DE2926602A1 - Verfahren zur herstellung von aktivkohle - Google Patents

Description

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P 1 228

Beschreibung

zur Patentanmeldung

PETI NITROGENMÜVEK

Värpalota, Ungarn

betreffend

Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle mit einer großen spezifischen Oberfläche und gesteuerten Porengrößen. Die erfindungsgemäß hergestellte Aktivkohle ist in erster Linie zur Reinigung von

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industriellen Abwässern geeignet.

Es ist bekannt, daß bei vielen Verfahren der chemischen Industrie zur Entfernung der entstehenden Nebenprodukte beziehungsweise zur Reinigung des anfallenden Abwassers Aktivkohle verwendet wird. Infolge der Erhöhung der Umweltschutzprobleme wird heute bereits überall der größte Teil der erzeugten Aktivkohle für diese Zwecke eingesetzt. Bei der Herstellung von Aktivkohle sind deshalb in erster Linie die Belange dieses Anwendungsgebietes zu berücksichtigen.

Bei der Verwendung der Aktivkohle für Reinigungszwecke werden bestimmte Verbindungen beziehungsweise Verbindungsgruppen adsorbiert. Dieser Vorgang ist von der Größe des zu adsorbierenden Moleküles beziehungsweise der Porengröße der Aktivkohle bestimmt. Die richtige Wahl der Porengröße ist daher von außerordentlicher Bedeutungj die Wirksamkeit des Reinigungsvorganges beziehungsweise seine Wirtschaftlichkeit hängen von der richtig gewählten beziehungsweise eingestellten Porengröße ab. Darüberhinaus ist auch die Teilchengröße der Aktivkohle ein wichtiger Faktor bei der Adsorption. Hinsichtlich der Teilchengröße sind die Anforderungen je nach der angewandten Reinigungsverfahrenstechnik beziehungsweise -technologie verschieden. So muß zum Beispiel für eine geeignete Teilchengröße gesorgt werden, wenn die Aktivkohle in der zu reinigenden Flüssigkeit schweben oder aber sich innerhalb einer bestimmten Zeit absetzen soll; wesentlich ist die Teilchengröße auch bei den sogenannten Festschichtwaschtürmen, in welchen Teilchen, deren keine Verstopfungen herbeiführende Struktur im Laufe der Benutzung erhalten bleibt, verwendet werden müssen.

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Ferner ist es "bekannt, daß die Teilchengröße der Aktivkohle auf zweierlei Arten gesteuert werden kann: einerseits durch mechanische Behandlung, zum Beispiel durch Pressen, und andererseits durch eine entsprechende Verfahrensführung bei der Herstellung der Aktivkohle in der Weise, daß die ursprünglichen Teilchengrößen des verwendeten Ausgangsstoffes erhalten bleiben. Es ist also wesentlich, daß die Teilchengrößen mit einer möglichst geringen Zahl von Arbeitsgängen beziehungsweise mit einem möglichst geringen Arbeitsaufwand beherrscht und in Abhängigkeit vom späteren Anwendungsgebiet gesteuert werden können.

Die Herstellung von Aktivkohle betreffend existiert ein umfangreiches Eachschrifttum.

Beim am meisten verbreitet angewandten Herstellungsverfahren werden sogenannte chemische Carbonisierungsmittel, zum Beispiel Zinkchlorid, Oleum, Schwefelsäure oder Fhosphorsäure, eingesetzt. Das Wesen dieses Verfahrens besteht darin, daß die Carbonisierung des Ausgangsmateriales in Gegenwart eines der aufgeführten Carbonisierungsmittel durchgeführt wird. Gleichzeitig mit der Carbonisierung erfolgt auch eine Aktivierung. Dieses Verfahren hat jedoch zahlreiche Nachteile: Zum Beispiel ist die Ausbeute gering und bei der Bildung der Aktivkohle verändert sich der Ausgangsrohstoff stark, zerfällt und zerkrümelt. Der Grund für die niedrige Ausbeute liegt in erster Linie darin, daß durch die Wirkung der chemischen Carbonisierungsmittel die pflanzliche Struktur in einer Weise zersetzt wird, daß ein bedeutender Teil des

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Kohlenstoffgehaltes in Form von gasförmigen Zersetzungsprodukten entweicht.

Infolge der genannten Mangel ist die durch chemische Carbonisierung hergestellte Aktivkohle auch mit einem zu großen Aufwand verbunden, als daß sie in beträchtlichen Mengen für Zwecke des Umweltschutzes, zum Beispiel für die Abwasserreinigung, eingesetzt werden könnte.

Die zweite große Gruppe der bekannten Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle wird von den auf der thermischen Aktivierung beruhenden Verfahren gebildet. Die bisher bekannt gewordenen Verfahren dieser Art können jedoch nur bei Anwendung von sehr hohen Temperaturen und langen Verweilzeiten mit Erfolg durchgeführt werden.

Im folgenden werden für beide Verfahrenstypen einige konkrete Beispiele genannt.

In der US-Patentschrift 3 840 4-76 ist die in 2 Stufen erfolgende Aktivierung von Fluid-Koks beschrieben. Bei diesem Verfahren wird der kohlehaltige Ausgangsstoff zunächst mit einem sauerstoffhaltigen Gas bei 300 bis 400⁰C und dann mit einem 50% Dampf enthaltenden Gas bei 900 bis 1 100°C behandelt. Die durch dieses Verfahren hergestellte Aktivkohle ist, wie aus der Beschreibung der genannten Druckschrift hervorgeht, insbesondere zum Binden der in den Abwässern von Ölraffinerien enthaltenen organischen Verunreinigungen geeignet. Das Verfahren hat den erheblichen Nachteil, daß die Aktxvierungsdauer lang (etwa 7 his 20 Stunden)

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ist. Vie durch eigene Messungen festgestellt wurde, nimmt aber mit der Erhöhung der Aktivierungsdauer die spezifische Oberfläche stark ab.

In der US-Patentschrift 5 755.193 ist ein Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltiger Staubkohle beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein organisches Polymer in der konzentrierten Lösung eines anorganischen Halogenides oder Thiocyanates gelöst und die erhaltene viskose Flüssigkeit bei 700 bis 1 200°C carbonisiert, wobei zwischen den angegebenen Temperaturgrenzen die Temperatur zweckmäßig mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 2 bis 6°C/Minute erhöht wird. Der wesentliche Kachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Aufheizgeschwindigkeit gering und somit die Aktivierungsdauer lang ist.

In der ungarischen Patentschrift 165 759 ist ein Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle, bei welchem von einer organische Stoffe enthaltenden Schlammsuspension ausgegangen wird, beschrieben. Bei diesem Verfahren wird der Schlamm zuerst eingedickt und dann in einer reduzierenden Atmosphäre pyrolysiert. Dieses Verfahren hat aber den erheblichen Nachteil, daß die spezifische Oberfläche des her-

gestellten Produktes gering, nämlich nur etwa 32 m /g ist.

Aus der schweizerischen Patentschrift 511 192 ist ein Verfahren zur Herstellung einer aktivkohlehaltigen Filtermasse ausgehend von harzigem Holzmaterial bekannt. Bei diesem Verfahren wird das harzige Holzmehl mit 3»6 Gew.-% (auf das 15-bis 20-fache Volumen verdünnter) Schwefelsäure,

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"bezogen auf sein Gewicht, "behandelt und dann trocken destilliert, worauf dem gebildeten Verkohlungsprodukt Zusätze, zum Beispiel Teer, Pech und Zucker oder Melasse, zugesetzt werden und die erhaltene Masse hei 4^0 his 50O⁰C einer Wärmehehandlung unterzogen wird. Bei diesem Verfahren ist es nachteilig, daß 100 his 400 Gew.~% Zucker oder Melasse, bezogen auf das Gewicht des verkohlten Materiales, zugesetzt werden müssen, weswegen das Verfahren außerordentlich aufwendig und umständlich ist.

In der spanischen Patentschrift 426 440 ist ein Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle, hei welchem von Olivenkernen und ölpreßkuchen ausgegangen wird, beschrieben. Das Ausgangsmaterial wird durch Flotation gereinigt und dann bei 700 his 900⁰C in einer Stickstoffatmosphäre carhonisiert. Anschließend wird das Frodukt mit Zinkch]orid aktiviert. Dieses Verfahren hat jedoch den großen Nachteil, daß einerseits beim Carbonisieren hohe Temperaturen angewandt werden müssen und andererseits das verwendete Zinkchlorid zu einer Umweltverschmutzung führen kann und spezielle korrosionsfeste Vorrichtungen erfordert.

In der polnischen Patentschrift 72 9^8 ist ein kontinuierliches Betriebsverfahren zur Herstellung von Holzkohle beschrieben. Als Ausgangsstoff werden lignocellulosehaltige Holz, Sägespäne, Holzschnitzel oder Obstkerne» also nicht hjdrolysierte Materialien verwendet, wodurch nur eine Aktivkohle mit weniger guten Eigenschaften erzielbar ist. Die Aktivierung wird bei 700 bis 900⁰C in einer Wasserdampfatmosphäre in einer 1 Boden aufweisenden Retorte durchgeführt. Ein ähnliches Verfahren ist in der deutschen Patentschrift 737 332 beschrieben, wobei die Aktivierung

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"bei 1 000⁰C durchgeführt wird.

Ferner ist in der deutschen Offenlegungsschrift 20 52 507 ein Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle beschrieben. Als Ausgangsmaterial werden die beim sauren Aufschluß von xylosehaltigem pflanzlichem Material anfallenden Rückstände verwendet. In der Beschreibung ist angegeben, daß der saure Aufschluß mit verdünnten Mineralsäuren bei erhöhter Temperatur durchgeführt und als chemisches Carbonisierungsmittel Zinkchlorid oder Phosphorsäure verwendet wird. Dieses Verfahren hat jedoch den erheblichen Nachteil, daß die zum sauren Aufschluß verwendeten starken anorganischen Säuren (Mineralsäuren) die pflanzliche Struktur weitgehend abbauen, wozu noch die mit der Verwendung von Zinkchlorid oder Phosphorsäure als chemischem Carbonisierungsmittel verbundenen weiter oben erörterten großen Nachteile hinzukommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auch kontinuierlich durchführbares Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle, durch welches diese aus pflanzlichem Abfallmaterial wirtschaftlich und einfach durch Carbonisieren und Aktivieren ohne Verwendung von sauren oder alkalischen Mitteln oder Salzen, das heißt ohne Verwendung chemischer Carbonisierungsmittel, in beliebiger Porengröße hergestellt werden kann, wobei sich die Teilchengröße des Ausgangsmateriales während des Verfahrens im wesentlichen nicht ändert, der Kohlenstoffgehalt des Ausgangsmateriales möglichst vollständig als Aktivkohle zurückbleibt und die trotzdem noch in Form von flüchtigen Zersetzungsprodukten entweichenden kohlenstoffhaltigen Substanzen leicht zu behandeln sind, zu schaffen.

Die Erfindung beruht zum einen Teil auf der überraschenden Feststellung, daß als Ausgangsmaterial für

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Herstellung von Aktivkohle mit einer organischen Säure autokatalytisch partiell hydrolysierte pflanzliche Abfallstoffe, in erster Linie die Rückstände der Furfurolherstellung, mit Vorteil verwendet werden können. Es ist zum Beispiel aus der ungarischen Patentschrift 164· 886 bekannt, daß bei der von 50 bis 250⁰C und unter 2 bis 20 at durchgeführten Wasserdampfextraktion von pflanzlichem Abfallmaterial eine partielle Hydrolyse stattfindet, die durch die im Abfallmaterial enthaltenen und/oder aus dem Abfallmaterial durch Zersetzung freigewordenen organischen Säuren, insbesondere Essigsäure und/oder .Ameisensäure, autokatalysiert wird. Das so erhaltene Abfallmaterial enthält aus der Cellulose und dem Lignin stammende Zersetzungsprodukte, zum Beispiel Uronsäuren, Saccharide und Gallate, in einer Menge von etwa 6 bis 15 Gew.-%, und diese letztgenannten Verbindungen werden bereits bei verhältnismäßig niedriger Temperatur (um 150°C) carbonisiert beziehungsweise karamelisiert. Die im partiell hydrolysieren Abfallmaterial enthaltenen organischen Säuren katalysieren dessen Cracken und erhöhen dadurch die Geschwindigkeit der zum Carbonisieren führenden Reaktionen. So ist es möglich, das Carbonisieren ohne Verwendung von Carbonisierungsmitteln durchzuführen, und zwar bei niedrigeren Temperaturen und mit kürzerer Verweilzeit.

Eine weitere Grundlage der Erfindung ist die überraschende Peststellung, daß das im als Ausgangsstoff verwendeten pflanzlichen Abfallmaterial enthaltene auf Grund der vorhergehenden Hydrolyse in einer Menge von 10 bis 15"Gew.-% gebildete aus Furfurol, Furfurolharzzwischenprodukten und

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Furfurolharz bestehende Gemisch an der erwähnten Carbonisierung beziehungsweise Karamelisierung nicht teilnimmt, sondern als ein der Zersetzung entgegengesetzter Vorgang in Abhängigkeit vom Temperaturanstieg raumvernetzt wird. Wie bereits betont wurde, ist die zur vorhergehenden Hydrolyse verwendete Säure im als Ausgangsstoff verwendeten Abfallmaterial vorhanden und durch die Wirkung dieser Säure entsteht aus dem erwähnten aus Furfurol, Furfurolharzzwischenprodukten und Furfurolharz bestehenden Gemisch Furfurolharz. Dadurch kann das Produkt während des Carbonisierungsvorganges nicht zerkrümeln, sondern seine Teilchen behalten infolge des sich ausbildenden Harzgerüstes ihre ursprüngliche Größe.

Sowohl der beschriebene günstige Carbonisierungsvorgang als auch die Ausbildung des Harzgerüstes laufen jedoch nur dann ab, wenn das Ausgangsmaterial im Temperaturbereich von 150 bis 400⁰C mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 bis 40°C/Minute, insbesondere 10 bis 20°C/Minute, und im Temperaturbereich von 400 bis 600°C, in welchem die sogenannte Entgasung, das heißt die völlige Entfernung der flüchtigen Bestandteile vor sich geht, mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 15 bis 30°C/Minute wärmebehandelt wird. Die erfindungsgemäß vorgenommene Carbonisierung wird von der unter Einhalten der genannten Aufheizparameter bei 500 bis . 600°C und höchstens 30 Minuten lang durchgeführten Wärmebehandlung gebildet.

Ferner wurde überraschenderweise festgestellt, daß die gewünschten Teilchengrößen des Produktes dann erhalten

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werden können, wenn bei der sich an die Carbonisierung anschließenden Aktivierung das carbonisierte Material mit mindestens 1 der Aktivierungsmittel Wasserdampf, Kohlendioxyd und Rauchgas durch kontinuierliche Zuführung 1 Aktivierungsmittels oder eines Gemisches von mehreren Aktivierungsmitteln oder abwechselnde Zuführung mehrerer Aktivierungsmittel in der Weise aktiviert wird, daß es mit einer Verweilzeit von höchstens 30 Minuten auf höhere Temperaturen, insbesondere Temperaturen von 800 bis T 000⁰C, erhitzt wird.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Her·- stellung von Aktivkohle aus einem partiell hydrolysierten pflanzlichen Abfallmaterial durch dessen Carbonisieren und Aktivieren bei erhöhten Temperaturen mit mindestens 1 der Aktivierungsmittel Wasserdampf, Kohlendioxyd und Rauchgas, wobei entweder ein Aktivierungsmittel oder ein Gemisch von mehreren Aktivierungsmitteln kontinuierlich oder mehrere Aktivierungsmittel abwechselnd zugeführt wird beziehungsweise werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß als partiell hydrolysiertes pflanzliches Abfallmaterial ein mit einer organischen Säure autokatalytisch hydrolysiertes pflanzliches Abfallmaterial verwendet wird, dieses durch indirektes oder direktes Beheizen von 150 bis 400°C mit einer Aufhexzgeschwindigkeit von 10 bis 40°C/Minute und von 400 bis 600⁰C je nach der gewählten Wärmebehandlungstemperatur mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 15 bis 30°C/Minute aufgeheizt wird und bei 500 bis . 600⁰C höchstens 30 Minuten lang wärmebehandelt wird und schließlich des Aktivieren bei höheren Temperaturen mit einer Verweilzeit von höchstens 30 Minuten durchgeführt wird.

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Vorzugsweise wird das Aufheizen von I50 bis 400 C mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 bis 2O°C/Minute durchgeführt.

Ferner ist es bevorzugt, die höchstens 30 Minuten lange Wärmebehandlung bei einer Temperatur von mindestens 550^oC durchzuführen.

Weiterhin ist es bevorzugt, die Aktivierung bei einer Temperatur von 800 bis 1 000°0 durchzuführen.

Zweckmäßig wird das Aufheizen auf die Aktivierungstemperatur mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 bis 20°C/Minute, vorzugsweise 16 bis 20°C/Minute, durchgeführt.

Als organische Säuren, mittels derer das im erfindungsgemäßen Verfahren als Ausgangsmaterial verwendete hydrolysierte pflanzliche Abfallmaterial erhalten worden ist, dienen zweckmäßig die im Abfallmaterial enthaltenen-und/oder aus dem Abfallmaterial durch Zersetzung freigewordenen organischen Säuren, insbesondere Essigsäure und/oder Ameisensäure, ganz besonders die erstere.

Von den Hauptvorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens seien die folgenden erwähnt:

Die erfindungsgemäß hergestellte Aktivkohle weist die jeweilige vorher festgesetzte beziehungsweise vorherbestimmte Porengröße auf, ihre spezifische Oberfläche ist groß und die Ausbeute ist ausgezeichnet, so daß also die beim mit starken anorganischen Säuren durchgeführten bekannten Verfahren bestehenden Nachteile nicht auftreten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit geringem Aufwand auch kontinuierlich durchgeführt werden. Die erfindungsgemäß hergestellte Aktivkohle ist daher für die Zwecke des Umweltschutzes außerordentlich gut geeignet und ihre Herstellung selbst verursacht keinerlei Umweltverschmutzung.

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Bei der Aktivierung können durch geeignete Wahl von Parametern die durchschnittliche Porengröße und das Porenvolumen beziehungsweise bei der jeweiligen Charge die Porengroßenverteilung in Abhängigkeit vom Anwendungsgebiet der herzustellenden Aktivkohle gesteuert werden. Die Porengröße der durch das erfindungsgemäße Verfahren herge-

stellten Aktivkohle kann 5 "bis 1 000 A betragen. Zur Herstellung von Aktivkohle, deren Poren überwiegend 5 bis 100 A groß sind, wird zweckmäßig bei einer Temperatur von 800 bis 900⁰C und mit einer Verweilzeit von 3 bis 5 Minuten mit Wasserdampf oder mit einer Yerweilzeit von 20 bis 30 Minuten mit Kohlendioxyd oder Rauchgas aktiviert. Es kann jedoch auch so vorgegangen werden, daß die erwähnten Aktivierungsmittel miteinander vermischt oder abwechselnd verwendet werden.

Zur Herstellung von Aktivkohle, deren Foren überwiegend

100 bis 1 000 A groß sind, wird die Aktivierung zweckmäßig bei 900 bis 1 000⁰C und mit einer Verweilzeit von 20 bis 30 Minuten mit Kohlendioxyd oder Rauchgas beziehungsweise mit einer Verweilzeit von 7 "bis 10 Minuten mit Wasserdampf durchgeführt. Auch hier können die genannten verschiedenen Aktivierungsmittel im Gemisch miteinander oder abwechselnd verwendet werden.

Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zweckmäßig von getrocknetem Abfallmaterial ausgegangen. Die Korngröße dieses Materiales beträgt meistens 0,2 bis 20 mm und hängt von der Teilchengröße des zur sauren Hydrolyse verwendeten Ausgangsmateriales ab. Da sich die Teilchengröße des Ausgangsmateriales beim erfindungs'gemäßen Verfahren kaum ändert, fällt die Teilchengroße der hergestellten Aktivkohle im wesentlichen in diesen Bereich. ,

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Als Ausgangsstoff für das erfindungsgemäße Verfahren kmnen zum Beispiel die bei den in der ungarischen Patentschrift 164- 886 oder in der Schrifttumsstelle "Escher-Wyss Mitteilungen¹¹, 1969/2 - 1970/1, Seiten 69 Ms 77 "beschriebenen Verfahren erhaltenen Abfallstoffe, zweckmäßig die Rückstände der Furfurol- und Futterhefeherstellung, verwendet werden. Als Beispiele seien die aus Sägespänen, Maiskolben, Maisstroh, Holzschnitzeln, Reisschalen, Schilf oder Schilfschnitzeln durch saure autokatalytische Hydrolyse hergestellten Abfallstoffe genannt.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch von feuchtem, zum Beispiel ^% Feuchtigkeit enthaltendem, Material ausgegangen werden. In diesem Falle wird zweckmäßig auf die Anfangstemperatür des Aufheizabschnittes der Wärmebehandlung, das heißt auf 150 C, mit einer Geschwindigkeit von etwa 30°C/Minute. aufgeheizt, um das Material vorzutrocknen. Zum Aufheizen wird zweckmäßig Erdgas oder das von der Verbrennung der sich bei der Carbonisierung bildenden Zersetzungsprodukte stammende Rauchgas in direkter oder indirekter Beheizung verwendet.

Vährend der Carbonisierung kann durch die das zu carbonisierende Material enthaltende Reaktionsvorrichtung im Gleichstrom oder im Gegenstrom ein inertes Gas, zum Beispiel Stickstoff, Kohlendioxyd oder ein sonstiges sauerstoff-freies beziehungsweise sauerstoffarmes Gas (wie Rauchgas) hindurchgeleitet werden, was den Zweck hat, die Zersetzungsprodukte aus dem zurückbleibenden Kohlenstoffgerüst -gleichsam herauszuspülen.

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Des weiteren wird zweckmäßig in der Weise vorgegangen, daß aus dem bei der Carbonisierung erhaltenen Verkohlungsprodukt der kondensierbare Anteil, vorzugsweise mit einer Aceton/Kohlendioxyd-Kältemischung, ausgefroren und danach auf die Aktivierungstemperatür aufgeheizt und bei dieser aktiviert wird.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Es wurden 100 g eines lufttrockenen von der Furfurolherstellung aus Maiskolben stammenden Rückstandes in einem Pyrolyserohr verkohlt, wobei die Temperatur bis 200⁰C mit einer Geschwindigkeit von 16°C/Minute, von 200 bis 400°C mit einer Geschwindigkeit von 10°C/Minute und von 400 bis 600⁰C mit einer Geschwindigkeit von 16°C/Minute erhöht wurde, Dann wurde die Temperatur von 600°C 10 Minuten lang gehalten und das Material so carbonisiert. Währenddessen wurde mit einer Geschwindigkeit von 25 l/Stunde Stickstoff durch das Pyrolyserohr geleitet.

Von den erhaltenen Zersetzungsprodukten wurden die kondensierbaren in einer an das Pyrolyserohr angeschlossenen mit einer Aceton/Kohlendioxyd-Kältemischung gekühlten Falle ausgefroren. Wach der Beendigung der Entgasung wurde das Rohr im verwendeten Gasstrom abkühlen gelassen. Das'Produkt wurde in ein gut verschließbares Gefäß eingebracht. So wurden 36 bis 41 g (36 bis 41%) Verkohlungsprodukt erhalten.

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Das Verkohlungsprodukt wurde im Pyrolyserohr mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 16 bis 2O°C/Minute auf eine Temperatur von 900°C gebracht und bei dieser Temperatur 9 bis 15 Minuten lang aktiviert, indem bei dieser Temperatur mit einer Zuführungsgeschwindigkeit von 100 g/Stunde Wasser in das Rohr eingeführt und der aus dem Wasser entstehende Wasserdampf durch das Material geleitet wurde, wobei als Schleppgas Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 25 l/Stunde verwendet wurde. Wach der Beendigung der Aktivierung wurde das Pyrolyserohr unter Beibehaltung des Stickstoffstromes auf Zimmertemperatur abkühlen gelassen. Das Produkt wurde in einem gut verschließbaren Gefäß verschlossen. So wurden 20,5 bis 27 6 Aktivkohle erhalten, was einer Ausbeute von 57 bis 66%, bezogen auf das Verkohlungsprodukt, und einer Ausbeute von 20,5 bis 27%, bezogen auf den als Ausgangsstoff verwendeten Rückstand der Furfurolherstellung, entspricht.

Das Produkt hatte die folgenden Kennwerte:

Jodzahl: 6?0 bis 1 000 mg J,/g Probe Methylenblauzahl: 3 bis 7 cm* Methylenblau/0,1 g Probe.

Beispiel 2

Es wurden 100 g eines lufttrockenen von der Furfurolherstellung aus Holzschnitzeln stammenden Rückstandes in einem Pyrolyserohr verkohlt, wobei aie Temperatur bis 20d°C

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mit einer Geschwindigkeit von 16°C/Minute, von 200 bis 400°C mit einer Geschwindigkeit von 10°C/Minute und von 400 bis 55O⁰C mit einer Geschwindigkeit von 16°C/Minute erhöht wurde. Dann wurde das Material 10 Minuten lang bei 55O⁰C carbonisiert, wobei als inertes Gas Kohlendioxyd mit einer Volumgeschwindigkeit von 25 l/Stunde durch das Pyrolyserohr geleitet wurde.

Von den Zersetzungsprodukten wurden die kondensierbaren in einer an das Pyrolyserohr angeschlossenen mit einer Aceton/Kohlendioxyd-Kältemischung gefüllten Falle ausgefroren. Nach der Beendigung der Entgasung wurde das Pyrolyserohr in der zum Carbonisieren verwendeten Atmosphäre abkühlen gelassen. Das Produkt wurde in ein gut verschließbares Gefäß eingebracht. So wurden 36 bis 37 g (36 bis 37%) Verkohlungsprodukt erhalten.

10 g des erhaltenen Verkohlungsproduktes wurden im Pyrolyserohr mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 20°C/Minute auf eine Temperatur von 85O bis 95O⁰C gebracht. Diese Temperatur wurde 15 Minuten lang gehalten, wobei in das Rohr Wasser mit einer Zuführungsgeschwindigkeit von 30 g/Stunde und Kohlendioxyd mit einer Volumgeschwindigkeit von 25 l/Stunde eingeführt wurden. Das Aktivierungsmittel Wasserdampf wurde vom auch als Schleppmittel dienenden Kohlendioxyd durch das Rohr befördert. Nach der Beendigung der Aktivierung wurde das Pyrolyserohr in einer Stickstoffatmosphäre abkühlen gelassen. Das Produkt wurde in einem gut verschließbaren Gefäß verschlossen. So wurden 7,1 bis 7|3 g Aktivkohle erhalten, was einer Ausbeute von

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71 "bis 73% "bezogen auf das Verkohlungsprodukt und einer Ausbeute von 26 bis 27$, bezogen auf den Rückstand der Furfurolherstellung, entspricht.

Das Produkt hatte die folgenden Kennwerte;

Jodzahl: 500 bis 600 mg J/g Probe

Methylenblauzahl: 6 bis 10 cnr Methylenblau/0,1 gProbe

Patentansprüche

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Claims (4)

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle aus einem Partiell hydrolysierten pflanzlichen Abfallmaterial durch dessen Carbonisieren und Aktivieren bei erhöhten Temperaturen mit mindestens 1 der Aktivierungsmittel Wasserdampf, Kohlendioxyd und Rauchgas, wobei man entweder 1 Aktivierungsmittel oder ein Gemisch von mehreren Aktivierungsmitteln kontinuierlich oder mehrere Aktivierungsmittel abwechselnd zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß man als partiell hydrolysiertes pflanzliches Abfallmaterial ein mit einer organischen Säure autokatalytisch hydrolysiertes pflanzliches Abfallmaterial verwendet, dieses durch indirektes oder direktes Beheizen von 15O bis 4-00 C mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 bis 40°C/Minute und von 400 bis 600°C je nach der gewählten Wärmebehandlungstemperatur mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 15 bis 30°C/Minute aufheizt und bei 500 bis 600⁰G höchstens 30 Minuten lang wärmebehandelt und schließlich das Aktivieren bei höherer Temperatur mit einer Verweilzeit von höchstens 30 Minuten durchführt.

2.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Aufheizen von 15O bis 400°C mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10 bis 20°C/Minute durchführt.

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3.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß man die höchstens 30 Minuten lange Wärmebehandlung bei einer Temperatur von mindestens 55O⁰C durchführt.-

4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß man die Aktivierung bei einer Temperatur von 800 bis 1 00O⁰C durchführt.

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