DE2617305A1

DE2617305A1 - Impraegnierte aktivkohle zur verbesserten entfernung von uebelriechenden verbindungen

Info

Publication number: DE2617305A1
Application number: DE19762617305
Authority: DE
Inventors: Ronald Stone Joyce; Rabindra Kumar Sinha; Norman Joseph Wagner
Original assignee: Calgon Corp
Current assignee: Calgon Corp
Priority date: 1975-04-22
Filing date: 1976-04-21
Publication date: 1976-10-28
Also published as: JPS5940502B2; GB1501571A; CH604729A5; NO761212L; HK52980A; JPS51128690A; NL169826B; IE42569B1; BE840951A; NO142429B; IE42569L; SE423322B; LU74794A1; DE2617305B2; NL7603535A; FR2308399A1; DK164676A; FR2308399B1; SE7604091L; NL169826C

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und Material zur Entfernung von Verbindungen (insbesondere schwefelhaltigen Verbindungen mit unangenehmem Geruch) aus Sauerstoff enthaltenden Gasströmen, insbesondere Luft. Die Verbesserung besteht in der Verwendung einer mit NaOH und Feuchtigkeit imprägnierten, geeigneten Aktivkohle.

Die übelriechenden Verbindungen, deren Entfernung mit Hilfe des Verfahrens und Materials der Erfindung verbessert wird, umfassen jene übelriechenden Substanzen, die mit Hilfe von dynamischen Geruchsmeßgeräten und -methoden, beispielsweise der in Operating and Reference Manual: Dynamic Olfactometer Model 1000, Chicago Scientific Inc., Bensenville, Illinois

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(1974) beschriebenen oder entsprechenden Vorrichtungen und Methoden, nachweisbar sind. Eine nähere Erläuterung des Gebrauchs eines derartigen dynamischen Geruchsmeßgeräts (Olfaktometers) wird nachstehend gegeben. Bei den übelriechenden schwefelhaltigen Verbindungen, deren Abtrennung durch das Verfahren und Produkt der Erfindung verbessert wird, handelt es sich vorwiegend um Schwefelwasserstoff, Mercaptane und Sulfide.

Übelriechende Verbindungen, insbesondere schwefelhaltige Verbindungen, treten in zahlreichen Umgebungen auf, wo sie die hauptsächliche Quelle für unangenehme Gerüche darstellen. Beispiele für solche Umgebungen sind Erdöllagerplätze, Abwasseraufbereitungsanlagen und Zellstoff- bzw. Papierfabriken. Diese geruchsverursachenden Verbindungen können bakterielle Spaltprodukte höherer organischer Verbindungen darstellen.

Schwefelwasserstoff ist bekanntlich ein farbloses Gas mit einer höheren Dichte als Luft und einem charakteristischen Geruch fauler Eier. Das Gas entsteht in Kohlengruben, Gasquellen, Schwefelquellen und aus verwesenden bzw. zerfallenden schwefelhaltigen organischen Substanzen. Es wird bereits seit langem als zweckmäßig erachtet, das Ausströmen dieses Gases, insbesondere aus städtischen Abwasseraufbereitungsanlagen, unter Kontrolle zu halten. Außer daß er einen unangenehmen Geruch hat, ist Schwefelwasserstoff nämlich nicht nur entflammbar, sondern wird aufgrund seiner Toxizität für den Menschen auch als extrem gefährliche Substanz angesehen. Daher wurde bereits seit langem in zahlreichen Bereichen, wie auf dem Sektor der Rohöllagerung, der petrochemischen Raffinierung und der Papierherstellung, nach Methoden zur Eindämmung von Schwefelwasserstoffemissionen gesucht.

Mercaptane (auch als Thioalkohole oder Thiole bezeichnet)

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können durch die allgemeine Formel R-S-H, in der R einen Alkylrest mit 1 "bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, dargestellt werden. Der üble Geruch der Mercaptane nimmt mit steigendem Molekulargewicht ab und verschwindet» wenn er einen Alkylrest mit 9 oder mehr Kohlenstoffatomen bedeutet. Obwohl unter den vorgenannten Mercaptanen nur Methyl- und Athylmercaptan bei den normalen Umgebungstemperaturen Gase darstellen sind die vorgenannten Mercaptane generell flüchtig und werden vom Menschen selbst bei extrem geringen Konzentrationen wahrgenommen. Daher erstreckt sich die Erfindung auf Mercaptane mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen. Beispiele dafür sind - neben Methyl-und Äthylmercaptan n-Propyl- und n-Butylmercaptan.

Organische Sulfide können durch die allgemeine Formel R-S-R¹ dargestellt werden» wobei R und R^f gleich oder verschieden sein können und jeweils einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten» mit der Maßgabe, daß die Gesamtzahl der Kohlenstoff atome von R und R¹ den ¥ert 8 nicht übersteigt.

Aktivkohle adsorbiert physikalisch beträchtliche Mengen von Schwefelwasserstoff; vgl. z.B. die US-PS 2 967 587 und die IR-PS 1 443 080. Letztere beschreibt die direkte Adsorption von Schwefelwasserstoff durch Aktivkohle, welche anschließend durch ein heißes Inertgas oder überhitzten Dampf regeneriert wird. Es ist jedoch bereits seit langem bekannt, daß sich eine wesentlich bessere Abtrennwirkung erzielen läßt, wenn man die Kohle praktisch als Katalysator für die Oxidation von HpS zu Schwefel anwendet, wobei man die Fähigkeit der Kohle zur Oxidation des Schwefelwasserstoffs zu elementarem Schwefel in Gegenwart von Sauerstoff ausnutzt. Bei einer herkömmlichen Methode setzt man dem Schwefelwasserstoff und Sauerstoff enthaltenden Gaszustrom beispielsweise geringe Ammoniakmengen zu, um die Reak-

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tion noch stärker zu katalysieren, wobei die hohen Kapazitäten von 100 Gew.-^ Kohle angegeben wurden.

Es wurden auch andere katalytische Substanzen vorgeschlagen, mit welchen zur Schwefelwasserstoffabtrennung vorgesehene Aktivkohle imprägniert werden kann; vgl. z.B. die FR-PS 1 388 453» welche für diesen Zweck ein mit 1 $> Jod (J₂) imprägniertes Aktivkohlegranulat erwähnt. Die südafrikanische Patentschrift 70/4611 schildert die Verwendung von silikatLmprägnierter Aktivkohle. Swinarski et al., Chem. Stosowana, Ser. A 9(3) > 287-94 (1965) (Chemical Abstracts Band 64» 1379c) beschreiben die Verwendung von mit Kaliumsalzen (einschließlich KOH) behandelter Aktivkohle für die ^S-Adsorption.

