DE3105887C2 - Verfahren zur Herstellung von Filterkörpern zur Feinfiltration von Fluiden - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Filterkörpern zur Feinfiltration von Fluiden

Info

Publication number
DE3105887C2
DE3105887C2 DE19813105887 DE3105887A DE3105887C2 DE 3105887 C2 DE3105887 C2 DE 3105887C2 DE 19813105887 DE19813105887 DE 19813105887 DE 3105887 A DE3105887 A DE 3105887A DE 3105887 C2 DE3105887 C2 DE 3105887C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carbon particles
carbon
binder
liquid
filter bodies
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.)
Expired
Application number
DE19813105887
Other languages
English (en)
Other versions
DE3105887A1 (de
Inventor
Erich K. Dipl.-Chem. Dr.rer.nat. 7120 Bietigheim-Bissingen Reinhardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schumacher Umwelt und Trenntechnik
Original Assignee
Schumacher'sche Fabrik & Co Kg 7120 Bietigheim-Bissingen De GmbH
Schumachersche Fabrik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19803006171 external-priority patent/DE3006171B1/de
Application filed by Schumacher'sche Fabrik & Co Kg 7120 Bietigheim-Bissingen De GmbH, Schumachersche Fabrik GmbH and Co KG filed Critical Schumacher'sche Fabrik & Co Kg 7120 Bietigheim-Bissingen De GmbH
Priority to DE19813105887 priority Critical patent/DE3105887C2/de
Publication of DE3105887A1 publication Critical patent/DE3105887A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3105887C2 publication Critical patent/DE3105887C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2055—Carbonaceous material
    • B01D39/2058—Carbonaceous material the material being particulate
    • B01D39/2062—Bonded, e.g. activated carbon blocks
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/022—Filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • 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
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/08—Special characteristics of binders
    • B01D2239/086—Binders between particles or fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10—Filtering material manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1241—Particle diameter

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von in sich starren Filterkörpern, die gänzlich aus Kohlenstoff bestehen. Dabei soll es das Verfahren ermöglichen, sowohl das adsorptive Verhalten als auch die filtrativen Eigenschaften solcher Filterkörper vorherbestimmen und somit aufgaben spezifische Filteradsorbenzien herstellen zu können. Die Filterkörper sollen insbesondere für den Einsatz bei höheren Temperaturen und unter chemischen Bedinungen, die mit Kohlenstoff kompatibel sind, geeignet und auch in extrem großen Abmessungen herstellbar sein. Zur Herstellung solcher Filterkörper wird eine Menge von porösen Kohlenstoffteilchen mit einer Füllflüssigkeit gefüllt. Die gefüllten Kohlenstoffteilchen werden anschließend an ihrer Oberfläche mit einem in der Flüssigkeit nicht löslichen oder mit ihr nicht mischbaren karbonisierbaren Bindemittel überzogen. Die gefüllten und überzogenen Kohlenstoffteilchen werden danach zur Formung des Filterkörpers verdichtet. Der dadurch entstandene Formkörper wird danach zum Entzug der in den Kohlenstoffteilchen vorhandenen Flüssigkeit und zum Aushärten des Bindemittels erwärmt, wobei dieses durch das Verdampfen der Flüssigkeit mit Poren durchzogen wird. Schließlich wird der Formkörper zum Karbonisieren des Bindemittels in nicht oxidierendem Milieu auf noch höhere Temperaturen erhitzt.

Description

a) der Menge von porösen Kohlenstoffteilchen wird 5Q lange Füllflüssigkeit zugeführt, bis diese zumindest überwiegend gefüllt sind,
b) die mit Füllflüssigkeit gefüllten Kohlenstoffteilchen werden an ihrer Oberfläche mit dem Bindemittel überzogen, das in der Füllflüssigkeit nicht löslich oder mit ihr nicht mischbar, jedoch karbonisierbar ist,
c) die Verdichtung erfolgt mit den flüssigkeitsgefüllten und außen mit Bindemittel versehenen Kohlenstoffteilchen,
d) der Formkörper wird zum Entzug der in den Kohlenotoffteilchen vorhandenen Füllflüssigkeit, zum Aushärten vrd Karbonisieren des Bindemittels erhim, wobei mindestens die Karbonisierung in nicht oxidierendem Milieu vorgenommen wird,
e) der Formkörper wird in nicht oxidierendem Milieu abgekühlt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pulverige bis feinkörnige und/oder faserförmige Kohlenstoffteilchen und/oder Kohlenstoff-Molekularsiebe verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Aktivkohleteilchen mit einer Teilchengröße zwischen 0,1 bis 2000 μιη, insbesondere 0,2 bis 200 μιη verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Füll* flüssigkeit der aus KohlenstoffteUchen gebildeten Menge unter Vakuum oder atmosphärischem Druck zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus Aktivkohle bestehende Teilchen bzw. aus dieser bestehende Molekularsiebe verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine Substanz in flüssiger, trocken pulveriger oder gelöster Form verwendet wird, wobei in letzterem Falle das Bindemittel in einem Lösungsmittel gelöst wird, das beim Erwärmen des Formkörpers auf Temperaturen unterhalb des Siedebereichs der Füllflüssigkeit verdampft.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bindemittel in trocken pulveriger Form verwendet wird, dessen Erweichungstemperatur bzw. Warmhärtetemperatur unter dem Siedebe
reich der Füllflüssigkeit liegt
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ais Bindemittel ein insbesondere pulveriges warmhärtendes synthetisches Harz,
insbesondere mit einem Kohlenstoffgehalt von mindestens 40 Gew,-% verwendet wird,
9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Pech, insbesondere pulveriges Steinkohlenteerpech verwendet
ίο wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung des flüssigkeitsgefüllten und mit Bindemittel versetzten Gekörnes und/oder der Fasern aus
ι; Kohlenstoff, insbesondere Aktivkohle bei Temperaturen der Atmosphäre durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10, wobei als Bindemittel ein insbesondere pulveriges synthetisches Harz oder Pech Verwendung findet, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmbehandlung des Formkörpers in Abhängigkeit von der Erweichungs- bzw. Warmhärtungstemperatur des synthetischen Harzes bei Temperaturen zwischen 90° und 200° oder in Abhängigkeit von der spezifischen Erweichungstemperatur des verwendeten Pechs durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 11, wobei als Bindemittel ein insbesondere pulveriges, synthetisches Harz oder Pech Verwendung findet, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bindemittel pulverisierter Kohlenstoff, insbesondere feinstpulverisierte Aktivkohle bis max. 50 Gew.-% der Menge des synthetischen Harzes oder des Peches zugemischt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 6, wobei als Bindemittel eine flüssige Substanz Verwendung findet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einsteilung einer für die Verarbeitung der flüssigen Substanz günstigen Viskosität von 10 bis lOOmP-s ein oberhalb 2000C flüchtiges feineo Pulver aus kohlenstoffhaltigem organischem Material, z. B. Mehl, Holz, Zellulose, suspendiert wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Filterkörpern zur Feinfiltration von Fluiden, mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
