DE2507672C3 - Verfahren zum Imprägnieren von Aktivkohle - Google Patents

Verfahren zum Imprägnieren von Aktivkohle

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Description

Die Lrfiiulung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren von Aktivkohle mil einer eine Jodverbindung enthaltenden Losung. ;
Aktivkohle wird außer zur Adsorption von Gasen. Dämpfen. Genichstoffen und zur Reinigung von I liis-Mgkeiten häutig auch tür katalytische Prozesse verwendet. Die katalvtischen f igenscluiflcn von Aktivkohle können diircn Imprägnierung noch vei bessert n werden, bekannte Imprägnierungsmittel sind u. a. .Iodverbindungen oder elementares Jod. wodurch die l'msetzunj: von in Abluft enthaltenem SU, zu SO. und das Auswaschen als Schwefelsäure (DIi-AS I 22-7434 und DH-AS I 2S.S<ö<)) oder die Oxidation ι \<m in Abluft enthaltenem Schwefelwasserstoff zu l-.k-mentaiMliwefel (I)I-I-AS I 224ShS) möglich wird.
Die Impragnieriine des Katalysators erfolgt meist in der Weise, dall man die Aktivkohle mit einer Jod oder .Iodverbindungen enthaltenden I .ösiing besprüht < tiller sie nut einer solchen Losung trankt. Aus der I 'S-I1S 2 I 23H1J2 ist es bekannt, dieser Imprägnierung eine Mehandlung mit einer starken Saure folgen /u IiISSl1Il.
I in Nachteil der bekannten Impragnicrvcrfahren liegt im der Schwierigkeit, die .Iodverbindungen (ileichmaßig in der Akti\ kohle /ii \erteilen. Ls gelingt nur dann u eiiii das Ik'spriihen oder !'ranken in einem Kiihrhclialici. einer Drehtrommel oder dergleichen durchgeführt wird. Die aus Kostengriinden wiin ■·' sehenswerte Impiagnieriing μΐιιιΐι an Ort und Stelle in dein NiUurK ,. in dem die Akt iv kohlcanwciuliini: erlolgen M)II. risbcsondeie aueh die gelegentlich notwendig weidende .Vichiinpi.itiniciiiiig n.ieh einer gew ι■■ -en Hell lebv/eil. M mithin nicht Ivw inn mil dem · Mangel einer ungleichmäßigen Vei idling des Imprai'niciinitlcU mnulkh I s lageit Mill del gml'.te InI di ι .inl/iibi inui'iiden !iiilniennc in eini'i ■ iii'.heuii'M/ ten Schicht an der Eintrittsstelle der Imprägnierlösung ah und der größte Teil der Aktivkahlefüllung 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 beseitig werden kann.
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 heim eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß die Aktivkohle mit einer Lösung imprägniert wird, die zusätzlich Reduktionsmittel enthält.
Als Reduktionsmittel kann im Prinzip .'der 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, insbesondere im Ciasraum und im Zwischenkornvolumen 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 oiler durch Muten erfolgen.
Insbesondere durch Hinstellung bestimmter Jodid- und Kediiktiunsmittelkon/entrationen in der Imprägnierlösung und Wahl ihrer Anwendungsweise, lassen sich vorbestimmte Verleiliingskurven für das aufgebrachte Jod erhalten, so daß das Maximum der Imprägnierung an den Anfang, in die Mitte oiler an das Hnde der Aktivkohleschicht gelegt werden kann. Beispielsweise gelingt es. mit einer Impiagnierlösung. tieren Gehall an Reduktionsmittel nicht ausreicht, die oxidierenden Substanzen der gesinnten Aktivkohleschicht /u reduzieren, eine starke Imprägnierung der oberen Aktiv kohleschicht beim Aufsprühen oder der unteren Aktiv kohleschicht beim Muten herbeiziiliih- ;en
Im Kegelfall wird man |cdoch eic gleichmäßige Verteilung des Imprägniermittels über die gesamte AUivkohlesehicht anstreben. Hierzu wird in bevorzugter Aiisluhruiigsloiin der I rliiuliing die Aktivkohle mit einer I osuiig behandelt, die Reduktionsmittel gegenüber den im Gasraum oiLr an der Aktivkohle befindlichen oxidierenden Substanzen im sioehiometristhen Überschuß enthalt.
Die anzuwendende Ansoliitmcnge an Keiluklioiis mittel hangt in hohem Malle von der Beschaffenheit 11 ml der I ige lisch ι ft der Aktivkohle ab Sie ist anhand weniger Versuche, die sich an der Vei teilung des Joilids OMCMiH1Ii n. leicht lesMcllbai. Man kann davon ausgehen. 11. ii.' die anzuwendende Mini lest mc ni'.c clvv a Ig Schwefeldioxid Ivw. Schweli'ldio\ul-/\i|iiivaleiil ρ ι ο I I Akiv kohle !icliagl.
Die ii,ich dein cttiiidiiiH^gcinalien Vcih'.hicn im I μ ag η ι ei lc A kliv kohle im iiisbesoiulei e I tu die I nil 11 mini! von Schwill 1IdJo . 111 odci Si liwclelw a ν, ι -,loll
aus Gasen geeignet.
Die Erfindung wird anhand der Auslührungsheispiele näher und beispielsweise erläutert.
Ausführungsheispiele
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,S Gew.'i Schwefelsäure aufgebracht worden. Die Aktivkohle hatte eine innere Oberfläche von 700 nv/g und ein .Schüttgewicht von 504 g/I. 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 I KJ ohne Zusatz
2) 7,35 g I KJ mit einem Zusatz von 6 g I SO,
3) 7,35 g I KJ mit einem Zusatz von
23.6 g i Na1SO,
(entsprechend ~ 12 g I SO,)
Die in den einzelnen Schichten adsorbierte Jodmenge wurde bestimmt. Die Ergebnisse zeigt nachstehende Tabelle.
Aktiv Zusammensetzung d I KJ 7,35 g. I Na1SO,
kohle lösung er Imprügnier- Jod Gcw.r'r Jod
schicht, 7.35 g I 0.47
cm IKJ 7,35 β. I KJ 0.47
(gemessen 6 g I SO, 23.6 gl, (I.S55
von oben) Gew. ^f
0-10 3.4 Jod Gc\\."r
10-25 0.K4 1.14
25-50 0,04 1.47
0.245
Man erkennt, daß hei der Imprägnierung ohne SO,-Zusatz die höchste Jodkonzentration in den ohersten 10 cm der Säule gefunden wurde, während SKh auf der unteren Hälfte der Säule nahezu kein Jod heiand. Bei einem Zusatz von (i g/l SO, dringt das Jod bereits tiefer in die Aktivkohleschicht ein. Durch einen Zusatz von 23,6 g/l Na,SO,, was einer Reduktionsmittelmenge von etwa 12 g/l SO, entspricht, erhält man bereits eine praktisch gleichmäßige Verteilung des Jods über alle Schichten. Falls höhere Kohiesehiehien vorliegen, was in der Praxis meist der Fall ist, und falls andere Jodbeladungen gewünscht sind, müssen die Konzentrationen an Imprägniersalz und Reduktionsmittel entsprechend anders gew ihlt werden.

Claims (5)

  1. Patentansprüche:
    ! .Verfahren zum Imprägnieren vnn Aktivkohle mit eieer eine Jotlverhindung enthalOenden Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit einer Lösung imprägniert wird, die zusätzlich Reduktionsmittel enthalt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit einer Lö-MiMg behandelt wird, die Schwefeldioxid oder SuI-fit oder Hydrogensulfit enthält.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit einer Lösung hehandelt wird, die Hydrazin enthält.
  4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche I 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 stöchiometrisehen Überschuß enthalt.
  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 I I Aktivkohle enthält.
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