DE2507672A1 - Verfahren zum impraegnieren von aktivkohle - Google Patents

Verfahren zum impraegnieren von aktivkohle

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Description

Laboratorium für 6 Ffin., 20.2.1975
Adsorptionstechnik GmbH DrOz/OKu /HWi
6 Frankfurt/Main
Leerbachstr. 72/74
Prov.Nr. 7584 LAT
Verfahren zum Imprägnieren von Aktivkohle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren von Aktivkohle mit einer Jodverbindung enthaltendenLösung.
Aktivkohle wird außer zur Adsorption von Gasen, Dämpfen, Geruchstoffen und zur Reinigung von Flüssigkeiten häufig auch für katalytisehe Prozesse verwendet. Die katalytisohen Eigenschaften von Aktivkohle können durch Imprägnierung noch verbessert v/erden. Bekannte Imprägnierungsmittel sind u.a. Jodverbindungen oder elementares Jod. Jod katalysiert z.B. die Umsetzung von in Abluft enthaltenem Schwefeldioxid zu Schwefelsäure (DT-AS 1 227 434) oder die Oxidation von in Abluft enthaltenem Schwefelwasserstoff zu Elementarschwefel (DT-AS 1 224 865). Die Imprägnierung des Katalysators erfolgt meist in der V/eise, daß man die Aktivkohle mit einer Jod oder Jodverbindungen enthaltenden Lösung besprüht oder sie mit einer solchen Lösung tränkt.
— 2 — 609836/0776
c.
Ein Nachteil der bekannten Imprägnierverfahren liegt in der Schwierigkeit, die Jodverbindungen gleichmäßig in der Aktivkohle zu verteilen. Es gelingt nur dann, wenn das Besprühen oder Tränken in einem Rührbehälter, einer Drehtrommel oder dergleichen durchgeführt wird. Die aus Kostengründen wünschenswerte Imprägnierung gleich an Ort und Stelle in dem Adsorber, in dem die Aktivkohleanwendung erfolgen soll, insbesondere auch die gelegentlich notwenig werdende Nachimprägnierung nach einer gewissen Betriebszeit, ist mithin nicht bzw. nur mit dem Mangel einer ungleichmäßigen Verteilung des Imprägniermittels möglich. Es lagert sich der größte Teil der aufzubringenden Jodmenge in einer engbegrenzten Schicht an der Eintrittsstelle der Imprägnierlösung ab und der größere Teil der Aktivkohlefüllung erhält keine Imprägnierung. Dieser Effekt ist besonders stark, wenn die Aktivkohle mit Schwefelsäure beladen ist, die in den genannten Prozessen bzw. ganz allgemein in Entschwefelungsprozessen als Haupt- oder Nebenprodukt entsteht und die auch durch einen gesonderten Verfahrensschritt der Wäsche nie vollständig beseitigt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren bereitzustellen, das die bekannten Nachteile vermeidet, die gewünschte Konzentrationsverteilung mit Jodid ermöglicht und dennoch nicht mit störenden zusätzlichen Kosten verbunden ist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem das Verfahren der eingangs genannten Art entsprechend der Erfindung derart ausgestaltet wird, daß die Aktivkohle mit einer Lösung behandelt wird, die zusätzlich Reduktionsmittel enthält.
Als Reduktionsmittel kann im Prinzip jeder reduzierende Stoff gewählt werden, der in der erforderlichen Menge in der Imprägnierlösung löslich ist und der nicht durch die anderen Bestandteile der Lösung, durch die Aktivkohle oder durch die
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darauf befindlichen Stoffe unwirksam gemacht wird, auf der anderen Seite aber oxidierend wirkende Substanzen, insbesondere im Gasraum und im Zwischenkornvolumeii befindlichen Luftsauerstoff oder an der Aktivkohle adsorbierten Sauerstoff aber auch andere auf der Aktivkohle befindliche oxidierend wirkende Substanzen reduziert.
Besonders geeignete Reduktionsmittel sind Schwefeldioxid und schwefeldioxidabspaltende Verbindungen, wie Sulfite oder Hydrogensulfite, insbesondere von Natrium, sowie z.B. Hydrazin.
Die Anwendung der Imprägnierlösung kann durch Aufsprühen oder durch Fluten erfolgen.
Insbesondere durch Einstellung bestimmter Jodid- und Reduktionsmittelkonzentrabionen in der Imprägnierlösu&g und Wahl ihrer Anwendungsweise, lassen sich vorbestimmte Verteilungskurven für das aufgebrachte Jod erhalten, so daß das Maximum der Imprägnierung an den Anfang, in die Mitte oder an das Ende der Aktivkohleschicht gelegt werden kann. Beispielsweise gelingt es, mit einer Imprägnierlösung, deren Gehalt an Reduktionsmittel nicht ausreicht, die oxidierenden Substanzen der gesamten Aktivkohleschicht zu reduzieren, eine starke Imprägnierung der oberen Aktivkohleschicht beim Aufsprühen oder der untasn Aktivkohleschicht beim Fluten herbeizuführen.
Im Regelfall wird man jedoch eine gleichmäßige Verteilung des Imprägniermittels über die gesamte Aktivkohleschicht anstreben. Hierzu wird in bevorzugter Ausfüiirungsform der Erfindung die Aktivkohle mit einer Lösung behandelt, die Reduktionsmittel gegenüber den im Gasraum oder an der Aktivkohle befindlichen oxidierenden Substanzen im stöchiometrischen Überschuß enthält.
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Die anzuwendende Absolutmenge an Reduktionsmittel hängt in hohem Maße von der Beschaffenheit und der Eigenschaft der Aktivkohle at). Sie ist anhand weniger Versuche , die sich an der Verteilung des Jodids orientieren, lei'cht feststellbar. Man kann davon ausgehen, daß die anzuwendende Mindestmenge etwa 3 g Schwefeldioxid bzw. Schwefeldioxid Äquivalent pro 1 1 Aktivkohle beträgt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren imprägnierte Aktivkohle ist insbesondere für die Entfernung von Schwefeldioxid oder Schwefelwasserstoff aus Gasen geeignet.
Me Erfindung wird anhand der Ausführungsbeispiele näher und beispielsweise erläutert.
Ausführungsbeispiele
Eine Aktivkohleschicht von 50 cm Hohe wurde durch Berieseln mit Kaliumiodid-Lösung von oben imprägniert. Um die im technischen Einsatz herrschenden Bedingungen zu simulieren, war auf die Aktivkohle zuvor gleichmäßig verteilt 7»8 Gew.5^ Schwefelsäure aufgebracht worden. Die Aktivkohle hatte eine innere Oberfläche von 700 m /g und ein Schüttgewicht von 504 g/l. Bs handelte sich um eine gebrochene Kohle mit einer Körnung von 0,5- 350 mm. Sie wurde in drei Rohre von 3>2 cm Durchmesser eingefüllt und in drei parallelen Versuchen mit jeweils 320 ml Lösung imprägniert. Die Lösungen enthielten
-5-
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1) 7,35 g/l KJ ohne Zusatz
2) 7,35 g/l KJ mit einem Zusatz von 6 g/l SO2
3) 7,35 g/l KJ mit einem Zusatz von
23,6 g/l Ua2SO3
(entsprechend ^. 12 g/l SO2 )
Die in den einzelnen Schichten adsorbierte Jodmenge wurde "bestimmt. Die Ergebnisse zeigt nachstehende Tabelle,
Aktivkohle- Zusammensetzung der Imprägnierlösung
schicht, 7,35 g/l KJ 7,35 g/l KJ 7,35 g/l KJ
Semessen von oben)
$ Jod
6 g/ 1 SO2 25,6 g/l
Gew. fo Jod Gew.fi Jod
1, H 0,97
1, 97 0,97
ο, 245 0,855
0 - 10 3,4
10 - 25 0,89
25- - 50 0,04
Man erkennt, daß bei der Imprägnierung ohne SOp-Zusatz die höchste Jodkonzentration in den obersten 10 cm der Säule gefunden wurde, während sich auf der unteren Hälfte der Säule nahezu kein Jod befand. Bei einem. Zusatz von 6 g/l S0? dringt das Jod bereits tiefer in die Aktivkohleschicht ein. Durch einen Zusatz von 23,6 g/l Na2SO3 , was einer Reduktions-. mittelmenge von etwa 12 g/l SO2 entspricht, erhält man bereits eine praktisch gleichmässige Verteilung des Jods über alle Schichten. Palis höhere Kohleschichten vorliegen, v.-as in der Praxis meist der Fall ist, und falls andere Jodbeladungen gewünscht sind, müssen die Konzentrationen an Imprägniersalζ und Reduktionsmittel entsprechend anders gewählt
werden.
-6-
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Claims (6)

  1. -6-
    Patentansprüche
    Verfahren zum Imprägnieren von Aktivkohle mit einer Jodverbindung enthaltenden Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit einer Lösung behandelt wird, die zusätzlich Reduktionsmittel enthält.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit einer Lösung behandelt wird, die Schwefeldioxid oder schwefeldioxidabspaltende Verbindungen, wie Sulfit oder Hydrogensulfit, enthält.
  3. 3) Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit einer Lösung behandelt wird, die Hydrazin enthält.
  4. 4) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit einer Lösung behandelt wird, die Reduktionsmittel gegenüber den im Gasraum oder an der Aktivkohle befindlichen oxidierenden Substanzen im stöchiometrischen Überschuß enthält.
  5. 5) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit einer Lösung behandelt wird, die mind. 3 g Schwefeldioxid oder Schwefeldioxid-Äquivalent pro 1 1 Aktivkohle enthält.
  6. 6) Anwendung der nach dem Verfahren eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 5 imprägnierten Aktivkohle auf die Entfernung von Schwefeldioxid oder Schwefelwasserstoff aus Gasen.
    609 836/0776
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