Es ist bereits gemäß D-AS 22 27 533 ein Fertigungsverfahren für Filterkörper bekannt, bei dem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 die Poren der Kohlenstoffteilchen gegenüber der Umgebung in geringerem
Umfange verschlossen werden, so daß sich solche Filterkörper gegenüber denjenigen nach den anderen Verfahren hergestellten Filterkörpern durch ein etwas
höheres Adsorptionsvermögen auszeichnen.
Des weiteren sind bereits Verfahren zur Herstellung
M) von Filterkörpern, deren Hauptbestandteil Kohlenstoff ist, in einer Vielzahl bekannt und beispielsweise in der DE-OS 15 17 298 sowie in den US-PS 34 74 600, 17 715 beschrieben. Hierbei werden aus Kohlenstoff bestehende Körner mit einem thermoplastischen bzw. thermohärtenden Bindemittel gegenseitig miteinander verbunden, indem ein Gemisch aus solchen Kohlenstoffkörnern und pulverisiertem Bindemittel erwärmt und in der Wärme unter Druck zu einem selbsttragenden
Filterkörper verformt "vird. Nachteilig ist jedoch, daß die Poren der Kohlenstoffkörner durch den bei der Warmbehandlung durch das geschmolzene Bindemittel entstehenden Film überwiegend verstopft werden, wodurch die die FHterkörper durchströmenden Gase die zu adsorbierenden Stoffe erheblich verzögert abgeben. Zum andern resultiert aus dem Porenverschluß eine beträchtliche Verringerung der Gesamtadsorptionskapazität und der Adsorptionsgeschwindigkeit des Kohlenstoffes.
Sämtlichen vorstehend zitierten Fertigungsverfahren ist jedoch gemeinsam, daß sie lediglich die Herstellung von starren oder in sich elastischen Filterkörpern ermöglichen, deren technische Eigenschaften durch das Vorhandensein von adsorptansunwirksamen und auch nicht aus Kohlenstoff bestehenden Bindemitteln wesentlich bestimmt werden.
Aus der DE-AS 26 24 663 ist bereits ein Verfahren bekannt, n»<t dessen Hilfe sich kohlenstoffhaltige Adsorptionsmittel als Formling von bis zu 3 mm Durchmesser und bis zu 7 mm Länge herstellen lassen.
Ein Vorzug dieses Verfahrens soll darin bestehen, besonders dünne Formlinge mit einem Durchmesser unter 1 mm fertigen zu können. Die Möglichkeit, durch gezielte Beeinflussung des Mikroporensystenrs die Adsorptionskinetik zu kontrollieren, ist beschrieben.
Dieses Verfahren benutzt jedoch kohlenstoffhaltige Rohstoffe, die in schwierig zu kontrollierender Weise erst während der Herstellung in Kohlenstoff umgewandelt werden. w
Der Einsatzbereich solcher Filterkörper ist durch die chemische und thermische Beständigkeit stark eingeengt
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Filterkörpern aus J5 Kohlenstoff zu schaffen, das es ermöglicht, sowohl das adsorptive Verhalten als auch die filtrativen Eigenschaften solcher Filterkörper vorherbestimmen und damit aufgabenspezifische Filteradsorbentien herstellen zu können, wobei solche Filterkörper auch für den Einsatz 4» bei höheren Temperaturen und unter chemischen Bedingungen, die mit Kohlenstoff kompatibel sind, geeignet und in extrem großen, verfahrenstechnisch interessanten Abmessungen herstellbar sein sollen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Verfahrensscbritte.
Gemäß diesem Verfahren werden somit die Kohlenstoffteilchen vor dem Überziehen mit karbonisierbarem Bindemittel mit einer Flüssigkeit, die organisch und/ '■< > oder anorganisch sein kann, gefüllt, so daß beim Erwärmen des nach dem Überziehen der Kohlenstoffteilchen geformten Filterkörpers die Flüssigkeit verdampft und dabei durch das bei dieser Wärmebehandlung zugleich aushärtende Bindemittel diffundiert, υ wobei im Bindemittel durchlässige Poren erzeugt werden. Es werden somit sowohl die Poren der Kohlenstoffteilchen als auch deren Ausgänge an der äußeren Oberfläche der Kohlenstoffteilchen vollkommen freigehalten. Durch Erhitzen des Formkörpers in nicht oxidierendem Milieu wird schließlich das durchlässig gewordene Bindemittel verkohlt, wodurch endlich die angestrebte monolithische Ausbildung des Filterkörpers ganzheitlich aus Kohlenstoff erreicht wird, der auch bei Temperaturen bis z. B. 10000C in nicht oxidierender Atmosphäre beständig ist.
Die beabsichtigte Vorherbestimmbarkeit des adsorptiven Verhaltens sowie der filtrativen Eigenschaften erfindungsgemäßer Filterkörper ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren dadurch, daß Adsorptionsgeschwindigkeit, und Adsorptionskapazjtät in den Kolhlenstoffteilchen des Endprodukts erhalten bleiben, und die filtrativen Eigenschaften durch die Wahl der Größenverteilung der Kohlenstoffteilchen bestimmt werden können.
Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Filterkörper setzt sich somit aus primärer und sekundärer Kohle zusammen, wobei die durch die Kohlenstoffteilchen gebildete primäre Kohle von Anfang an unverändert bleibt, während die sekundäre Kohle durch die Karbonisierung des Bindemittels erzeugt wird, und durch den Karbonisierungsprozeß aus dem Bindemittel ein poröses Stützgerüst entsteht, durch das Kohlenstoffteilchen zu einem stabilen monolithischen Gefüge miteinander verwachsen.
Die Eigenschaften der durch die Karbonisierung sekundär gebildeten Kohle, insbesondere Aktivkohle, sind dabei von denen der primären Kohle unabhängig.
Die Möglichkeit, definiert multimodale Porengrößenverteilungen nach dem erfindungsgerr.iijen Verfahren zu erreichen, erschließt auch im Porengrödenintervall zwischen den reinen Adsorptionsporen bei etwa 20 A und den reinen Filtrationsporen oberhalb von etwa 0,1 μιτι (1000 Ä) zum Beispiel den Anwendungsbereich der stereo spezifischen Adsorption von Makromolekülen mit Molmassen in der Größenordnung über 10 000.
So läßt sich beispielsweise eine überraschend große Wirksamkeit von erfindungsgemäß hergestellten Filterkörpern zum Entfernen von z. B. Toxinen, u. a. von Pyrogenen aus Flüssigkeiten durch Adsorptionsfiltration bei Kontaktzeiten von etwa 1 Minute durch diese StereospezifitäJ erklären.
Im Vergleich zu den herkömmlich geformten Filterstäbchen aus Kohlenstoff oder Kohlenstoff-Molekularsieben, die nur in der Größenordnung von maximal einigen Millimeter Abmessung verfügbar sind, lassen sich die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Monolithe aus Kohlenstoff in jeder praxisbezogenen Querschnittsform und Dimensionierung bei außergewöhnlich hoher mechanischer Festigkeit herstellen.
So ist es möglich, z. B. hohlzylindrische Filterkörper mit einem Außendurchmesser bis zu 300 mm und mehr und bis zu Längen von über 1000 mm herzustellen. Ebenso lassen sich aus Kohlenstoffteilchen monolithische Vollzylinder in solchen Abmessungen sowie quaderförmige Platten oder Blöcke mit Kantenlängen bis zu 300 mm oder mehr fertigen.
Für einen erfindungsgemäß hergestellten monolithischen Hohlzylinder mit einem mittleren Durchmesser der Filtrationsporen von etwa 3 μηι in den Abmessungen 70 mm Außendurchmesser, 30 mm Innendurchmesser f»nd iODO mm Länge liegt der Berstdruck oberhalb 15 bar.
Die Erfindung basiert somit auf der Erkenntnis, aus Kohlenstoff bestehende monolithische Filterkörper dadurch herstellen zu können, daß Kohlenstoffteilchen durch zwischen diesen an Ort und Stelle neu gebildete Kohle, insbesondere Aktivkohle derart miteinander verbunden werden, daß schließlich ein den Filterkörper bildendes kohlegebundenes Agglomerat vorliegt
Die primäre Kohle kann in pulveriger bis feinkörniger und/oder faserförmiger Form und/oder als Kohlensioff-Molekularsieb verwendet werden. Die in dieser Form zur Verwendung kommende primäre Kohle wird man vorteilhaft mit einer Teilchengröße zwischen 0,1 bis
2000 μπι, insbesondere 0,2 bis 200 μπι verarbeiten, wobei die der aus Kohlenstoffteilchen gebildeten Menge zuzuführende Füllflüssigkeit unter Vakuum oder atmosphärischem Druck zugeführt werden kann. Unter der kapillaren Saugwirkung der Poren der Kohlenstoff- > teilchen werden sich diese bis zur äußersten geometrischen Oberfläche mit Füllflüssigkeit vollsaugen.
Als besonders günstig hat es sich hierbei erwiesen, wenn aus Aktivkohle bestehende Teilchen bzw. aus dieser bestehende Molekularsiebe verwendet werden, ι ο so daß hergestellte monolithische Filterkörper gänzlich aus einem Grundstoff bestehen, sofern ein Bindemittel Verwendung findet, dessen Erweichungstemperatur bzw. Warmhärtetemperatur unter dem Siedebereich der Füllflüssigkeit liegt und zu Aktivkohle karbonisier- ü bar ist.
Als Bindemittel kann eine Substanz in flüssiger, trocken pulveriger oder gelöster Form Verwendung finden, wobei in letzterem Falle ein Lösungsmittel zu verwenden ist, das bei Erwarmen des Formkorpers -'< > verdampft, jedoch einen niedrigeren Siedepunkt besitzt als die Füllflüssigkeit.
Die Füllflüssigkeit wirkt bei einem trocken pulverigen Bindemittel als Haftmittel zwischen den Kohlenstoffbzw, den Aktivkohleteilchen und dem Bindemittel, -'i während hingegen bei Verwendung eines flüssigen oder gelösten Bindemittels die Füllflüssigkeit ein Eindringen des Bindemittels in die Poren der Kohlenstoff- bzw. Aktivkohleteilchen verhindert.
In jedem Falle muß das Bindemittel derart beschaffen so sein, daß es dem aus Kohlenstoff- bzw. Aktivkohleteilchen und Bindemittel gebildeten Gemenge beim verdichtenden Formgebungsprozeß diesem so lange ausreichend Grünstandfestigkeit verleiht, bis nach der sich anschließenden Wärmebehandlung zum Verdampfen der Füllflüssigkeit und zum Aushärten des Bindemittels der Formkörper als starres, selbsttragendes Gefüge vorliegt.
Zum Karbonisieren des organischen Bindemittels ist es notwendig, und günstig, den Formkörper auf Temperaturen zwischen 900 bis 15000C in nicht oxidierender Atmosphäre zu erhitzen.
Kommt zur gegenseitigen Verbindung der Kohlenstoff- bzw. Aktivkohleteilchen als Bindemittel ein pulveriges warmhärtendes synthetisches Harz oder ein ·<5 Pech, ζ. B. pulveriges Steinkohlenteerpech, zur Verwendung, kann die Warmbehandlung des Formkörpers in Abhängigkeit von der Erweichungs- bzw. Warmhärtungstemperatur des Harzes bei Temperaturen zwischen 90° und 2000C oder von der spezifischen Erweichungstemperatur des verwendeten Pechs durchgeführt werden.
Die Verdichtung des aus Kohlenstoff- bzw. Aktivkohleteilchen und Bindemittel gebildeten Gemenges zur Formgebung des Filterkörpers kann mit Hilfe an sich bekannter Formgebungsverfahren, wie Rütteln, Stampfen, Pressen und Extrudieren bewerkstelligt werden, wobei die Formlinge in der Form oder nach dem Ausformen der Wärmebehandlung zwecks Verdampfen der Füllflüssigkeit und/oder des Lösungsmittels unter- w zogen werden können.
Sofern als Bindemittel ein pulveriges synthetisches Harz oder Pech Verwendung findet, lassen sich Filterkörper mit größtmöglichem Gehalt an Kohlenstoff herstellen, wenn dem Bindemittel feinstpulverisierte Aktivkohle bis max. 50 Gew.-% der Menge des synthetischen Harzes oder des pulverisierten Pechs zugemischt wird.
Bei Verwendung eines Bindemittels in Form einer flüssigen Substanz kann zur Einstellung einer für die Verarbeitung besonders günstigen Viskosität ein oberhalb 200° C flüchtiges feines Pulver aus kohlenstoffhaltigem organischem Material, z. B. Mehl, Holz oder Zellulose, suspendiert werden.
Diese karbonisierbaren Zusätze erhöhen vorteilhaft im Endprodukt die Dichte des die Teilchen aus primärer Aktivkohle zusammenhaltenden Gefüges aus sekundärer Aktivkohle und damit die Adsorptionskapazität und die mechanische Festigkeit des Agglomerate.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Filterkörpers dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 ein Bruchstück des Filterkörpers,
Y i g. 1 einen in F i g. I durch einen strichpunktierten Kreis angedeuteten Ausschnitt des Bruchstückes in stark vergrößertem Maßstab.
Wie das in Fig. 1 dargestellte Bruckstück des Filterkörpers zeigt, besteht dieser gänzlich aus Kohlenstoff, z. B. Aktivkohle. Dabei sind die aus primärer Aktivkohle bestehenden Teilchen 10 so miteinander verbunden, daß sie ein starres monolithisches Gefüge bilden. In diesen Aktivkohleteilchen 10 befinden sich Transportporen 12.
Die gegenseitige Verbindung der Aktivkohleteilchen 10 wird dadurch erreicht, daß sie, nachdem sie mit einer Füllflüssigkeit gefüllt wurden, an ihrer Oberfläche mit einem karbonisierbpren Bindemittel 14 überzogen worden sind, das mit der Füllflüssigkeit nicht mischbar bzw. in dieser nicht löslich ist.
Nachdem die mit Flüssigkeit gefüllten und mit dem Bindemittel 14 überzogenen Aktivkohleteilchen 10 zur Formung eines Filterkörpers verdichtet worden sind, wird dieser ausgehärtet. Dabei verdampft die Flüssigkeit und diffundiert durch das aushärtende Bindemittel 14. wodurch in diesem durchlässige Puren erzeugt werden.
Durch Karbonisieren des ausgehärteten Filterkörpers in nicht oxidierendem Milieu wird das Bindemittel 14 schließlich in sekundäre Aktivkohle umgewandelt, wobei zwischen den primären Aktivkohleteilchen 10 Filtrationsporen 16 verbleiben, die zum überwiegenden Teil vom porösen Bindemittel 14 umschlossen sind.
Durch den Karbonisierungsprozeß wird durch das Bindemittel 14 ein poröses Stützgerüst geschaffen, durch welches die primären Aktivkohleteilchen 10 zu einem stabilen monolithischen Gefüge miteinander verwachsen.
Das nachstehende Flußdiagramm veranschaulicht die Reihenfolge der einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Für die Herstellung eines Filterkörpers, der in fertigem Zustand zum Beispiel gänzlich aus primärer und; sekundärer Aktivkohle besteht, werden verwendet:
Primäre Aktivkohle in gepulvertem
Zustand 64,5 Gew.-%
Füllflüssigkeit 14,0 Gew.-%
Karbonisierbares Bindemittel 213 Gew.-%
Flußdiagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zur Herstellung von Filterkörpern aus Kohlenstoff
< t
Primäre Aktivkohleteilchen (10) mit Füllflüssig
keit füllen.
überziehen der mit Flüssigkeit gefüllten primären
Aktivkohleteilchen (10) mit karbonisierbarem Bin
demittel (14).
Formgebung des Filterkörpers durch Verdichten der flüssigkeitsgefüllten und oberflächlich mit Bindemittel (14) überzogenen Aktivkohle- bzw. Kohleteilchen (10).
Aushärten des Bindemittels (14) und Verflüchtigen der in den primären Aktivkohleteilchen (10) vorhandenen Füllflüssigkeit.
Karbonisieren des ausgehärteten Bindemittels (14) in nicht oxidierendem Milieu.
Abkühlung des Formkörpers in nicht oxidierendem Milieu.
Gegebenenfalls mechanische Bearbeitung auf Fertig-
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche;
1. Verfahren zur Herstellung von Filterkörpern, insbesondere zur Feinfiltration von Fluiden, bei dem eine Menge von aus Kohlenstoff bestehenden Teilchen mit einem fein verteilten Bindemittel gemischt und dadurch die Kohlenstoffteilchen an ihrer Oberfläche mindestens teilweise mit diesem überzogen werden und bei dem das aus den Koblenstoffteilchen mit an diesen anhaftendem Bindemittel gebildete Gemenge zur Formung eines Füterkörpers verdichtet wird, wobei unter Anwendung von Wärme ein gegenseitiges Aneinanderheften der Kohlenstoffteilchen erzielt wird, deren Poren gegenüber der Umgebung mindestens teilweise offen bleiben, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
DE19813105887 1980-02-19 1981-02-18 Verfahren zur Herstellung von Filterkörpern zur Feinfiltration von Fluiden Expired DE3105887C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813105887 DE3105887C2 (de) 1980-02-19 1981-02-18 Verfahren zur Herstellung von Filterkörpern zur Feinfiltration von Fluiden

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803006171 DE3006171B1 (de) 1980-02-19 1980-02-19 Verfahren zur Herstellung von Filterkoerpern aus Aktivkohle zur Feinfiltration von Fluiden
DE19813105887 DE3105887C2 (de) 1980-02-19 1981-02-18 Verfahren zur Herstellung von Filterkörpern zur Feinfiltration von Fluiden

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3105887A1 DE3105887A1 (de) 1982-02-18
DE3105887C2 true DE3105887C2 (de) 1983-07-14

Family

ID=25783809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813105887 Expired DE3105887C2 (de) 1980-02-19 1981-02-18 Verfahren zur Herstellung von Filterkörpern zur Feinfiltration von Fluiden

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3105887C2 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4772508A (en) * 1986-01-24 1988-09-20 Brassell Gilbert W Activated carbon-carbon composite of high surface area and high compressive strength
JPH07108365B2 (ja) * 1986-10-18 1995-11-22 鐘紡株式会社 空気分離法およびその装置
ES2086915T3 (es) * 1992-01-29 1996-07-01 Domme Isfried Procedimiento para la fabricacion de una unidad de filtro, asi como unidad de filtro fabricada segun este procedimiento.
DE102011050769A1 (de) * 2011-05-31 2012-12-06 Sven Pracht Filterelement und Filter für Rauchwaren sowie ein Verfahren zum Herstellen des Filterelementes

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6503013A (de) * 1964-03-23 1965-09-24
US3217715A (en) * 1965-05-24 1965-11-16 American Filtrona Corp Smoke filter and smoking devices formed therewith
US3474600A (en) * 1967-09-22 1969-10-28 Pittsburgh Activated Carbon Co Bonded carbon article
NL167609C (nl) * 1971-06-07 1982-01-18 Norit Nv Werkwijze voor het vervaardigen van poreuze voorwerpen van met een bindmiddel gebonden korrels actieve kool.
DE2624663C3 (de) * 1976-06-02 1980-05-22 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Verfahren zum Herstellen von kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmitteln

Also Published As

Publication number Publication date
DE3105887A1 (de) 1982-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3781419T2 (de) Aktivierte zusammenstellung mit grosser oberflaeche und von hoher druckfestigkeit.
DE3789996T2 (de) Verfahren zur Herstellung von porösen Formteilen.
DE69320451T2 (de) Mit Kohlenstoff überzogene inorganische Substrate
DE2426814A1 (de) Knochenprothese und verfahren zu deren herstellung aus graphit
DE1280513B (de) Verfahren zur Herstellung eines poroesen Formkoerpers
DE1202702B (de) Verfahren zur Herstellung von dichten Gegenstaenden aus Kohlenstoff
DE3881669T2 (de) Wärmeresistenter Verbundkörper und Verfahren zu seiner Herstellung.
DE3224192A1 (de) Bremsscheibe aus einem kohlenstoff-kohlenstoff-verbundwerkstoff und verfahren zu ihrer herstellung
DE60010845T3 (de) Geformtes Verbundmaterial für Bremsen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3024200A1 (de) Verfahren zur herstellung von kohlenstoff-kohlenstoffaserzusammensetzungen zur verwendung als flugzeugbremsscheiben
EP0175877B1 (de) Polygranularer Kohlenstoffkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69619065T2 (de) Methode zum Herstellen von Aktivkohlenstoffkörpern mit Adsorptionseigenschaften
DE60029298T2 (de) Bremsscheibe für eine Scheibenbremse
DE3305529C2 (de)
DE3413646A1 (de) Undurchlaessige, kohlenstoffhaltige formkoerper und verfahren zu deren herstellung
DE1227373B (de) Verfahren zur Herstellung von feinporigen Kohlenstofformkoerpern
DE3876913T2 (de) Herstellung von kohlenstoffhaltigen pulvern und ihre granulierung.
DE19834542C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Verstärkungsfasern enthaltenden Körpern, danach erhältliche Körper, Verfahren zum Fügen der so erhaltenen Körper, Gefügte Körper und Anwendung des Fügeverfahrens
DE3105887C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Filterkörpern zur Feinfiltration von Fluiden
DE3006171B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Filterkoerpern aus Aktivkohle zur Feinfiltration von Fluiden
DE3305530C2 (de)
EP1283820A1 (de) Keramisches material mit hoher porösität in gekörnter form
DE102015221853A1 (de) Verfahren zur Herstellung von kohlenstoffhaltigen keramischen Bauteilen
DE3147902A1 (de) Verfahren zur herstellung von kaltgepressten schleifscheiben
EP2053029A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines carbidkeramischen Bauteils und carbidkeramisches Bauteil

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: SCHUMACHER GMBH & CO KG, 7180 CRAILSHEIM, DE

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: SCHUMACHER UMWELT- UND TRENNTECHNIK GMBH, 7180 CRA

8339 Ceased/non-payment of the annual fee