 C geprUft. Ein mit Benzendampf (4,23 Vol%) gesättigter Luftstrom (265 cm /min) wurde durch ein Filter mit einem Volumen von 10 cm3 geleitet. Die <ibrigenDimensionen des Filters waren dieselben wie im Beispiel 10 beschrieben, mit Ausnahme der Bctthöhe. Die Benzenaufnahme wurde durch Wiegen des Graulates vor und nach dem Durchbruch des Benzins kontrolliert. Der Durchbruch ist zu dem Zeitpunkt definiert in welchem die Benzenkonzentration in der ausströmende Luft 0,11 Vol% erreicht hatte. Ein Wärmeleitungsdetektor (GOW MAC) wurde zu diesem Zweck benutzt.Example 18 Sutcliffe Speakman 607 carbon granules were like Described in Example 10 heated to 160 C and then quenched. Of the granules was tested with regard to the benzene capacity at 90 C. One with benzene vapor (4.23 Vol%) saturated air flow (265 cm / min) was passed through a filter with a volume of 10 cm3. The other dimensions of the filter were the same as described in Example 10, with the exception of the height. The benzene intake was controlled by weighing the gray matter before and after the gasoline breakthrough. The breakthrough is defined at the point in time in which the benzene concentration in the outflowing air had reached 0.11 vol%. A thermal conduction detector (GOW MAC) was used for this purpose.
Die Resultate sind in Tabelle 16 zusammengestellt.The results are shown in Table 16.
Tabelle 16
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2461165A DE2461165C3 (en) | 1974-12-23 | 1974-12-23 | Method and device for improving the sorption capacity of activated carbon |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2461165A DE2461165C3 (en) | 1974-12-23 | 1974-12-23 | Method and device for improving the sorption capacity of activated carbon |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2461165A1 true DE2461165A1 (en) | 1976-07-01 |
DE2461165B2 DE2461165B2 (en) | 1979-04-19 |
DE2461165C3 DE2461165C3 (en) | 1979-11-29 |
Family
ID=5934417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2461165A Expired DE2461165C3 (en) | 1974-12-23 | 1974-12-23 | Method and device for improving the sorption capacity of activated carbon |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2461165C3 (en) |
-
1974
- 1974-12-23 DE DE2461165A patent/DE2461165C3/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2461165B2 (en) | 1979-04-19 |
DE2461165C3 (en) | 1979-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102007050971B4 (en) | Process for the preparation of high performance adsorbents based on activated carbon with high meso- and macroporosity, high performance adsorbents and their use | |
DE69736214T2 (en) | mercury adsorbent | |
EP2982649A1 (en) | Method for the production of high quality activated carbons and activated carbons produced using the method | |
EP3362407A1 (en) | Method for producing activated carbon and activated carbon obtained in this way, and use thereof | |
EP0308409B1 (en) | Process for producing carbon molecular sieves | |
DE2330578B2 (en) | Method of reducing the mercury content in a wet gas stream | |
DE2310449B2 (en) | Process for the separation of mercury from a gas containing mercury vapor | |
DE2230257C3 (en) | Process for removing nitrogen oxides from a gaseous mixture containing nitrogen oxides and oxygen | |
EP1286916B1 (en) | Production of activated carbon exhibiting an elevated catalytic activity | |
DE2461165A1 (en) | Increasing the sorption capacity of active carbon - by heating in inert gas and subsequent indirect cooling | |
DE3919567C2 (en) | Process for the preparation of an adsorbent | |
DE69922429T2 (en) | Use of an adsorbent for the separation of halogenated aromatic compounds and separation processes using this adsorbent | |
DD152524A5 (en) | HARD CORE ACTIVE CARBON AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
DE843544C (en) | Process for the production of adsorbable substances from gases or vapors or gas vapor mixtures | |
EP0373538A1 (en) | Process for the separation of alcohol/water mixtures | |
DE10003660A1 (en) | Process for the production of shaped activated carbon | |
DE1667775A1 (en) | Process for the production of nitrogen oxides | |
DE907290C (en) | Process for storing hydrogen | |
DE1935138C3 (en) | Process for the thermal activation of sorbents | |
DE534905C (en) | Process for the production of hard, strongly adsorbent gels of low apparent density | |
DE69913473T2 (en) | Process for drying difluoromethane | |
Berg | Method and device to improve the absorbing power of activated carbon | |
AT227666B (en) | Process for reactivating a crystalline, zeolitic molecular sieve | |
DE1468851C (en) | Process for the purification of crude pyromellitic anhydride and / or crude pyromellitic acid | |
DE2119829C3 (en) | Carbonaceous molecular sieves |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |