DE2507672B2 - Verfahren zum Imprägnieren von Aktivkohle - Google Patents

Verfahren zum Imprägnieren von Aktivkohle

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprä gnieren von Aktivkohle mit einer eine Jodverbindung enthaltenden Lösung.
Aktivkohle wird außer zur Adsorption von Gasen, Dämpfen, Geruchstoffen und zur Reinigung von Flüssigkeiten häufig auch für katalytische Prozesse verwendet. Die katalytischen Eigenschaften von Aktivkohle können durch Imprägnierung noch verbessert werden. Bekannte Imprägnierungsmittel sind u. a. Jodverbindungen oder elementares Jod, wodurch die Umsetzung von in Abluft enthaltenem SO2 zu SO3 und das Auswaschen als Schwefelsäure (DE-AS 1227434 und DE-AS 1285659) oder die Oxidation von in Abluft enthaltenem Schwefelwasserstoff zu Elementarschwefel (DE-AS 1224865) möglich wird.
Die Imprägnierung des Katalysators erfolgt meist in der Weise, daß man die Aktivkohle mit einer Jod oder Jodverbindungen enthaltenden Lösung besprüht oder sje mit einer solchen Lösung tränkt. Aus der US-PS 2123092 ist es bekannt, dieser Imprägnierung eine Behandlung mit einer starken Säure folgen zu lassen.
Ein Nachteil der bekannten Imprägnierverfahren Jjegt 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 notwendig 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 de/ größte Teil der Aktivkohlefüllung erhält keine Imprägnierung. Dieser Effekt ist besonders stark, wenn die Aktivkohle m it Schwefelsäure beladen ist, die in den genannten Prozessen bzw. ganz allgemein in Entschwefelungsprozessen als Haupt- oder Nebenprodukt entsteht und die auch durch einen gesonderten Verfahrensrehritt der Wäsche nie vollständig beseitig werden kann.
ίο Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, ohne störende zusätzliche Kosten die bekannten Nachteile zu vermeiden und die gewünschte Konzentrationsverteilung mit Jodid zu ermöglichen. Die Aufgabe wird beim eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß die Aktivkohle mit einer Lösung imprägniert 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 darauf befindlichen Stoffe unwirksam gemacht wird, auf der anderen Seite aber oxidierend wirkende Substanzen, insbeson-
iri dere im Gasraum und im Zwischenkornvolumen befindlichen Luftsauerstoff oder an der Aktivkohle adsorbierten Sauerstoff aber auch andere auf der Aktivkohle befindliche oxidierend wirkende Substanzen reduziert.
jq Besonders geeignete Reduktionsmittel sinJ Schwefeldioxid und schwefeldioxidabspaltende Verbindungen, wie Sulfite oder Hydrogensulfite, insbesondere von Natrium, sowie 2. B. Hydrazin.
Die Anwendung der Imprägnierlösung kann durch
ir> Aufsprühen oder durch Fluten erfolgen.
Insbesondere durch Einstellung bestimmter Jodid- und Reduktionsmittelkonzentrationen in der imprägnierlösung und Wahl ihrer Anwendungsweise, lassen sich vorbestimmte Verteilungskurven für das aufge-
Mi brachte 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 ImprägnierJösung, deren Gehalt an Reduktionsmittel nicht ausreicht, die oxidierenden Substanzen der gesamten Aktivkohleschicht zu reduzieren, eine starke Imprägnierung der oberen Aktivkohleschicht beim Aufsprühen oder der unteren Aktivkohleschicht beim Fluten herbeizuführen.
•to \m Regelfall wird man jedoch eine gleichmäßige Verteilung des Imprägniermittels über die gesamte Aktivkohleschicht anstreben. Hierzu wird in bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Aktivkohle mit einer Lösung behandelt, die Reduktions-
Vt mittel gegenüber den im Gasraum oder an der Aktivkohle befindlichen oxidierenden Substanzen im stöchiometrischen Überschuß enthält.
Die anzuwendende Absolutmenge an Reduktionsmittel hängt in hohem Maße von der Beschaffenheit
M) und der Eigenschaft der Aktivkohle ab. Sie ist anhand weniger Versuche, die sich an der Verteilung des Jodids orientieren, leicht feststellbar. Man kann davon ausgehen, daß die anzuwendende Mindestmenge etwa 3 g Schwefeldioxid bzw. Schwefeldioxid-Äquivalent pro 1 1 Akivkohle beträgt.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren imprägnierte Aktivkohle ist insbesondere für die Entfernung von Schwefeldioxid oder Schwefelwasserstoff
aus Gasen geeignet.
Die Erfindung wird anhand der Ausführungsbeispiele näher und beispielsweise erläutert.
Ausführungsbeispiele
Eine Aktivkohleschicht von 50 cm Höhe wurde durch Berieseln mit Kaliumjodid-Lösung von oben imprägniert. Um die im technischen Einsatz herrschenden Bedingungen zu simulieren, war auf die Aktivkohle zuvor gleichmäßig verteilt 7,8 Gew.% Schwefelsäure aufgebracht worden. Die Aktivkohle hatte eine innere Oberfläche von 700 mVg und ein Schüttgewicht von 504 g/l. Es handelte sich um eine gebrochene Kohle mit einer Körnung von 0,5-3,0 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:
1) 7,35 g/l KJ ohne Zusatz
2) 7,35 g/l KJ mit einem Zusatz von 6 g/I SO2
3) 7,35 g/l KJ mit einem Zusatz von ""
23,6 g/l Na2SO1
(entsprechend ~ 12 g/l SO2)
Die in den einzelnen Schichten adsorbierte Jcid-
nienge wurde Bestimmt, Die Ergebnisse zeigt näcfistehende Tabelle.
Aktiv- Zusammensetzung der Imprägnierkohle- lösung
schicht. 7,35 g/l KJ 7,35 g/i KJ 7,35 g/l KJ
cm 6 g/l SO2 23,6 gl/
(gemessen * Na2SO3
von oben) Gew.% Jod Gew.% Jod Gew.% Jod
0-10
10-25
H) 25-50
3,4
0,89
0,04
1.14
1,97
0,245
0,97
0,855
Man erkennt, daß bei der Imprägnierung ohne SO2-Zusatz die höchste Jodkonzentration in den obersten 10 cm der Säule gefunden wurde, während
ι ri sich auf der unteren Hälfte der Säule nahezu kein Jod befand. Bei einem Zusatz von 6 g/l SO, dringt das Jod bereits tiefer in die Aktivkohleschicht ein. Durch einen Zusatz von 23,6 g/l Na2SO3, was einer Reduktionsmittelmenge von etwa 12 g/1 SO2 entspricht, er-
2uf hält man>bereits:eine praktis^
*lün|||^Op|sJijbeT. Jllejj S^khf n«Fä|h;|lK)htre' ^köhieschichten vorliegen, wä^JirrdejJ'Pra^s meistiJer Fall ist, und falls arfdere JödbeJadüngen gewünscht sind, müssen dieiKötizentrationen änTmprägniersalz
und Reduktionsmittel entsprechend anders gewählt werden.

Claims (5)

  1. Patentansprüche:
    1 .Verfahrenzum Imprägnieren vnn Aktivkohle mit eieer eine Jodverbindung enthalOenden Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit einer Lösung imprägniert wird, die zusätzlich Reduktionsmittel enthält.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit einer Lösung behandelt wird, die Schwefeldioxid oder SuJ-fit 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 bis 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 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit einer Lösung behandelt wird, die mindestens 3 g Schwefeldioxid oder Schwefeldioxid-Äquivalent pro 1 I Aktivkohle enthält.
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