Ein bei der Verwendung von Aktivkohle zur Schwefelwasserstoffabtrennung gemäß dem Stand der Technik auftretendes Problem besteht in der Verringerung der Uettoadsorptionskapazität der Aktivkohle mit ansteigender Zahl von Adsorptionszyklen. In der Aktivkohle reichern sich nämlich immer höhere Mengen von Rückständen (u.U. Schwefel) an, welche ihrerseits zu einer ständigen Abnahme der Gesamtadsorptionskapazität der Aktivkohle im Verlauf der Adsorptionszyklen führen. Gemäß der südafrikanischen Patentschrift 70/4611 soll dieses Problem mit Hilfe von silikatimprägnierter Aktivkohle gelöst werden; aus dieser Patentschrift geht jedoch auch hervor, daß sich das erwähnte Ruckstandsadsorbat nicht mit alkalischen Lösungen extrahieren läßt. Boki erwähnt in Shikoku Igaku Zasshi, 30 (5), 121-8 (1974) (Chemical Abstracts, Band 81, 126300p), daß die Adsorptionskapazität von zur adsorptiven Entfernung von Schwefelwasserstoff gas verwendeten Aktivkohlen durch Behandlung mit 1 $iger Natronlauge nahezu bis zum Ausgangswert regeneriert werden kann. Es handelt sich dabei jedoch offensichtlich einfach um bekannte "Versuche zur Lösung des Prob-

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lems der sinkenden Nettoadsorption. Dem Stand der Technik nicht geläufig war daher die erfindungsgemäße Peststellung, daß sich durch richtige Behandlung von Aktivkohle mit NaOH und Feuchtigkeit ein Produkt herstellen läßt» dessen Fähigkeit zur Entfernung übelriechender Verbindungen, insbesondere von Schwefelwasserstoff und übelriechenden schwefelhaltigen Verbindungen, um ein Mehrfaches erhöht und nicht nur wieder auf den Kapazitätswert ungebrauchter (frischer) Aktivkohle gebracht wird. Gemäß der Erfindung ändert sich der Charakter der Adsorption durch die Aktivkohle offensichtlich von einer überwiegend physikalischen Adsorption zu einer überwiegenden chemischen Umsetzung, an welche sich eine physikalische Adsorption anschließt.

Die Gesamtreaktion, nach welcher Schwefelwasserstoff in Gegenwart von Aktivkohle zu elementarem Schwefel oxidiert wird, kann durch die Gleichung 1 dargestellt werden:

2 H₂S + O₂ 2 H₂O + 2 S (1)

Es wurde jedoch festgestellt, daß auch zwei andere Reaktionen erfolgen können:

2 H₂S + 3 O₂ 2 SO₂ + 2 H₂O (2)

und
2 SO₂ + 4 H₂S 63 + 4 H₂O (3)

Es wurde gezeigt, daß die Reaktion (2) durch die Gegenwart von Feuchtigkeit an der Aktivkohle beschleunigt wird; vgl.Swinarski, A. und Siedlewski, J. Roczniki Chemii, 35* Seiten 999-1008 (1961). Ferner ist bekannt, daß durch eine Voroxidation der Kohlenstoffoberfläche die Gesamt-HpS-Abtrennkapazität erhöht, gleichzeitig jedoch auch der Anteil der gebil-

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deten Schwefeloxide gesteigert wird. Während der Schwefelwasserstoffentfernung durch Aktivkohle können sich somit zahlreiche potentielle Reaktionsprodukte bilden, obwohl das Hauptumsetzungsprodukt elementarer Schwefel ist.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung von ITaOH zur Regenerierung von Aktivkohle, welche mit übelriechenden Substanzen, insbesondere Schwefelwasserstoff und anderen übelriechenden schwefelhaltigen Verbindungen, beladen wurde bzw. die Grenze der Abtrennkapazität für diese Substanzen erreicht hat. Durch die Regenerierung mit NaOH wird die ursprüngliche Adsorptionskapazität der verbrauchten Aktivkohle weitgehend wieder hergestellt. Erfindungsgemäß wird eine solche Regenerierung jedoch als zweckmäßige Methode zur Entfernung des Adsorbats angewendet» während gleichzeitig eine einfache Methode zur Imprägnierung der Aktivkohle mit MaOH zwecks Erzielung einer verbesserten Adsorptionskapazität für übelriechende Verbindungen geschaffen wird, wie nachstehend erläutert wird. Man kann somit andere, herkömmliche Regenerierungsmethoden anwenden und danach eine Imprägnierung mit NaOH vornehmen. Beispiele für diese bekannten Regenerierverfahren, mit deren Hilfe vor der Imprägnierung mit FaOH und Feuchtigkeit die ursprüngliche Kapazität wieder hergestellt wird, sind die thermische Behandlung und die Oxidation mit feuchter Luft.

Es ist bekannt, daß zur Entfernung bzw. Abtrennung von Schwefelwasserstoff verwendete Aktivkohlen durch Beseitigung der adsorbierten Schwefelsubstanzen, welche beim Vorherrschen von oxidierenden Bedingungen während der Adsorption in einem hohen Anteil aus elementarem Schwefel bestehen, für den Wiedereinsatz regeneriert werden können. Die Substanzen können durch Extraktion mit einem geeigneten organischen !lösungsmittel beseitigt v/erden. Als wirksame Regeneriermedien haben sich beispielsweise Ammoniumsulfid,

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Schwefelkohlenstoff, Xylol und Toluol erwiesen. Gebräuchlich ist die Regenerierung mit Hilfe von Ammoniumsulfid als Lösungsmittel. Der Schwefel wird aus dem Lösungsmittel durch Abdestillieren des Ammoniumpolysulfids oder durch Abdampfen des Lösungsmittels gewonnen. Die Regenerierung wurde auch mit heißem Inertgas, überhitztem Dampf und Erd- bzw. Naturgas unter hohem Druck vorgenommen.

Die herkömmlichen Regenerierverfahren für zur Schwefelwasserstoff ab trennung verwendete Aktivkohlen weisen zahlreiche Nachteile auf. Der Einsatz organischer Lösungsmittel ist aus ökologischen und Sicherheitsgründen unerwünscht und erfordert in der Regel kostspielige Rückgewinnungssysteme. Die Regenerierung mit heißen Gasen oder Dampf erfordert einen beträchtlichen Energieaufwand» was einen klaren Nachteil darstellt. Noch schwerwiegender als die vorgenannten Mangel ist der Nachteil der meisten herkömmlichen zur Schwefelwasserstoffabtrennung verwendeten Aktivkohlen und Methoden zu ihrer Regenerierung, daß die Nettoadsorptionskapazitat von Adsorptionszyklus zu Adsorptionszyklus abnimmt. Die Nachteile dieser herkömmlichen Aktivkohlen und Regenerierverfahren werden nunmehr mit Hilfe der erfindungsgemäßen Behandlungsmethode und der dabei erhaltenen erfindungsgemäßen Aktivkohle überwunden.

Gemäß der Erfindung wird Aktivkohle mit Feuchtigkeit und NaOH behandelt und danach für eine verbesserte Entfernung von übelriechenden Substanzen (insbesondere übelriechenden schwefelhaltigen Verbindungen) aus Gasströmen unter oxidierenden Bedingungen eingesetzt. Im Falle einer Beladung der Aktivkohle aufgrund der Adsorption der genannten Verbindungen wird die Kohle regeneriert, indem man sie mit NaOH und Feuchtigkeit unter Bedingungen behandelt, die eine genügende Imprägnierung ergeben, daß die Aktivkohle mehr als ihre ursprüngliche Adsorptionskapazität für die genannten Verbindungen, d.h. tatsächlich eine gegenüber der Adsorptionskapa-

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zität von frischer (d.h.. unimprägnierter) Aktivkohle erhöhte Adsorptionskapazität für die erwähnten Verbindungen erreicht.

Das Behandlungsverfahren und das "Regenerierverfahren" der Erfindung können somit als im wesentlichen identisch angesehen werden; der prinzipielle Unterschied besteht darin, daß das Behandlungsverfahren an frischer Aktivkohle durchgeführt wird» während man das Regenerierverfahren an beladener Aktivkohle unter Bedingungen (wie nachstehend beschrieben) durchführt, welche zu einer Imprägnierung der Aktivkohle mit Feuchtigkeit und NaOH führen. Bs sei festgestellt, daß die Erfindung Abtrenn- bzw. Entfernungsverfahren für übelriechende Substanzen (insbesondere übelriechende schwefelhaltige Verbindungen) einschließt, bei denen anfangs frische Aktivkohle eingesetzt und die bei der Abtrennung der genannten Verbindungen resultierende beladene Aktivkohle regeneriert und anschließend der erfindungsgemäßen Behandlungsmethode unterworfen wird. Man verwendet jedoch vorzugsweise zu Beginn eine Aktivkohle, welche der Behandlung mit UaOH und Feuchtigkeit unterworfen wurde, da die Adsorptionskapazität der Kohle für übelriechende Verbindungen dadurch stark erhöht wird.

Die erfindungsgemäßen behandelten Aktivkohlen werden zur Abtrennung übelriechender Substanzen (insbesondere übelriechender Schwefelverbindungen) durch Adsorption aus G-asströmen unter oxidierenden Bedingungen eingesetzt. Me Konzentration der übelriechenden Verbindungen im Gasstrom ist nicht ausschlaggebend; Konzentrationen, die zu einer Menge von lediglich 1,0 χ 10~ Mol/min der durch die Aktivkohle strömenden Verbindungen führen, können adsorptiv entfernt werden. Die generelle Wirksamkeit der behandelten Aktivkohlen der Erfindung zur adsorptiven Abtrennung, insbesondere von H₂S, wurde angenähert dv.reh Messung der Zeit bestimmt, welche bis zum Erreichen der Durolibruchkonzentration

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von 50 ppm (Vol.) H₂S in dem aus der Aktivkohle ausströmenden Gas verstreicht. Eine derartige HpS-Konzentration im Abgas nach der Adsorptionsbehandlung wurde übereinkunftsgemäß als Anzeichen für eine nahezu vollständige Beladung der Aktivkohle angenommen. Zum Nachweis der Wirksamkeit der behandelten Aktivkohlen der Erfindung wurde die Beladungskapazität für Methylmercaptan (in Gew.-% Adsorbat, bezogen auf das Gewicht der Aktivkohle) für verschiedene Durchbruchwerte bestimmt. Die Abtrennkapazität ist erhöht, wie Vergleichsversuche unter Verwendung von frischer Aktivkohle zeigen.

Die bei Verwendung der erfindungsgemäßen behandelten Aktivkohlen erzielte generelle Wirksamkeit der Abtrennung übelriechender Substanzen wurde mit Hilfe eines dynamischen Geruchsmeßgeräts (Olfaktometers) bestimmt. Ein solches Gerät wird zusammen mit den einschlägigen Methoden von der Firma Chicago Scientific Inc. geliefert. Man kann auch andere, entsprechende Geräte verwenden. Ein dynamisches Olfaktometer macht sich den menschlichen Geruchssinn zunutze, wobei eine Biechtest-Personengruppe eine subjektive Bewertung des Geruchsstoff gehalts vornimmt. Ausgehend von dieser subjektiven Bewertung kann dann aufgrund statistischer Überlegungen eine objektive quantitative Einstufung des Geruchsstoffgehalts erfolgen. Die einschlägigen Bestimmungen dienen als Grundlage für den Nachweis von Gerüchen und somit zur Feststellung der Abtrennkapazitäten. Zur Prüfeinrichtung gehört ein Geruchsmeßraum, indem sich geruchlose Luft befindet. Mit Hilfe des dynamischen Olfaktometers wird einer Testperson ein Strom von desodorierter luft mit bekannter Fließgeschwindigkeit zugeführt, wobei ein Geruchsstoff bekannter Konzentration allmählich in immer höheren Konzentrationen so lange zugesetzt wird, bis die Testperson ihn wahrnimmt. Die betreffende Konzentration stellt den Sinnungswahrnehmungs- bzw. GeruchsSchwellenwert für die Testperson dar. Man

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wählt dann eine Geruchstest-Personengruppe nach Selektionsmethoden aus, welche einen Test mit bekannten Geruchsstoffen einschließen. Sodann wird eine auf übelriechende Substanzen zu untersuchende Luftprobe in derselben Weise wie im Falle des bekannten Stoffs (Standard-Geruchsstoff) so lange zugeführt, bis es neuerlich zur Geruchswahrnehmung kommt. Außerdem wird die Bewertung des übelriechende Substanzen unbekannter Zusammensetzung enthaltenden Luftstroms durch Vergleich mit einem als Eichmaß dienenden "bekannten Geruchsstoff genormt. Die Ergebnisse werden in Geruchseinheiten ausgedrückt, welche das Verhältnis des Volumens des GesamtluftStroms zum Volumen des übelriechende Substanzen (oder Geruchsstoffe) enthaltenden Luftstroms im dynamischen Olfaktometers darstellen.

Die physikalische Beschaffenheit und chemische Zusammensetzung des Gasstroms, der von übelriechenden Substanzen (insbesondere H₂S und anderen übelriechenden Schwefelverbindungen) befreit werden soll, ist nicht ausschlaggebend, vorausgesetzt, daß oxidierende Bedingungen herrschen. Typischerweise werden die übelriechenden Verbindungen aus Luft, insbesondere Luft,der Abgase städtischer Abfallaufbereitungsanlagen, petrochemischer Raffinerien u.a. beigemischt sind, entfernt. Die oxidierenden Bedingungen erfordern es im allgemeinen, daß Sauerstoff zumindest im zu behandelnden Gasstrom vorhanden ist. Der Sauerstoff kann in sehr geringen Mengen zugegen sein; er liegt jedoch in der Eegel in einem Anteil von mindestens 5 Vol.-$, vorzugsweise von mindestens 10 Vol.-?o, insbesondere von mindestens 15 Vol.-#, vor. Der benötigte Sauerstoffanteil wird ohne weiteres aus der Luft erhalten, wenn diese einen genügenden Anteil des zu behandelnden Gasstroms ausmacht. Man kann den Sauerstoff natürlich auch unabhängig in den zu behandelnden Gasstrom einführen, wenn dieser überhaupt keinen Sauerstoff oder lediglich unzureichende Mengen davon enthält. Die für

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eine maximale Adsorption übelriechender Verbindungen gemäß der Erfindung erforderliche Sauerstoffmenge ist von mehreren Paktoren einschließlich der Konzentration und absoluten Menge jeglicher aus dem behandelten Gasstrom adsorbierten übelriechenden Verbindung(en), insbesondere Schwefelverbindung (en), abhängig.

Die an einer bestimmten Aktivkohle adsorbierte Menge einer übelriechenden Substanz (insbesondere von Schwefelwasserstoff oder einer anderen übelriechenden Schwefelverbindung) hängt zumindest von folgenden Paktoren ab: dem grundlegenden Anziehungsgrad der Aktivkohle gegenüber der jeweiligen übelriechenden Verbindung; der Porenstruktur der Aktivkohle, insbesondere hinsichtlich der Größe; der spezifischen Oberfläche der Aktivkohle;und den Oberflächenmerkmalen der Aktivkohle. Die Wahl einer geeigneten Ausgangs-Aktivkohle für die erfindungsgemäße Behandlungsmethode kann weitgehend routinemäßig erfolgen. Man bevorzugt beispielsweise eine Aktivkohle mit Poren, deren Durchmesser größtenteils im Bereich von etwa 10 bis etwa 80 A liegen. Als besonders wichtig hat es sich erwiesen, Aktivkohlen mit hoher spezifischer Oberfläche zu verwenden. Bevorzugt wird z.B. körnige BPL-Aktivkohle für Dampfphasenanwendungen (Handelsprodukt von Pittsburgh Activated Carbon Company, Pittsburgh, Pennsylvania). Körnige Aktivkohle wird gegenüber pulverförmiger bevorzugt; der Korngrößenbereich des Granulats bleibt weitgehend der freien Wahl überlassen, obwohl Aktivkohlen mit einer Korngröße von 2,00 bis 4,76 mm (4 bis 10 mesh nach der U.S.-Standardsiebreihe) bevorzugt werden. Perner wurde gefunden, daß der Durchsatz des behandelten Gasstroms durch das Aktivkohlebett insbesondere die Durchbruchkapazität der Aktivkohle beeinflußt, wie nachstehend näher erläutert wird.

Die BaOH-Behandlung der Ausgangs-Aktivkohle kann in einer

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"beliebigen Weise erfolgen, durch, welche die Aktivkohle mit etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-^ UaOH (bezogen auf das Gewicht der trockenen Aktivkohle) imprägniert wird. Die einimprägnierte Natriumhydroxidmenge beträgt vorzugsweise etwa 1 bis etwa 15 Gew.-^, insbesondere etwa 5 bis etwa 10 Gew.-$. Die NaOH-Behandlung kann durch einfaches Eintauchen der frischen oder beladenen Aktivkohle in ein Bettvolumen von etwa 5 bis etwa 60 gew.-^iger Natronlauge erfolgen. Die zur Erzielung des vorgenannten benötigten Imprägniergrades erforderliche Zeit stellt eine ungefähre Funktion der Konzentration der verwendeten Natronlauge dar. Die Natronlauge muß lediglich genügend Zeit zur Verfügung haben, um die Aktivkohle zu durchdringen. Es wurde beispielsweise festgestellt, daß die BPL-Aktivkohle gemäß der Erfindung wirksam imprägniert wird, wenn man sie nur einige Minuten in ein Bettvolumen von 4- bis 6gew.-$iger (insbesondere 4,8gew.-$iger) NaOH eintaucht. Wenn man NaOH lediglich zur Regenerierung (und nicht zur Imprägnierung) verwendet, ist eine wesentlich längere Einwirkungszeit erforderlich, wie nachstehend erläutert wird. Die Einwirkungszeiten hängen auch von der Konzentration der eingesetzten Natronlauge ab. Die Imprägnierung der Ausgangs-Aktivkohle kann auch nach anderen, gleichwertigen Methoden erfolgen; diese liegen ebenfalls innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens. Man kann die Natronlauge beispielsweise durch die Aktivkohle hindurchleiten, anstatt sie für eine statische Tauchbehandlung zu verwenden. Eine bevorzugte NaOH-Imprägniermethode bildet jedoch das Aufsprühverfahren, bei dem Natronlauge auf die in einem Mischer umgewälzte körnige Aktivkohle aufgesprüht wird. Dieses Imprägnierverfahren wird nachstehend näher erläutert .

Während die Adsorptionskapazität beladener Aktivkohle durch die Regenerierung mit NaOH im wesentlichen wieder auf den Wert frischer Aktivkohle gebracht wird* wurde festgestellt,

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daß die Gegenwart von Feuchtigkeit in der Aktivkohle in Verbindung mit dem einimprägnierten NaOH ein Material ergibt, dessen Adsorptionskapazität für übelriechende Substanzen (insbesondere für HpS und andere Schwefelverbindungen) bis auf den zehnfachen Wert des Adsorptionsvermögens frischer Aktivkohle für die genannten übelriechenden Verbindungen erhöht wird. Während das Vorhandensein von Feuchtigkeit in frischer Aktivkohle zu einer deutlichen Erhöhung ihrer Gesamtadsorptionskapazität für übelriechende Verbindungen im Vergleich zu jener von trockener (d.h. feuchtigkeitsfreier) frischer Aktivkohle führt» ist der durch Kombination von NaOH und Feuchtigkeit bei der Behandlung der Aktivkohle erzielte Gesamteffekt als synergistisch anzusehen» wie nachstehend erläutert wird.

Unter "Feuchtigkeit" ist definitionsgemäß im wesentlichen reines Wasser zu verstehen; was die Behandlung der Aktivkohle und das Vorliegen in dieser betrifft» ist mit "Feuchtigkeit" das in der Aktivkohlestruktur vorhandene Wasser gemeint, welches mechanisch, durch physikalische oder chemische Adsorption oder durch eine beliebige Kombination dieser Effekte zurückgehalten wird.

Der Feuchtigkeitsgehalt der Aktivkohle, welcher zur Erzielung einer maximalen Erhöhung des Adsorptionsvermögens der Aktivkohle für übelriechende Verbindungen (insbesondere Schwefelverbindungen) ausreicht, hängt erfindungsgemäß unabhängig davon, ob die Aktivkohle eine einer ursprünglichen Behandlung unterzogene frische Kohle oder eine der Regenerierung und Imprägnierung unterworfene beladene Kohle darstellt, von mehreren Faktoren ab, die hauptsächlich mit den Merkmalen der behandelten oder regenerierten Aktivkohle zusammenhängen. Durch die Gegenwart von Feuchtigkeit in der NaOH-imprägnierten Aktivkohle wird jedoch deren Adsorptionskapazität für übelriechende Substanzen (insbesondere H₂S und

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♦ Abändere Schwefelverbindungen) selbst bei geringen Mengen (einige Gew.-$ oder noch vreniger) weiter erhöht. Im allgemeinen beträgt der zweckmäßige Feuchtigkeitsgehalt der HaOH-imprägnierten Kohle etwa 4 "bis etwa 50 Gew.-#, vorzugsweise etwa 6 bis etwa 45 Gew.-%, insbesondere etwa 10 bis etwa 40 Gew.-$ (jeweils bezogen auf die Aktivkohle).

Der gemäß der Erfindung angestrebte Feuchtigkeitsgehalt der Aktivkohle wird leicht dadurch erzielt, daß man bei der nach der HaOH-Imprägnierung erfolgenden Trocknung feuchte luft einsetzt. Eine Trocknung mit Luft einer relativen Feuchtigkeit von 50 bis etwas weniger als 100 $ hat sich als zur Einführung der gewünschten Feuchtigkeitsmenge ausreichend erwiesen. Die Feuchtigkeit soll jedoch nicht in einem solchen Ausmaß einverleibt werden, daß die Kohle bis zur nassen Konsistenz getränkt wird. Tarn Fachmann werden sich ohne weiteres auch andere Methoden zur Einführung der gewünschten Feuchtigkeitsmenge erschließen; alle derartigen Methoden liegen innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens.

Die mit ITaOH und Feuchtigkeit imprägnierten Aktivkohlen der Erfindung besitzen gegenüber herkömmlichen Aktivkohlen außer dem erhöhten Adsorptionsvermögen für übelriechende Substanzen weitere Vorteile. Die KaOH-imprägnierte Aktivkohle besitzt z.B. Abt ötungswirkung gegenüber schleimbildenden Mikroorganismen, welche die Schleimansammlung auf der Aktivkohle hemmt und somit einer Störung ihrer Funktion aufgrund einer Porenverstopfung durch den Schleim entgegenwirkt .Ferner benötigen die mit NaOH und Feuchtigkeit imprägnierten Aktivkohlen der Erfindung vor dem Einsatz zur Geruchsbekämpfung keine Wasserwäsche, wie es bei herkömmlichen, für solche Zwecke vorgesehenen Aktivkohlen der Fall ist.

Die mit NaOH und Feuchtigkeit imprägnierten Aktivkohlen der Erfindung können natürlich allein in Betten zur Entfernung von übelriechenden Substanzen, wie HpS und anderen übelrie-

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2 ό 1 7

chenden Schwefelverbindungen! eingesetzt werden. Sie können jedoch auch mit Vorteil gemeinsam mit Betten eingesetzt werden» welche andere Aktivkohlearten, wie gewöhnliche frische (ungebrauchte) Aktivkohle, sowie mit verschiedenen katalytischen Substanzen imprägnierte Aktivkohlesorten enthalten. Man kann verschiedene Kombinationen von Bettanordnungen anwenden. Beispielsweise kann ein Bett von gewöhnlicher frischer Aktivkohle zusammen mit einem Bett der mit UaOH und Feuchtigkeit imprägnierten Aktivkohle der Erfindung entweder stromaufwärts (d.h. vor dem Bett der mit NaOH und Feuchtigkeit imprägnierten Aktivkohle im Hinblick auf das behandelte Abgas) oder stromabwärts von letzterem angewendet werden.

Die nachstehenden Beispiele sollen die erfindungsgemäße Behandlungs- und Regenerierungsmethode sowie die dadurch erzielte ausgeprägte Erhöhung der Adsorptionskapazität für übelriechende Substanzen, insbesondere H₂ ^S und andere Schwefelverbindungen, verdeutlichen.

Beispiel

Eine Probe von 15 ml (6,55 g) trockener, frischer BPl-Aktiv kohle (Korngröße 2,00 bis 4»76 mm; 4 bis 10 mesh) wird Feuchtigkeit ausgesetzt und anschließend zur Abtrennung von HpS aus einem Gasstrom eingesetzt. Der HpS-Durchsatz beträgt 2,26 χ 10 Mol/min. Man mißt die Schwefelwasserstoffkonzentration des ausströmenden Gases und bestimmt die Zeit, die vom Versuchsbeginn bis zum Erreichen einer Schwefelwasserstoffkonzentration des ausströmenden Gases von 50 ppm (Vol.) verstreicht. Wenn dieser Wert erreicht ist, wird die Aktivkohle als beladen angesehen. Die Kohle wird dann regeneriert und anschließend imprägniert. Die ursprüngliche Aktivkohleprobe wird insgesamt 10 Arbeitszyklen der Beladung, Regenerierung und Imprägnierung unterworfen, wobei die Regenerierungs/Imprägnierungs-Methoden

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variiert werden. Man verwendet stets 33 »3 gew.-^ige Natronlauge. Es wird festgestellt, daß die wiederholte Regenerierung ein konstantes Rest-bzw. Ruckstandsadsorbat von 2,5 Ms 2,75 # Schwefel in der Aktivkohle ergibt. Die Einzelheiten der verschiedenen Regenerierungsmethoden sowie deren Ergebnisse sind aus Tabelle I ersichtlich.

(BPL-Aktivkohle: körnige Aktivkohle, erhalten aus mit Bindemittel vermischter Steinkohle durch Aktivierung mit überhitztem Dampf)

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TABELLE I

HgS-Adsorption an BPL-Aktivkohle (2,00 bis 4,76 mm) und Alkaliregenerierung

	Zyklus
	Nr.
	1
cn
ο
CD	2
00

Vorbehandlung der Kohle

5.

Feuchtigkeit ausgesetzte frische Kohle

22,5 Std. Wäsche mit 7 Bettvolumina 33,3 gew.-Seiger NaOH, anschließend Wasserwäsche zur pH-Herabsetzung, danach 1 Std. Lufttrocknung (10 l/min)

15 Std. Eintauchen in ein Bettvolumen 33»3 gew.-#ige NaOH, anschließend Wasserwäsche zur pH-Herabsetzung, danach 2 Std. Lufttrocknung (10 l/min)

Gleich wie beim Zyklus Nr. 3

Gleich wie beim Zyklus Nr. 3» jedoch längere Lufttrocknung (3 Std. bei 10 l/min)

Substanzaufnahme der Zeit bis H₂S-Be-

Kohie nach der Vor- zum Durch- ladung, behandlung ?50°|ρπι), ^

Min.

0,4 g H₂O

86

0,35 g H₂O und Rest- 202 schwefel

<O,25 g H₂O und Restschwefel

<O,25 g HpO und Restschwefel

C.

<O,25 g HpO und Restschwefel

<0,15 g HpO und Restschwefel

110 120 111

20

9»5

22,4

-ti

12,2

13,3 12,3j

2,2

Fortsetzung !TABELLE It

Zyklus Vorbehandlung der Kohle Nr.

Substanzaufnähme der Kohle nach der Vorbehandlung

Zeit bis zum Durchbruch (50 ppm),

Min.

σ» H₂S-Be- _Η

ladung,

co
ο
do

00
I

Gleich wie beim Zyklus Nr. 3» Jedoch anschließend 2 Std. der Luft (100 % relative !Feuchtigkeit bei 25⁰C) ausgesetzt (10 l/min)

62 Std. Einwirkung von einem Bettvolumen 33»3 gew.-^iger NaOH, anschließend Wasserwäsche zur pH-Herabsetzung» danach ^-Trocknung, hierauf 2 Std. Einwirkung von Np (100 # relative Feuchtigkeit bei 25⁰C) (10 l/min)

15 Std. Einwirkung von einem Bettvolumen 33»3 gew.-^iger NaOH und Ablaufenlassen, anschließend Lufttrocknung, danach 30 Min. Einwirkung von Luft (100 % relative Feuchtigkeit bei 25⁰C) (10 l/min)

Gleich wie beim Zyklus Nr. 9 2,30 g H
schwefel

und Rest

195

2,15 g H₂O und Restschwefel

120

6,85 g H₂O, Restschwefel und restliches NaOH

130 135

21,6

13.3

14»4 14»9

CaJ C.7J O )

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Beispiel

Me Arbeitsgänge von Beispiel 1 werden wiederholt, wobei
man jedoch 4»8 gew.-^ige Natronlauge verwendet. Außerdem
wird die Probe der trockenen, frischen Aktivkohle zur HpS-Abtrennung eingesetzt, ohne zuvor der Feuchtigkeit ausgesetzt worden zu sein. Sine beladens Probe, die erfindungsgemäß regeneriert und imprägniert wurde, wird zur Entfernung von EpS aus einem keinen Sauerstoff enthaltenden Gasstrom verwendet. Die Einzelheiten der verschiedenen Regenerierungs/Imprägnierung3-Methoden, deren Resultate
sowie jene der zusätzlichen beschriebenen Proben sind aus Tabelle II ersichtlich.

- 19 -

f; η q R h W 1 1 1 1

Zyklus
Nr.

1-A

2-A

4-A

5-A

TABEILE II

Vorbehandlung der Kohle

Frische Kohle 4 Std. der luft (100 £ relative Feuchtigkeit bei 25⁰C) ausgesetzt (10 l/min)

15 Std. Eintauchen in ein Bettvolumen von 4»8 gew.-^iger NaOH» anschließend Wasserwäsche zur pH-Herabsetzung, danach 2 Std. luftrocknung (10 l/min)> hierauf 2 Std. Einwirkung von luft (100 % relative Feuchtigkeit bei 25⁰C) (10 l/min)

Gleich wie beim Zyklus Nr. 2-A

68 Std. Eintauchen in ein Bettvolumen von 4»8 gew.-^iger NaOH, anschließend Wasserwäsche zur pH-Herabsetzung, danach 2 Std. lufttrocknung (10 l/min), hierauf 2 Std. Einwirkung von luft (100 % relative Feuchtigkeit bei 25⁰C) (10 l/min)

15 Std. Eintauchen in ein Bettvolumen von 4,8 gew.-^iger NaOH und Ablaufenlassen, anschließend 2 Std. lufttrocknung, (90 % relative Feuchtigkeit bei 25⁰C) (10 l/min) Substanzaufnahme

Zeit bis zum

H₂S-Be-

ladung, Durchbruch, Q_ew Ja₀

Min.

2,6 g H₂O

85

2,85 g H₂O und Restschwefel

2,90 g HpO und Restschwefel

152 145

3,0 g H2O und Restschwefel

155

3,75 g H₂O, Restschwefel und restliches NaOH

208

9,4

16,8 16,0

17,2

23,0

Portsetzung TABELLE II:

α ι

co	I
do	NJ

Zyklus

Nr.

Vorbehandlung der Kohle Substanzaufnahme

6-A 15 Std. Eintauchen in ein Bettvolumen von 4,8 gew.-#iger NaOH und Ablaufenlassen, anschließend 2 Std. N₂-Trock-

nung (90 96 relative Feuchtigkeit bei
25⁰O) (10 l/min)

1-B Frische Kohle

Zeit bis zum Durchbruch, Min.

H₂S-Beladung, Gew. -%

3,6 g H₂O, 40* Restschwefel und
restliches NaOH

keine 18*

4,4

2,0

* Kein Sauerstoff in dem der Adsorptionsbehandlung unterworfenen Gasstrom.

C-1146 Y

Die Ergebnisse der obigen Versuche, bei denen Aktivkohle mit NaOH und Feuchtigkeit imprägniert und zur Entfernung von HpS aus einem Gasstrom eingesetzt wird, machen es bei einem Vergleich mit der Abtrennwirkung (d.h. der Zeit bis zum Durchbruch oder der prozentualen HpS-Beladung) von trockener oder von feuchter frischer, nicht mit FaOH imprägnierter oder von in Abwesenheit von Feuchtigkeit mit NaOH imprägnierter Aktivkohle deutlich, daß die gemeinsame Präsenz von NaOH und Feuchtigkeit in der Aktivkohle zu einer 10-fachen Erhöhung der HpS-Abtrennwirkung im Falle der erfindungsgemäßen Aktivkohle führt.

Beispiel

Es wird die Auswirkung der Korngröße, der Säulengröße und des Durchsatzes auf die HgS-Abtrennwirkung von mit NaOH und Feuchtigkeit imprägnierter Aktivkohle bestimmt. Man verwendet BPI-Aktivkohle mit einer Korngröße von 2,00 bis 4»76 mm (4 bis 10 mesh) bzw. 0,595 bis 1,68 mm (12 bis 30 mesh), welche mit 5 gew.-#iger NaOH imprägniert und anschließend zur Einführung von 18,75 Gew.-^ Feuchtigkeit einem Luftstrom mit einer relativen Feuchtigkeit von 80 $> ausgesetzt wurde. Man verdünnt reines Schwefelwasser st off gas mit luft, welche mit Wasser bis zu einer relativen Feuchtigkeit von 80 fo vorkonditioniert wurde, auf 1 Vol.-^. Der luftdurchsatz wird mit Hilfe eines Meßgeräts überwacht und die ^S-Konzentration durch Vergleich mit einem Eichmaß auf 1 # eingestellt. Der Durchbruch von 1 ppm HpS wird mit Hilfe von im Bereich von 1,bis 50 ppm empfindlichen Detektorröhren (Handelsprodukt von Mine Safety Appliances Company, Pittsburgh, Pennsylvania) bestimmt. Man verwendet zwei Säulen mit einem Durchmesser von 5»84 cm (2,3 in.) bzw. 1,88 cm (0,74 in.) und hält lineare Durchsätze von 3,05 m/min (10 ft./min) und 30,5 m/min (100 ft./ min) aufrecht. Die Testergebnisse, aus welchem der Einfluß

- 22 -

609844/1 1 1 3

ORtQlNAL INSPECTED

/ b 1 7 3 O ■:> C-1146 T - 3fi '

des Durchsatzes hervorgeht, sind aus Tabelle III ersichtlich.

- 23 -

η α ρ /, /, / ι ι 1 1

ORIGINAL INSPECTED

TABELLE III

(V)

Versuch Säulen-Nr. durchmesser» cm (in.)

3
4

5,84 (2,3)

1,88 (0,74)

Korngröße, mm (mesh)

2,00 bis 4,76 (4 bis 10)

0,595 bis 1,68 (.12 bis 30)

0,595 bis 1,68 (12 bis 30)

2,00 bis 4,76 (4 bis 10)

Durchsatz, Zeit bis zum HpS-Beladung ^ⁱⁿy * χ P^chbruch, bis zum Durch-(ft./min) Std. bruch,

30,5 (100)

3,05 (10)

30,5 (100)

3,05 (10)

7,5 x 7,97

3,4 x 7,1

-2

-1

2,80 30,1 12,7 24,8

C-1146 Y

Diese Werte zeigen, daß zwar der Durchsatz, nicht jedoch die Korngröße oder der Säulendurchraesser, ein wichtiges Merkmal darstellt, auf welches bei der Gestaltung erfindungsgemäßer Adsorptionssysteme geachtet werden muß.

Beispiel

Proben von frischer BPL-Aktivkohle» mit 5 Gew.-% NaOH und 8,3 Gew.-jS Feuchtigkeit imprägnierter BPL-Aktivkohle und regenerierter und mit 5 Gew.-$ NaOH und 8,3 Gew.-$ Feuchtigkeit imprägnierter BPL-Aktivkohle (Korngröße jeweils 2,00 bis 4,76 mm bzw. 4 bis 10 mesh) werden auf ihre Adsorptionskapazität für Methylmercaptan untersucht. Der Test wird in einem System mit kontinuierlicher Strömung durchgeführt, bei dem als Säule eine Glassäule mit einem Durchmesser von 19 mm dient. Die Probenbeschickung beträgt 10 cm , was eine Betthöhe von 72 mm ergibt. Das Gewicht der Beschickung beträgt im Falle der frischen BPL-Aktivkohle 4»6 g und im Falle der mit 5 # NaOH imprägnierten und 8,3 $> Feuchtigkeit enthaltenden BPL-Aktivkohle 5>4 g. Ein 1,3 % Methylmercaptan, 10 $ Sauerstoff und als Rest Stickstoff enthaltendes Gasgemisch wird abwärts mit einer Raumgeschwindigkeit von 3000 Bettvolumina/Std. durch das Bett geleitet. Die Methylmercaptangehalte des eingespeisten und abziehenden Gasstroms werden gaschromatographisch analysiert. Alle Tests werden bei Raumtemperatur und Normaldruck vorgenommen. Die regenerierte und imprägnierte Probe wird aus mit 5 Gew.-# NaOH imprägnierter BPL-Aktivkohle, welche zuvor während der Methylmercaptanadsorption bis zu einem Durchbruch von 10 $> des zugeführten Methylmercaptans (0,13 V0I.-5Q beladen wurde, erhalten. Die beladene Kohle wird mit 2 Bettvolumina 5 zeiger Natronlauge regeneriert, entwässert und so lange bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet, bis im

- 25 -

f ■ η q R h U I 1 } 1 3

ORIGINAL INSPECTED

7 K

C-1146 Y

wesentlichen das Ausgangsgewieht der imprägnierten Kohle erzielt wird. Die Testergebnisse sind aus Tabelle IV ersichtlich.

	TABELLE IV	NaOH-impräg- nierte BPL- Aktivkohle	regenerierte und NaOH- imprägnierte BPL-Aktiv kohle
Methylmereaptan- durchbruch, 56 der zugeführten Menge		9,49 16,70	5,29 9,61
2 10
Methylmercaptanadsorption, Gew. -$>
frische BPL- Aktivkohle
4,08 6,45

Beispiel 5

Ein bevorzugtes Verfahren zur Imprägnierung von Aktivkohle mit NaOH und Feuchtigkeit ist die Sprühmethode. Nach dieser Methode wird 33 gew.-^ige wäßrige Natronlauge auf BPL-Aktivkohle (Korngröße 2,00 bis 4,76 mm bzw. 4 bis 10 mesh)» während diese in einem Homart-Mischer bewegt wird, aufgesprüht. Die Natronlaugemenge wird so bemessen, daß ein Endprodukt mit einem NaOH-G-ehalt von 5 Gew.-$ und einem Feuchtigkeitsgehalt von 10 Gew.-5ö erhalten wird. Bei verschiedenen Versuchen werden vier Sprühzeiten von 5,5 bis 23 Minuten ange-

- 26 -

f. η q R /, /, / 1 11 ']

ORIGINAL INSPEGTEU

C-1146 Y

wendet. Ein anschließender Verhaltenstest läßt jedoch keinerlei Unterschied an den unter Anwendung verschiedener Sprühzeiten erhaltenen Endprodukten erkennen. Es ist keine Trocknung erforderlich.

Beispiel

Eine mit NaOH und Feuchtigkeit imprägnierte Aktivkohle, welche gemäß Beispiel 2, jedoch unter solchen Bedingungen hergestellt wurde» daß sie 5 $> NaOH und etwa 12 # Feuchtigkeit enthält, wird in einer in Betrieb stehenden Abwasseraufbereitungsanlage zur Entfernung von HpS aus der Saugfilterluft verwendet. Zu Vergleichszwecken wird ein Bett von frischer BPL-Aktivkohle in derselben Weise angewendet. Die Aktivkohlebetten besitzen einen Durchmesser von 10,2 cm (4 in.) und eine Tiefe von 15,2 cm (6 in.). Das Adsorbersystem wird an einen Seitenstrom am Saugfilterauslaß angeschlossen. Die Luft vom Auslaß wird durch einen Wasserabscheider und ein Gebläse geleitet und anschliessend in die einzelnen Ströme aufgespalten. Der Durchsatz des zuströmenden Gases, d.h. der Saugfilterluft, wird bei jedem Bett bei 0,227 nr/rnin (8 ft.^/min) gehalten. Das zuströmende Gas wird abwärts durch die Aktivkohlebetten geleitet und durch 2,54 cm (1 in.)-Kugelventile und Rotationsdurchflußmesser abgesaugt. Mit Hilfe eines stromaufwärts zu den Adsorbern angebrachten Ventils werden dem zuströmenden Gas Proben entnommen. Die H₂S-Konzentrationen im zuströmenden und abströmenden Gas werden mit Hilfe von im Bereich von 1 bis 50 ppm empfindlichen HpS-Detektorröhren (Mine Safety Appliances Company) gemessen und aufgezeichnet. Die Testergebnisse sind aus Tabelle V ersichtlich.

- 27 -

ORIGINAL INSPECTED

2b 1 7 C-1146 T

-a-

TABEILE 7

E₂S-Adsorption aus der Saugfilterluft einer Abwasseraufbereitungsanlage

Verstrichene ^S-Konzen- B^S-Konzentration im Abgas, ppm

Zeit, Std. tration am

Einlaß, ppm _{mit Na0H} und Feuch- BPL-Aktiv-

tigkeit imprägnierte kohle

Aktivkohle

202,9	3	0
243,1	5	0
306,6	40	0
339,8	2	0
408,3	5	0
477,2	5	0
560,9	20	0
608,5	VJI	0
686,3	7	O
806,5	5	0
1067,6	6	0
1217,2	20	1
1449,0	12	1
1577,0	VJl	0

0 0 1 0

1 1

5 2 2

Ausfall*

* Das Bett verliert seine Funktion aufgrund einer Okklusion des Aktivkohlegranulats durch Ablagerungen von Mikroorganismen

- 28 η 9 ft L. kl 1 1 1 3

ORiGL INSPECTED

C-1146 Y

Beispiel 7

Das Abtrennvermögen von mit NaOH und Feuchtigkeit imprägnierter Aktivkohle für übelriechende Substanzen wird in der vorstehend beschriebenen Weise mit Hilfe eines dynamischen Olfaktometers bestimmt. Die imprägnierte Aktivkohle wird gemäß Beispiel 2, jedoch unter solchen Bedingungen hergestellt, daß sie 5 % NaOH und etwa 12 # Feuchtigkeit enthält. Zu Vergleichszwecken wird ein Bett von frischer BPL-Aktivkohle in derselben V/eise angewendet. Man verwendet ein dynamisches Olfaktometer (Modell 1000) von Chicago Scientific, Inc. Das in Beispiel 6 beschriebene Bestimmungsbzw. Testsystem wird zur Gänze übernommen. Man mißt einen mittleren HpS-Anteil in der zuströmenden Luft von 5»8 ppm. Dieser Wert erlaubt zusammen mit dem Labor-Geruchsschwellenwert für H₂S die Berechnung des Beitrags des Schwefelwasserstoffs zum gesamten Geruch am Einlaß. Man stellt fest, daß dieser Beitrag 830 Geruchseinheiten in einem Gasstrom mit einem Mittelwert von 5500 Geruchseinheiten beträgt. Somit tragen andere übelriechende Substanzen stark zum gesamten Geruchspegel bei. Die gaschromatographische Analyse zeigt, daß das zuströmende Gas außer H₂S mindestens 25 Verbindungen enthält.

Die Geruchstest-Personengruppe wird durch Selektion mit bekannten Geruchsstoffen, d.h. CH₅NH₂, HgS, CH₅SH, und Gemischen davon, ausgewählt. Die mittlere Standardabweichung und die prozentuale Standardabweichung/Mittelwert werden bestimmt und für die Auswahl der Mitglieder der Test personengruppe verwendet. Für jeden Test werden mindestens drei Mitglieder herangezogen. Die Geruchsreaktionswerte werden durch lineare Regressionsanalyse (kleinste Quadrate) des Logarithmus des Geruchswerts (ausgedrückt in Geruchseinheiten) gegen eine linearisierte Formel der normalen Wahrscheinlichkeitsfunktion analysiert. Die Geruchsschwel-

- 29 -

fi 0 9 8 A U ! 1 1 1 3

ORIGINAL

26

C-1146 Y

lenwerte werden aus der linearen Regressionskurve durch Wahl des Geruchswerts bestimmt, bei welchem 50 ^ der Testpersonen den Geruch bemerken. Die berechneten Werte des von jedem Adsorber ausströmenden Geruchs werden mit den Geruchswerten des zuströmenden Gases verglichen und als "prozentuale Geruchsentfernung" von Tag zu Tag ausgedrückt. Man führt eine Trendanalyse durch, indem man den Logarithmus der "prozentualen Geruchsentfernung" gegen die Zeit aufträgt, und nimmt eine lineare Regressionsanalyse an diesen Vierten vor. Die Korrelationskoeffizienten zeigen in allen Fällen, daß die Methode der Kurvenanpassung eine verläßliche Darstellung der Werte mit einem Sicherheitsgrad von 99,9 $ erlaubt.

Die Testergebnisse sind aus Tabelle VI ersichtlich.

- 30 -

609844/1113

ORIGINAL INSPECTED

C-1146 Y

■14·

TABELLE VI

Verstrichene Geruch am
Zeit, Std. Einlaß,

Geruch des Abgases, Geruchseinheiten

*	94,1	tierucnse: heiten	Ln- mit NaOH und Feuch tigkeit imprägnier te Aktivkohle	BPL-Aktiv kohle
182,2	2350	5,1	16,8
325,1	5151	25	34
408,3	5750	231	377
528,8	6050	130	235
608,5	2201	74	221
752,8	5401	271	1080
875,2	2261	229	453
944,7	1314	209	*
1067,6	2814	281
1217,2	>11 000	2676
1341,0	2726	1363
1449,4	5501	1101
1577,0	1351	541
10 801	2161

- 31 -

<·; η Q fi /, /, / 1 1

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Entfernung von übelriechenden Substanzen aus sauerstoff enthaltenden Gasströmen» dadurch gekennzeichnet, daß man den betreffenden Gasstrom mit einer Aktivkohle in Berührung bringt, welche mit etwa 0,5 bis etwa 20 Gew. -$> NaOH und mit etwa 4 bis etwa 50 Gew.-^ Feuchtigkeit (jeweils bezogen auf das Gewicht der trockenen Aktivkohle) imprägniert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit etwa 5 bis etwa 10 Gew.-$ NaOH und mit etwa 10 bis etwa 40 Gew.-^ Feuchtigkeit (jeweils bezogen auf das Gewicht der trockenen Aktivkohle) imprägniert ist.

3. Verfahren zur Entfernung von übelriechenden schwefelhaltigen Verbindungen aus Sauerstoff enthaltenden Gasströmen, welche Verbindungen H₂S, Mercaptane und/ oder organische Sulfide darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß man den betreffenden Gasstrom mit einer Aktivkohle in Berührung bringt, welche mit etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-^ NaOH und mit etwa 4 bis etwa 50 Gew.-^ Feuchtigkeit (jeweils bezogen auf das Gewicht der trockenen Aktivkohle) imprägniert ist.

- 32 -

r: ρ ο Q / /. /¹Ii "ι

ORIGINAL SUSPECTED

C-1H6 Y

4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle mit etwa 5 t>is etwa 10 Gew.-fo NaOH und
mit etwa 10 bis etwa 40 Gew.-% Feuchtigkeit (jeweils
"bezogen auf das Gewicht der trockenen Aktivkohle)
imprägniert ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man die zur Adsorption der übelriechenden schwefelhaltigen Verbindungen verwendete Aktivkohle in einer zusätzlichen Stufe mit NaOH unter solchen Bedingungen
regeneriert, daß die Aktivkohle danach auch mit den in Anspruch 3 angegebenen Mengen von NaOH und Feuchtigkeit imprägniert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die entfernte übelriechende schwefelhaltige Verbindung H₂S ist.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten übelriechenden schwefelhaltigen Verbindungen Mercaptane und organische Sulfide sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet, daß die entfernte übelriechende schwefelhaltige Verbindung Methylmercaptan ist.

QT: Aktivkohle zur Entfernung von übelriechenden Substanzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit etwa 0,5 bis etwa
20 Gew.-Jö UaOH und mit etwa 4 bis etwa 50 Gew.-^ Feuchtigkeit (jeweils bezogen auf das Gewicht der trockenen Aktivkohle) imprägniert ist.

10. Aktivkohle nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß sie mit etwa 5 bis etwa 10 Gew.-56 NaOH und mit etwa 10

- 33 6098 4 4/1113

0-1H6I

bis etwa 40 Gew.-^ Feuchtigkeit (jeweils bezogen auf das Gewicht der trockenen Aktivkohle) imprägniert ist.

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