DE2510366B2 - Verfahren zum Regenerieren beladener Aktivkohle - Google Patents
Verfahren zum Regenerieren beladener AktivkohleInfo
- Publication number
- DE2510366B2 DE2510366B2 DE2510366A DE2510366A DE2510366B2 DE 2510366 B2 DE2510366 B2 DE 2510366B2 DE 2510366 A DE2510366 A DE 2510366A DE 2510366 A DE2510366 A DE 2510366A DE 2510366 B2 DE2510366 B2 DE 2510366B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- activated carbon
- electrodes
- temperature
- regeneration
- particles
- 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
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 266
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 title claims description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 36
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 36
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 claims description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 claims 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 7
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 7
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002000 Electrolyte additive Substances 0.000 description 1
- 230000010757 Reduction Activity Effects 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/34—Regenerating or reactivating
- B01J20/3441—Regeneration or reactivation by electric current, ultrasound or irradiation, e.g. electromagnetic radiation such as X-rays, UV, light, microwaves
-
- 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
- C01B32/36—Reactivation or regeneration
- C01B32/366—Reactivation or regeneration by physical processes, e.g. by irradiation, by using electric current passing through carbonaceous feedstock or by using recyclable inert heating bodies
-
- 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
- C01B32/39—Apparatus for the preparation thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/60—Heating arrangements wherein the heating current flows through granular powdered or fluid material, e.g. for salt-bath furnace, electrolytic heating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von zum Reinigen kontaminierter Flüssigkeiten
verwendeter Aktivkohle, bei dem die beladenen v> Aktivkohleteilchen zwischen in räumlichem Abstand
voneinander angeordnete Elektroden gebracht und durch einen über die Teilchen zwischen den Elektroden
fließenden elektrischen Strom erhitzt und regeneriert werden. h0
Aktivkohle wird in zunehmendem Umfang in vielen Bereichen der Technik eingesetzt. Insbesondere im
Hinblick auf den Umweltschutz werden zunehmend größere Mengen Aktivkohle zur Vermeidung der
Verschmutzung von Flüssen und des Meeres verwendet, tvi
Mit der Verwendung immer größerer Mengen Aktivkohle tritt das Problem der Regenerierung beladener
Aktivkohle starker in den Vordergrund.
C -:- H2O
C +- CO2 =
= CO + H2
2CO
2CO
Zur Durchführung dieser Wärmebehandlung ist es bekannt, in einem senkrechten Zylinder ein Wirbelbett
mit der oeladenen Aktivkohle zu erzeugen und von außen durch heiße Gase, beispielsweise durch Rauchgase,
zu erhitzen. Am Fuß des Regenerators werden Wasserdampf und CO2 eingeleitet. Weiterhin ist ein
Verfahren bekannt, bei dem ein elektrischer Lichtbogen zur Erwärmung eingesetzt wird. Die beladene Aktivkohle
wird an einem Ende eines rotierenden Zylinders aufgegeben, dessen Innenfläche radial mit Elektroden
bestückt ist. Zwischen diesen Elektroden schlagen die Lichtbogen über, die die beladene Aktivkohle regeneriren.
Bei der Beschickung dieser Vorrichtung mit nasser Aktivkohle muß der Zylinder außerdem mit Wasserdampf
beschickt werden. Schließlich wird noch das sogenannte HERRISHOFF-Verfahrcn eingesetzt. In
einem senkrechten Zylinder sind mehrere axial mit Abstand voneinander angeordnete Böden in Verbindung
mit mehreren rotierenden Verteilern vorgesehen. Die beiadene Aktivkohle wird am Kopf der Säule
aufgegeben. Am Fuß werden Wasserdampf und ein Gemisch aus flüssigem Brennstoff und Luft eingeleitet.
Die aufgegebene Aktivkohle wird stufenweise auf die tiefer liegenden Böden überführt. Dabei wird sie durch
die bei der Brennstoffverbrennung entstehenden Produkte erwärmt und reagiert mit dem den Verbrennungsprodukten beigemischten Wasserdampf und CO2.
Zum Beispiel beschreibt die US-PS 16 34 479 die Regeneration von beladener Aktivkohle, die vor
Aufgabe in einen Regenerationsofen in einer getrennten Trockenvorrichtung vorerhitzt wird. Es werden mehrere
Elektrodenreihen an die verschiedenen Phasenleiter einer dreiphasigen Wechselstromquelle angeschlossen,
während die Elektroden in bezug auf den Regenerationsofen rotieren.
Die bekannten Verfahren weisen den Nachteil auf, daß sie eine Wasserdampfquelle und ggf. eine
Heizgasquelle benötigen, daß erhebliche Verluste an Aktivkohle durch Abrieb der Teilchen und Verlust des
Kohlepulvers entstehen und daß relativ hohe Anlagc- und Betriebskosten in Kauf genommen werden müssen.
Außerdem entstehen bei der Erwärmung und Entwässerung der Kohleteilchen oftmals Risse und Poren in den
Teilchen.
Es ist ferner aus der DE-PS 9 25 345 ein Verfahren zum Entfernen von anorganischen Verunreinigungen,
insbesondere von Eisen-, Silicium- und Titanverbindungen aus Stoffen mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie Koks
oder Anthrazit, bekannt, bei dem das kohlenstoffhaltige Material bei zwischen etwa 1400 und etwa 1700° C
liegenden Temperaturen mit Chlorgas behandelt wird. Dabei wird das in zerteilter Form zuge/ührte kohlenstoffhaltige
Material durch eine langgestreckte Umsetzungszone hindurchgeführt, in der elektrischer Strom
durch das Material zwischen Klemmbereiche fließt, die in Längsrichtung der Umsetzungszone auf Abstand
voneinander stehen und in der Hauptsache in der 3ahn des kohle-.ibtoffhaltigen Materials liegen.
Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art vorzusehen, das
mit einer weniger aufwendigen Anlage eine leistungsfähige, wirtschaftliche, einfache und sicher steuerbare,
verlustfreie und homogene Regenerierung der Aktivkohle ermöglicht
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die beladenen Aktivkohleteilchen nacheinander
durch mehrere mit senkrechtem Abstand aufeinanderfolgende Elektrodenpaare hindurchführt und dabei
die Temperatur der Aktivkohle beim Hindurchführen durch das erste Elektrodenpaar erhöht und dabei den
Feuchtigkeitsgehalt der Aktivkohle verdampft, beim Hindurchführen der Aktivkohleteilchen durch ein
zweites Elektrodenpaar ihre Temperatur auf die zum Regenerieren erforderliche Temperatur erhöhl und die
Aktivkohle dabei regeneriert.
Der zwischen den Elektroden hergestellte Stromfluß bewirkt eine direkte Widerstandserhitzung der Aktivkohleteilchen,
d. h., eine Erwärmung der Aktivkohle aufgrund des spezifischen elektrischen Eigenwiderstands
der Teilchen selbst, sowie des Kontaktwiderstands bzw. des Übergangswiderstands zwischen den
Aktivkohleteilchen. Der spezifische elektrische Widerstand der Teilchen hängt von der Temperatur ab,
während der Kontak !widerstand zwischen den Teilchen im wesentlichen vom Wassergehalt der Teilchen und
der Oberflächcnverunreinigung der Teilchen abhängt. Durch die erzeugte Wärme werden die auf den
Teilchenoberflächen abgelagerten oder adsorbierten Verunreinigungen zersetzt oder verdampft.
Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Erhitzung wird der beladenen Aktivkohle vor dem Regenerieren
vorzugsweise ein flüssiger Elektrolyt zugesetzt. Zu Beginn der Erhitzung ist der elektrische Widerstand der
Aktivkohle relativ hoch, und zwar zumindest bis die Temperatur etwa 1000C erreicht hat. Dieser hohe
Anfangswidersia'id ist auf den relativ hohen Wassergehalt
der beladenen Aktivkohle zurückzuführen. Während dieser Zei' muß also die an die Elektroden
angelegte Spannung erhöht werden. Vorzugsweise wird /ur Verminderung des Widerstandes der Aktivkohle
dieser ein Elektrc'ly1, wie beispielsweise Natriumchlorid,
Calciumchlorid, NiUriumsulfat oder Natriumhydroxid,
zugesetzt. Die Me'ige des Elektrolytzusatzes beträgt
etwa 1-3%, vorzugsweise 2%, bezogen auf das Gewicht der Aktivkohle. Durch den Elektrolytziisatz
werden weiterhin die Widerstandsverteilung und die Wärmeverttilung gleichmäßiger gestaltet.
Während der Erhitzung sind die Teilchen von der t UmgebungMuft abgeschirmt. Vorzugsweise wird die
Ileizzone mit Wasserdampf beaufschlagt. Das erfindungsgemäßt:
Verfahren kann in einer Vorrichtung durchgeführt werden, die im wesentlichen einen mit
räumlich verteilten Elektroden bestückten Ofen dar- .
stellt. Beim Beschicken des Ofens mit den beladenen Aktivkohleteilchen werden diese zwischen die Elektroden
eingebracht. Die Vorrichtung ist mit den erforderlichen Mitteln versehen, die einen elektrischen Stromfluß
zwischen den Elektroden über die Teilchen der Aktivkohle erzeugen können.
Der Ofen hat in der Regel die Form eines senkrechten
Zylinders, dessen !nnenwandflächen mit einander gegenüberliegenden, radial zur Zylinderachse ausgerichteten
Elektroden bestückt sind. Es sind mehrere einander gegenüberliegende Elektrodenpaare axial mit
Abstand voneinander angeordnet. Diese Elektroden können mit Gleichstrom, Einphasenstrom oder Dreiphasendrehstrom
betrieben werden.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Ofen zweikammrig in der Weise
ausgebildet, daß in einer der beiden Kammern die be'.adene Aktivkohle erwärmt und entwässert wird,
während sie in der anderen Kammer regeneriert wird. Vorzugsweise wird diese Gliederung statt durch
Kammern durch Einstellung bestimmter Zonen in einem einzigen Ofenraum hergestellt.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen
näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 im Längsschnitt einen Regenerator zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im
kontinuierlichen Betrieb;
F i g. 2 im Längsschnitt einen modifizierten Regenerator mit vierstufig angeordneten Elektrodenpaaren;
Fig. 3 im Querschnitt einen Regenerator der in
Fi g. 2 gezeigten Art mit zwei Dreiphasenelektrodentripein,
die in einer Ebene gegeneinander versetzt sind;
Fig.4 im Querschnitt eine weitere Ausführungsform
eines Regenerators, bei dem die Strompfade der drei Phasen eines Dreiphasendrehstromes elektrisch voneinander
isoliert sind;
F i g. 5 im Längsschnitt eine Kammer der in der F i g. 4 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 6 in perspektivischer Darstellung eine Elektrodenanordnung
für die in der Fig. 5 gezeigten Ausfüh
rungsform mit zugehöriger Versorgungsschaltung und
Fig. 7 im Längsschnitt eine Ausführungsform eines Zweikammerregenerators.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in dem in der Fig. 1 gezeigten Regenerator ist
besonders zum Regenerieren von Aktivkohle geeignet, die zur Entfernung von solchen Verunreinigungen
eingesetzt wird, die in Wasser den biochemischen Sauerstoffbedarf erhöhen. (Diese und entsprechende
Substanzen werden im folgenden als »BSB-Substanzen« bezeichnet.)
Der Regenerator weist einen zylindrischen Ofenkörper 21 auf, der mit feuerfesten Steinen 22 und mit
wärmeisolierenden Steinen 23 ausgekleidet ist. In den Seitenwänden sind zwei Elektrodenpaare 24a und 24a'
bzw. 24b und 24/>'übereinander im oberen bzw. unteren
Teil der zylindrischen Ofenkammer angeordnet.Temperaturmeßfühler
Ti und Ti dienen der Temperaturmessung
in der Mitte zwischen beiden, einander gegenüberliegenden Elektroden je eines Paares unmittelbar unter
diesen Elektroden. Die beiden Elektrodenpaare sind elektrisch voneinander isoliert. Das obere Elektrodenpaar
dient der Verdampfung der in der beladenen Aktivkohle 25 enthaltenden Feuchtigkeit und der
Erwärmung der Kohle. Das untere Elektrodenpaar dient der Aufrechterhaltung der Regeneriertemperatur.
Die beladene Aktivkohle 25 wird über Kopf durch einen Aufgabetrichter 26 zugeführt. Ein trichterförmiger
Wassermantel 27 ist am Fuß des Ofens ausgebildet. Unterhalb des Wassermantels i<ii eine AnsWißrinrirh-
tung, beispielsweise ein Drehschieber 28, mit einem Austragstutzen 29 angeordnet. Auslaßseitig taucht der
Austragstutzen 29 in Wasser 31, das sich in einem Behälter 30 befindet. Dadurch wird vermieden, daß Luft
in den Regenerator eintritt. -,
Ein derartiger Ofen kann beispielsweise eine Heizkammer mit quadratischem Querschnitt bei einer
Kantenlänge von 30 cm aufweisen. Die Kohleelektroden 24a, 24a', 24b, 24b' weisen einander gegenüberliegende
Stirnflächen mit den Abmessungen κι 30 cm χ 30 cm im Abstand von 30 cm voneinander auf.
Elektrodenpaare werden mit einer Spannung von 100 V versorgt. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des
Drehschiebers 28 wird so eingestellt, daß die Verweilzeit der Aktivkohle zwischen dem unteren Elektroden- i--,
paar 24b und 246'etwa zwei Stunden beträgt. Die dem
oberen Eiektrodenpaar 24a, 24a' angelegte Spannung wird automatisch so geregelt, daß die am Fühler T1
gemessene Temperatur eine obere Temperaturgrenze von 10000C nicht übersteigt. Die auf das untere
Elektrodenpaar 24£>, 24£>' angelegte Spannung wird
ebenfalls automatisch so geregelt, daß der Wärmeverlust ausgeglichen wird, jedoch auch die an der Meßstelle
7j gemessene Temperatur 10000C nicht übersteigt. Bei
einem Betrieb des in F i g. 1 gezeigten Regenerators mit r>
einem Ausstoß an regenerierter Aktivkohle von 5 kg/h wurde für die regenerierte Aktivkohle eine Aktivität
von 99% bei einer Ausbeute von 96% erhalten. Die Leistaungsaufnahme betrug 1,3 kWh/kg regenerierter
Aktivkohle. in
Der in der Fig. 1 gezeigte Regenerator kann mit Wasserdampf beaufschlagt werden. Gleicherweise kann
statt Gleichstrom oder einphasigem Wechselstrom auch dreiphasiger Drehstrom zur Leistungsversorgung dienen.
In diesem Fall sind die beschriebenen Elektroden- r>
paare durch um 120° gegeneinander versetzte Elektrodentripel
zu ersetzen.
Die zur Erwärmung der Aktivkohle und zum Verdampfen der Feuchtigkeit erforderliche Wärmemenge
beträgt etwa zwei Drittel der insgesamt für die Regenerierung erforderlichen Wärmemenge. Der
Widerstand und die Temperatur der Aktivkohle nehmen zu, je weiter diese durch den Ofen abwärts
wandert. Da die Aktivkohle jedoch zum Regenerieren für eine längere Verweilzeit auf einer Temperatur von 4>
über 900°C gehalten werden muß, ist es beim Einsatz nur eines einzigen Elektrodenpaares kaum möglich, die
angestrebte Gleichmäßigkeit der Stromverteilung und damit auch der Temperaturverteilung in der Aktivkohle
einzustellen. ■-,»
Die erforderlichen Bereiche für die Regeneriertemperatur und die Verweilzeit hängen außerdem von der
Art der an der zu regenerierenden Aktivkohle adsorbierten Substanzen ab. Vorzugsweise wird daher
die über die Elektroder" in jedem Stadium der abwärts
wandernden Aktivkohle die jeweils erforderliche Wärmemenge genau dosiert zugeführt. Eine solche
Feinjustierung kann jedoch nicht mit nur zwei Elektrodenpaaren erzielt werden.
In dieser Hinsicht verfeinerte und verbesserte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den F i g. 2
und 3 dargestellt Mehr als zwei Elektrodenpaare werden mit Gleichstrom, einphasigem Wechselstrom
oder dreiphasigem Drehstrom beschickt Die Elektroden sind axial über die Ofenlänge verteilt Auf diese
Weise kann jeder Stufe des Regenerierprozesses die erforderliche Wärmemenge zugeführt werden. Temperaturverteilung und Temperaturprofil können außeror
dentlich gleichmäßig und sorgfältig eingestellt unc geregelt werden, wozu lediglich eine Steuerung der der
Elektrodenpaaren angelegten Spannungen bzw. dei zugeführten Leistungen erforderlich ist.
In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel is
der stehende zylindrische Ofen 32 mit vier Elektroden paaren 33-33', 34-34', 35-35' und 36-36' ausgerüstet,
die axial voneinander getrennt angeordnet sind Die beladene Aktivkohle wird über einen Aufgabetrichter
37 aufgegeben. Während sie durch den zylindrischer Ofenraum abwärts wandert, wird sie zwischen der
aufeinanderfolgenden Elektrodenpaaren erwärmi, entwässert
und regeneriert und verläßt über einer Drehschieber 38 den Ofen.
Die Aktivkohle zwischen dem obersten Elektroden paar 33,33' weist den höchsten Wassergehalt auf, so dal:
der größte Leistungsanteii über diese Elektrode
zugeführt werden muß. Die über die darauffolgender Elektrodenpaare zugeführte Leistung wird den Erfor
dernissen des Regenerierens entsprechend geregelt Vorzugsweise wird die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung
so betrieben, daß das Elektrodenpaar 33, 33' irr wesentlichen zum Trocknen dient, daß die Elektrodenpaare
34, 34' und 35, 35' zur Temperaturerhöhung dienen, und daß das vierte Elektrodenpaar 36, 36' zui
Aiifrpchterhaltiingder erhöhten Temperatur dient.
Bei unzureichender Leistungszufuhr über die obersten Elektroden 33, 33' wird die Aktivkohle unzureichend
getrocknet. Ist eine ausreichende Leistung mil einem Elektrodenpaar nicht möglich oder würden be
ausreichender Leistungszufuhr unerwünschte Lastasymmetrien entstehen, so werden in der obersten Stufe
des Ofenraumes vorzugsweise zwei Gruppen vor Dreiphasenelektroden 33a, 336, 33c und 33a', 31b' unc
33c' angeordnet. Eine solche Ausbildung ist im
Querschnitt in der F i g. 3 dargestellt. Die beiden Sätze der drei Dreiphasenelektroden sind um 60° versetzt
gegeneinander angeordnet, so daß jeweils zwei Elektroden eines Tripeis im Winkel von 120° gegeneinander
stehen, während jeweils zwei Elektroden verschiedener Tripel im Winkel von 60° gegeneinanderstehen.
Auch die folgenden Elektrodenetagen können in gleicher Weise ausgebildet sein. In einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung ist der Regenerator in der in F i g. 2 gezeigten Weise ausgebildet, wobei jedoch
sieben Elektrodenetagen übereinander angeordnet sind.
Ein solcher Regenerator ist beispielsweise mit einem Innendurchmesser von 60 cm bei einer Höhe von
125 cm mit sieben Elektrodenetagen ausgerüstet, die je
in der in F i g. 3 gezeigten Weise aus zwei symmetrisch miteinander verzahnten Elektrodentripeln bestehen.
Jede einzelne Elektrode ist ein Kohlestab mit einer Stirnfläche von 10 cm χ 10 cm. Die mit einer BSB-Substanz
beladene Aktivkohle wird durch Eintauchen in eine wäßrige Alkylbenzolsulfonsäure hergestellt und
durch freies Ablaufenlassen entwässert Diese Probe wird über den Aufgabestutzen in den Ofen gefüllt. Die
ersten vier Elektrodenetagen werden zum Trocknen verwendet die fünfte und sechste Elektrodenetage zur
Temperaturerhöhung und die siebte Elektrodenetage zur Aufrechterhaltung der hohen Temperatur. Die
Elektroden werden mit einem Dreiphasendrehstrom beaufschlagt An die Elektroden der ersten und zweiten
Etage wird eine Spannung von 70 V angelegt An die Elektroden der dritten und vierten Etage wird eine
Spannung von 80 V angelegt An den Elektroden der fünften und sechsten Etage liegen 50 V, während an den
Elektroden der siebten Etage 30 V liegen. Die
regenerierte Aktivkohle kann in einer Menge von 10 kg/h abgezogen werden.
Wenn die gleiche Anordnung mit einer mit wäßriger Stärkelös'ing beladenen Aktivkohle beschickt wird, liegt
an den erste.ι beiden Elektrodenetagen eine Spannung von 120 V, an der dritten und vierten Elektrodenetage
eine Spannung von 110 V, an der fünften und sechsten
Etage eine Spannung von 72 V und schließlich an der siebten Elektrodenetage eine Spannung von 30 V. Die
regenerierte Aktivkohle wird in einer Menge von 14 kg/h erhalten. Die regenerierte Aktivkohle weist
eine Aktivität von 97% auf und wird in einer Ausbeute von 98% erhalten.
Versuche zeigen, daß die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Vorrichtungen auch zur Anfangsaktivierung
der Aktivkohleteilchen eingesetzt werden können.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden vorzugsweise
Metallelektroden eingesetzt. Kohleelektroden unterliegen nicht nur einem raschen Verschleiß, sondern
sind auch voluminös und spröd. Ihre Halterung in der Ofenwand und die Ausbildung der Anschlüsse von
Kohleelektroden sind nicht ganz einfach. Aus diesen Gründen werden im Rahmen der Erfindung vorzugsweise
statt der Kohleelektroden Metallelektroden eingesetzt. Als Material für die Metallelektroden dient
vorzugsweise Chrom, Nickel, Chrom-Nickel-Legierungen, warmfester Stahl, Gußeisen oder Kupfer. Auch
andere warmfeste Metalle und Legierungen können mit Erfolg eingesetzt werden. Die Elektroden haben
vorzugsweise die Form von Stäben oder Platten. Generell sind Metallelektroden leicht ausformbar und
montierbar. Sie sind hitzebeständig und korrosionsfest, haben einen geringen Raumbedarf, sind leicht zu
bearbeiten ur.d leicht anzuschließen.
Wenn ein Einphasenregenerator über eine Dreiphasendrehstromquelle
betrieben wird, treten Lastasymmetrien auf. Eine solche Lastasymmetrie kann einerseits
durch den Austausch des Einphasenregenerators durch einen Dreiphasenregenerator der in den Fig. 2 und 3
gezeigten Bauart vermieden werden, jedoch kann unter ungünstigen Bedingungen auch in solchen Anlagen eine
Lastasymmetrie dadurch auftreten, daß der Strom zwischen Elektroden unterschiedlicher Phasen fließt.
In der Fi g. 4 ist ein waagerechter Querschnitt durch
einen rechteckigen Regenerator 81 gezeigt. Das Ofeninnere ist mit feuerfesten Ziegeln 82 ausgekleidet
und durch senkrechte Trennwände 83 und 84 aus einem elektrisch isolierenden feuerfesten Material in drei
Kammern A, B und C unterteilt. Als Material für die Trennwände können Steine, beispielsweise Ziegel, aus
feuerfestem Material verwendet werden. An den einander gegenüberliegenden Ofenwänden sind in jeder
der Kammern A. B und C je drei einander gegenüberliegende Elektrodenpaare 85, 85', 86, 86' und
87,87' angeordnet. Die Elektroden 85,86 und 87 sind an
den Phasenleitern einer in den Figuren nicht dargestellten Dreiphasenwechselstromquelle angeschlossen. Die
drei Gegenelektroden 85', 86' und 87' liegen gemeinsam an einem Nulleiter 88a, der mit dem Massepol der
Drehstromquelle verbunden ist. Wie auch in den vorstehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsbeispielen
liegt zwischen den drei Elektroden 85, 86 und 87 und den drei Phasenleitern der Quelle zur
unabhängigen Steuerung der Phasenspannung vorzugsweise je ein Einphasenautotransformator.
Die Trernwände 83 und 84 trennen und isolieren elektrisch iie Strompfade der einzelnen Phasen.
Dadurch wird ein Stromfluß zwischen Elektroden, die
an unterschiedlichen Phasen liegen, ausgeschlossen. Die Aktivkohle wird auf diese Weise in den einzelnen
Kammern außerordentlich homogen erhitzt. Gleichzeitig wird eine vollkommen symmetrische Verteilung der
Last auf die Quelle bewirkt. In bezug auf die Darstellung in Fig. 4 wird die beladene Aktivkohle in einer
Richtung senkrecht zur Zeichenebene aufgegeben. Die Ausführungsform des in F i g. 4 gezeigten Regenerators
wird vorzugsweise für den diskontinuierlichen Betrieb verwendet. Eine entsprechende Anordnung für den
kontinuierlichen betrieb ist im Längsschnitt in Fig.5 dargestellt. Der Ofen 81 ist mit feuerfesten Ziegeln 82
ausgekleidet. Wie in der Fig.4 ist der Regenerator in
drei Kammern unterteilt, wozu zwei elektrisch isolierende feuerfeste Trennwände dienen. In der in Fig. 5
gezeigten Darstellung verlaufen diese Trennwände senkrecht. Die Anordnung der Elektroden in dem in
Fig. 5 gezeigten Regenerator ist schematisch in perspektivischer Darstellung in Fig. 6 gezeigt. Der
Fig. 6 ist ebenfalls die elektrische Schaltung der Elektroden zu entnehmen.
In der F i g. 5 ist ein Längsschnitt durch eine Kammer des Regenerators gezeigt, die der Kammer A der in
Fig. 4 gezeigten Ausführungsform entspricht. Im oberen Bereich der einander gegenüberliegenden
Ofenwände ist ein Elektrodenpaar 85 und 85' angebracht, unter dem zwei weitere einander gegenüberliegende
Elektrodenpaare 85a, 85a' und 856, 856' angeordnet sind. In gleicher Weise sind in den beiden
anderen Kammern Elektroden 86, 86', 86a, 86a', 866, 866', 87, 87', 87a, 87a', 876 und 876' angeordnet. Die
Anordnung dieser Elektroden ist unter Fortlassung aller übrigen Ofenteile der F i g. 6 zu entnehmen. Die oberen
Elektroden 85, 86 und 87, in der F i g. 6 oben links, sind mit den Phasenleitern U, V und W einer Dreiphasenwechselstromquelle
verbunden. Die entsprechenden Gegenelektroden 85', 86' und 87' liegen gemeinsam am
Nulleiter n. Die Elektroden 85a, 86a und 87a sind über die einpoligen Schalter 88; 89 und 90 auf die
Phasenleiter LJ. Kund Wschaltbar. Entsprechend sind
auch die Elektroden 856, 866 und 876 über die einpoligen Schalter 91,92 und 93 auf die Phasenleiter U,
Vund W schaltbar. Über einen gemeinsamen einpoligen Schalter 94 sind die Elektroden 85a', 86a' und 87a'
gemeinsam auf den Nulleiter η schaltbar. Gleicherweise sind die Elektroden 856', 866' und 876' über einen
gemeinsamen einpoligen Schalter 95 auf den Nulleiter η schaltbar. Die Schalter 88, 89, 90 und 94 sind so
miteinander verriegelt, daß sie nur gleichzeitig schaltbar sind. In gleicher Weise sind die Schalter 91,92,93 und 95
miteinander verriegelt. Temperaturmeßfühler 96, 97 und 98 sind zwischen den Elektroden 85 und 85a, 85a
und 856 bzw. unterhalb der Elektrode 856 angebracht. Die Temperaturmeßstelle 97 dient der gleichzeitigen
Steuerung der Schalter 88, 89, 90 und 94, während die Temperaturmeßstelle 98 der gleichzeitigen Schaltung
der Schalter 91,92,93 und 95 dient.
Die regenerierte Aktivkohle wird über eine oder mehrere Austragstutzen 99, die mit Austragvorrichtungen,
vorzugsweise mit Drehschiebern 100, versehen sind, ausgetragen.
Zu Beginn bleiben die Drehschieber 100 in Ruhe, Dabei wird die beladene Aktivkohle 101 auf den Ofen 81
aufgegeben. Alle Elektroden werden zur Erwärmung und Regenerierung der Aktivkohle 101 beaufschlagt
Die Temperaturen in den einzelnen Zonen werden durch Aktivierung oder Deaktivierung der Elektroden
85a, 85a', 86a, 86a', 876 und 876'unter Führung durch die
Temperaturfühler 96,97 und 98 geregelt.
Die oberste Temperaturmeßstelle 96 zeigt das Erreichen eines oberen Temperaturgrenzwertes, beispielsweise
von 10000C, in der obersten Zone des Regenerators an. In diesem Augenblick werden die
Austragsvorrichtungen, hier die Drehschieber 100, im Boden des Regenerators in Betrieb gesetzt und
beginnen mit dem kontinuierlichen Austrag der regenerierten Aktivkohle. Die beladene Aktivkohle 101
sinkt dann im Ofen ab. Wenn die Temperaturmeßstelle
96 dann eine untere Temperaturgrenze, beispielsweise 6000C, erreicht, wird der Betrieb der Drehschieber 100
unterbrochen. Wenn die mittlere Temperaturmeßstelle
97 eine obere Temperaturgrenze anzeigt, werden die Schalter 88, 89, 90 und 94 gleichzeitig geöffnet. Wenn
die Temperaturmeßstelle 97 dagegen den Wert der unteren Temperaturgrenze ermittelt, werden diese
Schalter gleichzeitig wieder geschlossen. Die unterste Temperaturmeßstelle 98 dient in entsprechender Weise
der Steuerung der Schalter 91, 92, 93 und 95, durch deren Stellung die Temperatur im untersten Bereich des
Regenerators genau regelbar ist. Durch diese Anordnung läßt sich der Regenerierungsprozeß der Aktivkohle
mit hohem Wirkungsgrad optimal regeln. Durch das verriegelte und simultane Schalten der Schaltergruppen
88, 89, 90 und 94 einerseits und 91, 92, 93 und 95 andererseits wird verhindert, daß der Strom von einer
zu zwei Gegenelektroden fließt, was leicht dann auftreten kann, wenn zwei einander gegenüberliegende
Elektrodenpaare nicht mit gegenseitig verriegelten einpoligen Schaltern geschaltet werden. Beim Auftreten
eines Stromflusses zwischen einer Elektrode auf einer Seite und zwei Gegenelektroden auf der anderen Seite
des Ofens läßt sich nur schwer eine genaue Temperaturregelung bewirken, da der inhomogene Stromfluß eine
inhomogene Temperaturverteilung zeugt. Außerdem besteht die Gefahr der Überhitzung und des Abbrennens
der Elektroden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sehen unabhängig vom diskontinuierlichen oder kontinuierlichen
Betrieb jeweils nur einen einzelnen Regenerator vor. Unter ungünstigen Bedingungen, beispielsweise
der Aufgabe sehr nasser beladener Aktivkohle und raschem Erhitzen, kann jedoch bei der Durchführung
der Regenerierung in einem einzelnen Regenerator durch das Durchleiten des Stromes durch die
Aktivkohle, wobei sie trocknet und eine Volumenverminderung eintritt, der unerwünschte Effekt der
Rißbildung und Hohlraumbildung in der Aktivkohle auftreten. Dadurch wird eine inhomogene Widerstandsverteilung
und eine inhomogene Temperaturverteilung verursacht, die zu einer Verminderung des Wirkungsgrades
der Regenerierung und zu einer inhomogenen Regenerierung führen.
Im schematischen Längsschnitt ist in Fig.7 eine Ausführungsform gezeigt, bei der die vorstehend
beschriebenen Schwierigkeiten vermieden werden. Der Regenerator besteht aus zwei senkrecht übereinander
angeordneten Kammern 101 und 102, die über ein Verbindungselement 107 miteinander zu einer Einheit
verbunden sind. In jeder der beiden Kammern sind einander gegenüberliegende Elektroden 103 und 103'
vorgesehen. Eine im Boden jeder der Kammern vorgesehene Austragsöffnung ist normalerweise mit
einem Sperrschieber 104 verschlossen. Die untere Kammer 102 kann durch eine geeignete Zuleitung
entweder direkt mit Wasserdampf beschickt werden oder in einem trichterförmigen unter dem Kammerboden
angeordneten Austragselement über eine Zuleitung 105 mit Wasserdampf beschickt werden. Der Austragstrichter
weist einen Austragsstutzen 106 für den Austrag der regenerierten Aktivkohle auf. Die beladene
■-> Aktivkohle 107a wird zunächst in die obere Kammer
101 des Regenerators gefüllt. Sie wird dort durch den zwischen den Elektroden 103 und 103' fließenden
elektrischen Strom erhitzt. Durch die Erhitzung wird die Feuchtigkeit der Aktivkohle verdampft. Wenn eine
κι Temperatur von über 1000C in der Aktivkohle erreicht
ist, nimmt ihr Volumen rasch bis auf einen Wert von etwa 80% des Anfangsvolumens ab. Dabei werden Risse
und Hohlräume gebildet, die eine gleichmäßige Widerstands- und Temperaturverteilung nur schwer
aufrechtzuerhalten ermöglichen.
Nach dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiei wird nach dem Erhitzen und dem Trocknen der
beladenen Aktivkohle 107a in der oberen Kammer 101 des Regenerators der Sperrschieber 104 von der
2(i unteren Austragsöffnung der oberen Kammer abgezogen,
so daß die Aktivkohlebeschickung in die untere Kammer 102 abfließt. Dabei werden durch dieses
Herabfallen und Herabfließen die in der Aktivkohleschüttung beim Erhitzen gebildeten Aggregate, die dann
j-) durch die Volumenschrumpfung die Risse und Hohlräume
aufweisen, wieder so weit zerstört und abgebaut, daß die auf diese Weise in die untere Regeneratorkammer
102 überführte heiße und trockene Aktivkohle in der neuen Schüttung keine Risse und Hohlräume mehr
iii aufweist. Dadurch wird eine außerordentlich gleichmäßige
Erwärmung und Regenerierung der Aktivkohle ermöglicht. Zur Verbesserung der Regenerierung kann
dabei, wie bereits erwähnt, Wasserdampf entweder direkt in die untere Regeneratorkammer 102 eingeleitet
j-, oder beim Austrag der regenerierten Aktivkohle aus
dieser Kammer über die Leitung 105 zugeführt werden.
In dem in F i g. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel hat
die obere Kammer 101 beispielsweise eine lichte Innenweite von 450 mm und eine Höhe von 360 mm.
Der Abstand zwischen beiden Elektroden beträgt 300 mm.
Vergleichsbeispiel
Zur Prüfung der Adsorptionsfähigkeit und der prozentualen Regenerierung der Aktivkohle und des
Verlaufs der Ofenlast bei zyklischer Beladung und Regenerierung der Aktivkohle wird folgender Versuch
durchgeführt. Es wird ein quaderförmiger Ofen mit einer Breite von 300 mm, einer Tiefe von 400 mm und
V) einer Länge von 940 mm eingesetzt. In den Seitenwänden
des Ofens ist nur ein Kohleelektrodenpaar im Abstand von 740 mm angeordnet. Etwa in der Mitte
zwischen den Elektroden ist ein Thermometer angebracht Die beladenen Aktivkohleteilchen werden
zwischen die Elektroden eingefüllt. Ein im Bereich zwischen Null und 200 V einstellbarer Einphasenregeltransformator
mit einer Belastbarkeit von bis zu 70 A dient als Energiequelle für die Elektroden. Als
Modellsubstanz für eine Verunreinigung, die in Wasser
bo den biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB) erhöht, wird
Stärke ausgewählt Es werden 2,5 kg Stärke in Wasser gelöst und der BSB-Absenkung durch Adsorption an
40 kg Aktivkohle unterworfen. Nach Entwässerung der so beladenen Aktivkohle wird diese in den oben
beschriebenen Ofen gegeben. Die Spannung des Ofens wird so geregelt, daß eine Regenerierungstemperatur
im Bereich von etwa 750 bis 1000° C eingestellt wird.
Diese Temperatur wird etwa 1 h lang aufrechterhalten.
Während der zweiten Hälfte dieser Verweilzeit wird
eine geringe Menge Wasserdampf zur Unterstützung der Regenerierung und zur Reaktivierung der Aktivkohle
auf den Ofen gegeben.
Zur Messung werden Proben der beladenen, der regenerierten und frischer Aktivkohle 24 h bei 8O0C
getrocknet. Jeweils eine 1-g-Probe der getrockneten Kohlen wird in 100 ml einer 100 ppm Stärke enthaltenden
wäßrigen Lösung gegeben. Anschließend wird eine Stunde gerührt. Dann wird der chemische Sauerstoffbedarf
(CSB) der Lösung durch Titration mit KMnÜ4
bestimmt.
In der Tabelle I sind zunächst der Verlauf der gemessenen Spannung, des gemessenen Stromes und
des berechneten Widerstandes sowie die Temperatur der Aktivkohle während des Regeneriens als Funktion
der Zeit dargestellt.
Verweil/eil Spinnning Strom Wider- Tempe-
sUmil r;ilur
(h-min) (V) (Λ) (Ohm) ( C)
125
125
125
125
172
202
205
205
205
202
167
125
125
125
172
202
205
205
205
202
167
50
58
62
50
56
45
37
33
33
48
57
58
62
50
56
45
37
33
33
48
57
2,5 2,2 2,0 2,5 3,1 4,5 5,5 6,2 6,2 4,2 2,9
25 75 105 106
110 120 137 220 33S 565 750
Verweil/eit | Spannung | Strom | Wider | Tempi: |
stand | rat U r | |||
(h-min) | (V) | (A) | (Ohm) | ( O |
30 | 125 | 56 | 2,5 | 830 |
40 | 122 | 62 | 2,0 | 913 |
50 | 94 | 50 | 1,9 | 928 |
in 3-20 | 93 | 60 | 1,6 | 905 |
40 | 80 | 54 | 1,5 | 880 |
Die Regeneration wird für jede Aktivkohleprobc 24mal durchgeführt. Es werden stets zumindest in der
Tendenz gleiche Verläufe enthalten, die lediglich aufgrund etwas unterschiedlicher anfänglicher Restwassergehalte
voneinander abweichen. Auch treten gewisse Verschiebungen durch die unterschiedlichen Mengen
und Zusammensetzungen der adsorbierten Verunreinigungen an der Aktivkohle auf. Mit dieser Einschränkung
zeigen die Daten der Tabelle I, daß nach Beginn des Regenerierens der Widerstand zunächst allmählich
zunimmt, dann bei etwa 350°C ein Maximum durchläuft und schließlich mit zunehmender Temperatur allmählich
wieder abnimmt. Der gemessene bzw. berechnete Gesamtwiderstand setzt sich dabei im wesentlichen aus
dem Kontaktwiderstand zwischen den Aktivkohleteilchen und den Elektroden und dem Innenwiderstand der
Teilchen selbst zusammen. Nach dem eintretenden Abfall des Widerstandes wird die Regenerationsbehandlung
noch etwa 1 h bei etwa 9000C durchgeführt. Nach dem Abkühlen wird die regenerierte Aktivkohle
ausgetragen.
Beladene Aktivkohle, regenerierte Aktivkohle und frische Aktivkohle werden auf ihre Fähigkeit zvr
Senkung des CSB geprüft. Die Ergebnisse sind in der Tabelle Il zusammengestellt.
Rest- CSH vermin- CSlJ Aktivität
CSB derl um Senkung
(ppm) (ppm) (%) (%)
Beladene Aktivkohle Regenerierte Aktivkohle Frische Aktivkohle
Beladene Flüssigkeit
Beladene Flüssigkeit
25,6
46,5
47.5
46,5
47.5
26,9
49
50
53,8
98
100
98
100
Die in der Tabelle Il angegebene Aktivität ist auf die zu 100% gesetzte Aktivität der frischen Aktivkohle
bezogen.
In den 24 unabhängig voneinander und wiederholt durchgeführten Prüfungen wird eine Aktivität der
regenerierten Aktivkohle von 95 bis 99% erhalten. In keinem Einzelfall liegt die Aktivität der regenerierten
Aktivkohle unter 94%.
Die Ausbeute an regenerierter Aktivkohle liegt auch nach 24maliger Wiederholung des Regenerierungszyklus
noch immer bei rd. 92%. Diese hohe Ausbeute wird darauf zurückgeführt, daß die Regenerierung im
Festbett und nicht im Fließbett erfolgt. Für jede Prüfung wird eine Leistung von 22,6 bis 25,6 kWh aufgenommen.
Der Leistungsbedarf hängt geringfügig vom anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt der Aktivkohle, dem Grad der
Beladung mit BSB-Substanz und selbstverständlich der Dauer der Leistungsaufgabe, also der Regenera ionsverweilzeit,
ab. Der Leistungsbedarf für das Regenerieren je Kilogramm Aktivkohle beträgt also 0,64 kWh/kg.
Gleiche Prüfungen werden mit einem größeren Ofen mit rechteckigem Querschnitt durchgeführt. Die Breite
des Ofens beträgt 675 mm, seine Tiefe 400 mm. Jede der Seitenwände ist mit einem Abstand von 760 mm
zwischen den gegenüberliegenden Elektrodenpaaren mit drei im Abstand voneinander angeordneten
Elektroden versehen. Zwischen den Elektrodenpaaren sind Temperaturmeßstellen vorgesehen. Die mit diesen
Prüfungen erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle UI zusammengestellt
Verweilzeit
(h-min)
(h-min)
Spannung
'V)
'V)
Strom
(A)
(A)
Widerstand (Ohm) Tempe-atur ( (.')
Start | 100 | 110 | 0,9 | 20 | 20 | 20 |
1- 0 | 110 | 85 | 1,3 | 60 | 65 | 58 |
2- 0 | 140 | 68 | 2,0 | 70 | 70 | 65 |
3- 0 | 151 | 62 | 2,4 | 75 | 70 | 74 |
4- 0 | 161 | 75 | 2,15 | 105 | 115 | 100 |
4-30 | 135 | 91 | 1,53 | 115 | 123 | 125 |
5- 0 | 103 | 106 | 0,97 | 270 | 290 | 310 |
5-30 | 90 | 120 | 0,75 | 590 | 580 | 550 |
6- 0 | 83 | 128 | 0,65 | 750 | 770 | 780 |
6-30 | 80 | 137 | 0,59 | 82S | 875 | 840 |
7- 0 | 60 | 115 | 0,52 | 890 | 930 | 900 |
7-30 | 50 | 111 | 0.45 | 920 | 960 | 950 |
8- 0 | 40 | 100 | 0,40 | 950 | 980 | 970 |
Die Temperaturen 7Ί, 7/j und Tf in der Tabelle III
geben die Temperaturen zwischen den drei Elektrodenpaaren wieder, wobei die Temperatur Ti zwischen dem
mittleren Elektrodenpaar und die Temperaturen 71 und 7j zwischen den jeweiligen seitlich angeordneten
Elektrodenpaaren gemessen wird.
Bei diesem Versuch wird die Leistung nur sehr langsam erhöht. Das Widerstandsmaximum wird bereits
recht früh bei 151 V durchlaufen. Bei schnellerer Leistungssteigerung wird das Widerstandsmaximum
später durchlauten, also wie bei der ersten Versuchsrei he, bei der nur ein einziges Elektrodenpaar eingesetz
ist, bei einer hö: eren Temperatur.
Bei dieser Versuchsreihe werden 92 kg beladen Aktivkohle aufgegeben. Die Gesamtleistungsaufnahm
beträgt 71 kWh oder 0,77 kWh/kg.
Die effektive CSB-Senkung wird wiederum für di beladene, die regenerierte und die frische Aktivkohl
gemessen. Die erhaltenen Daten sind in der Tabelle P zusammengestellt.
Tabelle IV | Rcst-CSB | CSB vermin | CSB-Scnkung | Aktivität |
dert um | ||||
(ppm) | (ppm) | ("/») | (%) | |
71,0 | 27.7 | 28 | 50,6 | |
Beladene Aktivkohle | ||||
Regenerierte Aktivkohle | 45,1 | 53,7 | 54,3 | 98 |
Bereich 1 | 44,6 | 54,2 | 54,9 | 99,2 |
Bereich 2 | 45,5 | 53,3 | 53,9 | 97 |
Bereich 3 | 44,2 | 54,6 | 55,3 | 100 |
Frische Aktivkohle | 98.8 | - | - | - |
Beladene Flüssigkeit | ||||
Die prozentuale Aktivität der Aktivkohle ist wiederum und wie im Rahmen der gesamten Beschreibung auf
die Aktivität der frischen Aktivkohle bezogen. Die -,,
Bereiche 1, 2 und 3 entsprechen den in Tabelle 111 definierten Temperaturmeßstellen.
Zur Herstellung von Proben der beladenen Aktivkoh- b0
Ie wird diese einer praktisch gesättigten wäßrigen Stärkelösung mit einer Konzentration von 1000 ppm
ausgesetzt. Das Wasser wird durch freies Ablaufenlassen entfernt. Beim Beschicken des Regenerators nach
Fig. 1 mit diesem Material wird zwischen den „-, Elektroden ein Widerstand von etwa 2 Ohm gemessen.
Beim Anlegen einer Wechselspannung von 100 V an die Elektroden nimmt die Temperatur der feuchten
Aktivkohle allmählich zu. Mit zunehmender Verdamp fung der Feuchtigkeit nimmt auch der Widerstam
zwischen den Elektroden zu. Nachdem an der Meßstelli zwischen den Elektroden eine Temperatur von etwa
über 1000C gemessen wird, nimmt der Widerstam
zwischen den Elektroden bei zunehmender Temperatu allmählich wieder ab. Wenn die Temperatur einen Wer
von etwa 5000C erreicht hat, nimmt der Widerstam
einen konstanten Wert von etwa 1 Ohm an. Dii Temperatur steigt unter diesen Bedingungen dam
allmählich auf etwa 900°C an. Diese Temperatur win
etwa zwei Stunden aufrechterhalten. Die regeneriert! Aktivkohle wird dann über die Austragsvorrichtung 21
in den Wasserbehälter 30 ausgetragen. Die Aktivität de regenerierten Aktivkohle beträgt etwa 98% bei eine
Ausbeute von rd. 95%.
Aus einer wäßrigen Lösung, die 27 kg Stärke enthält, werden 43 kg beladene Aktivkohle hergestellt, mit der
die obere Kammer des Regenerators nach F i g. 7 beschickt wird. Zu Begin ί liegt an den Elektroden eine
Spannung von 130 V bei 60A. Die Temperatur steigt allmählich an, wobei die Feuchtigkeit im Verlauf von
etwa 1,5 bis 2 h abdampft. Während dieser Zeit wird die Spannung allmählich auf 201 V erhöht, während der
Strom auf 48 A absinkt. Die Temperaturverteilung in der Ofenkammer ist nicht vollständig homogen. Im
oberen Kammerbereich beträgt die Temperatur 117°C,
im mittleren Kammerbereich 120° C und im unteren
Kammerbereich 147° C. Die Leistungsaufnahme bis zum Auftreten der inhomogenen Temperaturverteilung
beträgt 10,6 kWh.
Die Beschickung wird dann in die untere Regenera-
10
torkammer 102 überführt, die gleiche Abmessungen wie
die obere Kammer hat Die überführte Beschickung wird erneut unter Verwendung eines einphasigen
Wechselstroms erhitzt Zu Anfang wird eine Spannung von 175 V bei einem Strom von 48 A eingesetzt Der
zwischen den Elektroden gemessene Widerstand nimmt allmählich zu. Die maximalen elektrischen Werte
betragen 204 V, 30 A und 6,8 Ohm. Die Temperatur im oberen Bereich wird danach auf 8700C, im mittleren
Bereich auf 92O0C und im unteren Bereich auf 9100C
erhöht Die Regenerierung ist unter Aufrechterhaltung dieser Temperatur und Einleiten von Wasserdampf
nach etwa 1 h abgeschlossen. Die gesamte Leistungsaufnahme beträgt 26,4 kWh. Insgesamt wird zum Regenerieren
eine Zeit von 3,5 h benötigt Die Daten der erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle V zusammengestellt.
Rest-CSB CSB vermin- CSB-Senkung Aktivität
derl um
(ppm) (ppm) (%) (%)
(ppm) (ppm) (%) (%)
Mit Stärke beladene Aktivkohle
Regenerierte Aktivkohle
Frische Aktivkohle
Beladens Flüssigkeit
Regenerierte Aktivkohle
Frische Aktivkohle
Beladens Flüssigkeit
lie 65,0 | 30,0 | 31,6 | 53,7 |
40,1 | 54,9 | 57,8 | 98,4 |
39,2 | 55,8 | 55,8 | 100 |
95,0 | — | — | |
Hierzu 3 Blatt | Zeichnungen |
Claims (8)
1. Verfahren zum Regenerieren von zum Reinigen kontaminierter Flüssigkeiten verwendeter Aktiv- j
kohle, bei dem die beladenen Aktivkohleteilchen zwischen in räumlichem Abstand voneinander
angeordnete Elektroden gebracht und durch einen über die Teilchen zwischen den Elektroden fließenden
elektrischen Strom erhitzt und regeneriert ι ο werden, dadurch gekennzeichnet, daß
man die beladenen Aktivkohleteilchen nacheinander durch mehrere mit senkrechtem Abstand aufeinanderfolgende
Elektrodenpaare hindurchführt und dabei die Temperatur der Aktivkohle beim Hin- r,
durchführen durch das erste Elektrodenpaar erhöht und dabei den Feuchtigkeitsgehalt der Aktivkohle
verdampft, beim Hindurchführen der Aktivkohleteilchen durch ein zweites Elektrodenpaar ihre
Temperatur auf die zum Regenerieren erforderliche >ü
Temperatur erhöht und die Aktivkohle dabei regeneriert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Teilchen unter Luftabschluß
erhitzt. 2>
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Erhitzen unter Zufuhr von
Wasserdampf zur beladenen Aktivkohle ausführt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man anschließend die Aktivkohle in
durch ein drittes Elektrodenpaar hindurchführt, dabei die Regenerationstemperatur aufrechterhält
und die Regeneration der Aktivkohle zu Ende führt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Regenerieren eine Tempera- η
tür im Bereich von 500- 10000C einstellt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die beladene Aktivkohle vor der
Aufgabe in den Regeneratorofen mit einem flüssigen Elektrolyt vermischt. 4ii
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Elektrolyt Natriumchlorid,
Calciumchlorid, Natriumsulfat oder Natriumhydroxid verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn- -n
zeichnet, daß man den Elektrolyten in einer Menge von 1-3 Gew.-°/o, bezogen auf das Gewicht der
beladenen Aktivkohle, zusetzt.
Aktivkohle, die beispielsweise zum Reinigen industrieller Abwässer gedient hat, ist in aller Regel naß,
wenn sie aus der Reinigungsanlage entnommen wird und muß zunächst zur Trocknung erwärmt werden.
Anschließend wird die Temperatur erhöht, um die an den Aktivkohleteilchen adsorbierten Verunreinigungen
zu zersetzen und zu verkohlen. Für eine bestimmte Verweilzeit wird die Temperatur dann im Bereich von
500 bis 10000C gehalten. Diese Verweilzeit hängt von
der Art der niedergeschlagenen oder adsorbierten Verunreinigungen ab. Durch das Erhitzen wird die
Aktivkohle regeneriert. Zur Zersetzung kohlenstoffhaltiger Beladungen werden Wasserdampf und CO2 in die
mit der beladenen Aktivkohle beschickten Heizkammern geleitet. Das gebildete kohlenstoffhaltige Material
wird im wesentlichen gemäß den folgenden Reaktionen entfernt:
Applications Claiming Priority (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5072274A JPS5337829B2 (de) | 1974-05-09 | 1974-05-09 | |
JP10687474U JPS5134045U (de) | 1974-09-05 | 1974-09-05 | |
JP10687274U JPS5134043U (de) | 1974-09-05 | 1974-09-05 | |
JP10229174A JPS5129737A (ja) | 1974-09-05 | 1974-09-05 | Teikodenkiro |
JP1974106873U JPS5524108Y2 (de) | 1974-09-05 | 1974-09-05 | |
JP12809274U JPS5154335U (de) | 1974-10-23 | 1974-10-23 | |
JP12191674A JPS5148768A (ja) | 1974-10-24 | 1974-10-24 | Denkiro |
JP13000274A JPS5156039A (ja) | 1974-11-13 | 1974-11-13 | Denkiro |
JP14115474A JPS5167287A (ja) | 1974-12-10 | 1974-12-10 | Katsuseitansaiseifukatsuyokaitendenkiro |
JP14319874A JPS5169238A (ja) | 1974-12-13 | 1974-12-13 | Katsuseitansaiseifukatsuyodenkiro |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2510366A1 DE2510366A1 (de) | 1975-11-13 |
DE2510366B2 true DE2510366B2 (de) | 1980-03-13 |
DE2510366C3 DE2510366C3 (de) | 1980-11-06 |
Family
ID=27579984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2510366A Expired DE2510366C3 (de) | 1974-05-09 | 1975-03-10 | Verfahren zum Regenerieren beladener Aktivkohle |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
CA (1) | CA1075218A (de) |
DE (1) | DE2510366C3 (de) |
FR (1) | FR2270204A1 (de) |
NL (1) | NL164759C (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4138020A (en) * | 1977-05-13 | 1979-02-06 | Foster Wheeler Energy Corporation | Regeneration flow distribution device |
FR2506918B1 (fr) * | 1981-06-01 | 1985-12-20 | Electricite De France | Dispositif, du type caisson, a electrodes pour le chauffage electrique de produits liquides, pulverulents ou pateux, notamment de beton |
FR2595052B1 (fr) * | 1986-03-03 | 1990-06-01 | Armines | Procede et dispositif de vaporisation rapide d'un liquide |
DE102021111916A1 (de) | 2021-05-07 | 2022-11-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Verfahren zur direkten widerstandsbeheizung oder analyse einer füllung in einem verfahrenstechnischen apparat |
-
1975
- 1975-03-10 DE DE2510366A patent/DE2510366C3/de not_active Expired
- 1975-03-27 CA CA223,266A patent/CA1075218A/en not_active Expired
- 1975-04-03 FR FR7510437A patent/FR2270204A1/fr active Granted
- 1975-04-14 NL NL7504405.A patent/NL164759C/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2270204B1 (de) | 1978-04-21 |
FR2270204A1 (en) | 1975-12-05 |
NL164759B (nl) | 1980-09-15 |
CA1075218A (en) | 1980-04-08 |
NL164759C (nl) | 1981-02-16 |
DE2510366A1 (de) | 1975-11-13 |
NL7504405A (nl) | 1975-11-11 |
DE2510366C3 (de) | 1980-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2737720C3 (de) | Verfahren zur carbothermischen Reduktion von Aluminiumoxid | |
EP0010218B1 (de) | Vorrichtung zur Erhöhung des Graphitierungsgrades von Russen sowie die Verwendung dieser Russe | |
DE2731042A1 (de) | Lichtbogenreaktor und verfahren zur erzeugung von azetylen | |
DE2510366C3 (de) | Verfahren zum Regenerieren beladener Aktivkohle | |
DE2944855C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Furnacerußen mit abgesenkter Struktur | |
DE2108389A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Hitzebehandlung von Petroleumkoks | |
DE2928805C2 (de) | Vorrichtung zum Verdampfen von Aluminiumtrichlorid | |
EP0048802A2 (de) | Verfahren zur Steuerung der Koksqualität | |
DE85197C (de) | ||
DE581123C (de) | Veredeln und Regenerieren von natuerlich vorkommenden kieselsaeurehaltigen Stoffen | |
DE2608466C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Petroleumpechbindemittels für die Herstellung von Kohlenstoffelektroden | |
DE399553C (de) | Elektrischer Ofen | |
DE4409391A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Dekontaminieren von Schüttgut | |
DE634755C (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Schwelen oder Verkoken von Kohlen durch unmittelbare elektrische Beheizung | |
AT209063B (de) | Mehrzellenofen für Aluminiumherstellung durch Schmelzflußelektrolyse und Verfahren zum Anfahren dieses Ofens | |
DE636836C (de) | Elektrischer Widerstandsofen mit zylindrischem Heizraum | |
DE620786C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung von elektrischen OEfen | |
DE1154816B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Spaltung von Eisensulfat-Monohydrat | |
AT207364B (de) | Elektroofen zum Graphitieren von Kohlenstoffkörpern | |
DE756636C (de) | Verfahren zur Herstellung und Behandlung von Glas und aehnlich sich verhaltenden Stoffen im elektrischen Ofen | |
DE925345C (de) | Verfahren zum Entfernen von anorganischen Verunreinigungen, ins-besondere von Eisen-, Silicium- und Titanverbindungen, aus Stoffen mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie Koks oder Anthrazit | |
EP0019876B1 (de) | Elektrisch betriebene Einrichtung zur Erhitzung von Metallen und/oder Salzen im geschmolzenen Zustand sowie von Lösungen | |
DE1294901B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von stark mit brennbaren Anteilen beladenen, in einer Fluessigkeit suspendierten Feinbergen, insbesondere Flotationsbergen zur Herstellung von keramischem Rohmaterial | |
WO2017144035A1 (de) | Verfahren zur fixierung von metallen, übergangsmetallen und deren oxiden auf silikatischen materialien pflanzlichen ursprunges und verwendung dieser modifizierten silikatischen materialien als katalysator und als zuschlagsstoff für farben, lacke, kunststoffe, elastomere und leime | |
DE679063C (de) | Herstellung von Schwefelkohlenstoff aus in der Hitze Schwefel abspaltenden Metallsulfiden und Kohle unter Anwendung elektrischer Widerstandsheizung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: LIEDL, G., DIPL.-PHYS. NOETH, H., DIPL.-PHYS., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: LIEDL, G., DIPL.-PHYS., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |