DE3410892C2 - Auf der Basis von Steinkohle hergestellter Aktivkoks und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Auf der Basis von Steinkohle hergestellter Aktivkoks und Verfahren zu dessen Herstellung

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Description

Gegenstand der Erfindung ist ein auf der Basis von Steinkohle hergestellter Aktivkoks in der Form von Granulaten sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Bei der Verwendung von Aktivkoks für Haufwerke oder SchUttungen, die von einem zu behandelnden Medium durchströmt werden, sind Aktivkoksgranulate erforderlich, die einen hinreichenden Lückenraum für das durchströmende Medium belassen. Insbesondere bei der Behandlung von Rauchgasen zur Entschwefelung und auch zur Entstickung sind diese Lückenräume zwischen den Granulaten von erheblicher Bedeutung, um durch intensive Berührung der Gasteilchen mit der Oberfläche des Aktivkokses auf möglichst kurzem Wege den gewünschten Stoffaustausch bzw. die Adsorp tion der Schadstoffe an der Aktivkohle zu erreichen. Die Größe der Granulate bestimmt dabei den jeweiligen lokalen Lückenraum in dem Haufwerk. Trotz der wünschenswerten größeren Lückenräume in dem Haufwerk, werden bisher die Aktivkoksgranulate nur mit relativ geringen Abmessungen in der Größenordnung von einigen mm hergestellt und verwendet. Dies liegt im wesentlichen daran, daß die Herstellung von Aktivkoks verhältnismäßig teuer ist und der Stoffaustausch bzw.
ίο die Adsorption nur in einer verhältnismäßig dünnen Oberflächenschicht der Granulate erfolgt Demgemäß bieten kleinere Granulate bei einem geringeren Bedarf an Aktivkoks eine größere Oberflächenschicht als Granulate größerer Durchmesser. Des weiteren bereitet es
M Schwierigkeiten, Granulate größerer Durchmesser mit der notwendigen Festigkeit herzustellen, zumal bei der Verwendung der Granulate in Haufwerken oder Schüttungen diese Granulate einem erheblichen und stark wechselnden Druck insbesondere dann ausgesetzt sind, wenn die Haufwerke oder Schüttungen durch einen υνιιανιιινννι ugi.itiuuun.iiuwnvgi nviuSik
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Aktivkoks in der Form von Granulaten der einleitend genannten Art so auszubilden, daß Granulate größerer Abmessun gen zur Schaffung entsprechend größerer Lückenräume in Haufwerken oder Schüttungen wirtschaftlich herstellbar sind, die tine günstige Ausnutzung der für die einzelnen Granulate benötigten Aktivkoksmenge gestatten und die darüber hinaus auch eine relativ hohe
Druckfestigkeit aufweisen.
Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnen sich die eingangs genannten Granulate erfindungsgemäß dadurch, daß sie einen inaktiven abriebfesten Kern aus keramischem Werkstoff und eine auf dem Kern haften de Ummantelung aus dem Aktivkoks aufweisen.
Die höhere Ausnutzung der für die einzelnen Granulate benötigten Aktivkoksmenge beruht nicht nur darauf, daß der Kern der Granulate aus dem genannten inaktiven keramischen Werkstoff besteht, sondern sie beruht auch auf der Erkenntnis, daß durch die nunmehr mögliche Vergrößerung der Lückenräume in Schüttun-' gen oder Haufwerken eine intensivere Verwirbelung der Gase innerhalb dieser Lückenräume erfolgt und somit eine häufigere Berührung der Gasteilchen mit der Oberflächenschicht der Granulate erreicht wird, und hierdurch die Effektivität des Stoffaustausches bzw. der Adsorption erheblich verbessert werden kann. Hinzu kommt, daß bei größeren Lückenräumen in den Haufwerken höhere Strömungsgeschwindigkeiten der durch die Haufwerke hindurchgeförderten Gase bei geringem Druckverlust erreichbar sind, wodurch auch eine Steigerung der strömungsmechanischen Effektivität bei der Verwendung der neuen Granulate erzielt wird, die besonders im Zusammenhang mit der Rauchgasreinigung von Interresse ist, jedoch überall dort zur Wirkung kommt, wo durchströmte bewegte Haufwerke oder Schüttungen der Granulate verwendet werden.
Zweckmäßig ist es, wenn die Granulate einheitliche Längs- und Querabmessungen bzw. einen Durchmesser zwischen 6 bis 25 mm aufweisen. Bei diesen Abmessungen ergeben sich günstige Lückenräume, die zu den vorgenannten Wirkungen führen. Bei den genannten Abmessungen ergibt sich auch ein günstiges Verhältnis der Oberflächenschichten zu den Lückenräumen zwi-
b5 sehen den Granulaten.
Vorteilhaft ist es, wenn der Kern der Granulate aus einem aluminosilikathaltigen geblähten Rohstoff besteht. Derartige Kerne sind einerseits im Gewicht leicht
3 4
und hinreichend wärmefest Sie bieten darüber hinaus ner Trocknungs- und Schwelbehandlung ausgesetzt . eine entsprechend strukturierte Oberfläche, um günsti- werden. In dem vorgenannten Falle können die gleichen ge Haftwirkungen mit der auf dem Kern aufgebrachten Bindemittel verwendet werden, wie sie bereits im Zu-Ummantclung zu gewährleisten. sammenhang mit dem anderen Verfahren beschrieben
J Der Kern kann jedoch auch aus einem anderen kera- 5 wurden. Da bereits gemahlener Aktivkoks für die Ummischen Werkstoff, beispielsweise gebrannten Ton, be- mantelung verwendet wurde, erübrigt sich die nach der stehen. Wichtig ist, daß der Kern neben der erforderli- Ummantelung erforderliche Aktivierungsbehandlung, chen Druckfestigkeit hinreichend wärmefest ist und ei- Stattdessen ist lediglich eine Trocknungs- und Schweine entsprechende Haftfähigkeit der Ummantelung auf behandlung vorgesehen, wobei die Temperaturfühlung der äußeren Oberfläche des Kernes ermöglicht 10 in dieser Trocknungs-und Schwelbehandlung sich nach
Die Ummantelung der Granulate weist zweckmäßig der Art des Bindemittels richtet, wobei durch diese Beeine Schichtdicke zwischen 1 und 3 mm auf, wobei mit handlung erreicht werden soll, daß eine weitgehende zunehmendem Kerndurchmesser auch zweckmäßig die chemische Umsetzung des Bindemittels erfolgt und auf Schichtdicke innerhalb der vorgenannten Grenzen er- diese Weise nachteilige Beeinträchtigungen der Wirhöht wird. 15 kungsweise des Aktivkokses durch das verwendete Bin-
Obgleich die Granulate jede beliebige Form haben demittel vermieden werden.
können, empfiehlt es sich, zur Erzielung gleichmäßiger Mit den beiden Verfahren ist es in gleicher Weise
Lückenräume sie etwa kugelförmig auszubilden. Bei möglich, durch Benutzung und den hierdurch bedingten 4; Verwendung kugelförmiger Granulate zur Bildung der Abrieb in ihrer Wirkungsweise beeinträchtigte Granu-H erforderlichen Schüttkörper oder Haufwerke ergeben 20 late, deren Ummantelung nicht mehr ausreichend dick ;| sich über den Querschnitt der Haufwerke oder Schüt- ist oder vollkommen durch Abrieb beseitigt wurde, er- h tungen jeweils die gleichen Lückenvolumen und damit neut mit einer entsprechenden Ummantelung aus Aktiv-H auch die gleichen Strömungswiderstände für das durch koks zu versehen. Dabei können derartig abgenutzte K die Haufwerke oder durch die Schüttungen hindurchzu- Granulate durch einen entsprechenden Brenr.prozeß :ΐ führende Gas. 25 von den noch an ihrem Umfang befindlichen Restbe-
■{ Die Herstellung der vorbeschriebenen erfindungsge- stände« an Aktivkoks befreit und im Sinne der beschrie-
vi maß ausgebildeten Granulate kann auf verschiedene benen Verfahren erneut verwendet werden. Ii Weise erfolgen. Gemäß der Erfindung ist bei einem In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein
;!| zweckmäßigen Verfahren vorgesehen, daß aus einem Schnittbild durch ein Aktivkoksgrar.ulat gemäß der Er-Ji keramischen Rohstoff in feuchtem Zustand den inakti- 30 findung in vergrößerter Darstellung wiedergegeben. jg ven Kern bildende Trägergranulate geformt, mit Ge- Mit 1 ist der keramische Kern bezeichnet Dieser läßt
|; sieinsstaub bestäubt und gebläht und/oder gebrannt in dem Schnittbild die poröse Blähstruktur erkennen. ; ■ werden, und daß nachfolgend eine Ummantelung aus Mit 2 ist zur Verdeutlichung in überdimensionaler
Ji pulverisierter, mit Bindemittel angeteigte? Steinkohle Schichtdicke der auf den Kern 1 aufgebrachte Gesteins-Vi bei einer Temperatur von 200 bis 500° C durch eine Roll- 35 staub als Bindemittel mit der äußeren Ummantelung 3 ^ oder Pelletierbewegung aufgebracht wird und die aus erkennbar. Die Ummantelung besteht aus einem Ver- 7· dem Kern und der Ummantelung bestehenden Granula- bund von Aktivkoksteüchen und weist eine Dicke auf, ; te einer Schwel- und Aktivierungsbehandlung ausge- welche im Vergleich zum Kerndurchmesser gering ist
r setzt werden.
Durch d:<i Bestäubung der in feuchtem Zustand be- 40 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
i\ findlichen Trägergranulate wird eine besonders gute
p Haftfähigkeit zwischen dem Trägergranulat und der
h aufzubringenden Ummantelung erzielt, die auch nach
ja der Schwel- und Aktivierungsbehandlung aufrecht er-
k halten bleibt Als Gesteinsstaub kommen z. B. solche aus 45
Ü:j Schamotte, Basalt und Quarz in Betracht
fa Zum Anteigen der pulverisierten Steinkohle für die
'f: Bildung der Ummantelung können Bindemittel bekannf ■ tcr Art verwendet werden, wie sie auch bereits für die
p: Herstellung von vollständig aus Aktivkoks bestehenden 50
'i Granulate bekannt sind. Es kommen hier beispielsweise
' Steinkohle- und Holzteer, anorganische Gele, wie Kiesclgel, verdünntes Pech und dgl. in Betracht Bei den
! i genannten Temperaturen von 200 bis 500° C je nach Art
des verwendeten Bindemittels erreicht man im Zuge der 55
Roüäer- oder Peüetierbevvegung eine gute Haftung der
. Ummantelung, ehe nachfolgend die Schwel- und Aktivierungsbehandlung in der bekannten Weise erfolgt.
Bei einer anderen alternativen Verfahrensweise sieht
die Erfindung vor, daß aus einem keramischen Rohstoff 60
ebenfalls in feuchtem Zustand den aktiven Kern bilden-
; den Trägergranulate geformt sowie mit Gesteinsstaub
bestäubt und gebläht und/oder gebrannt werden und
nachfolgend eine Ummantelung aus gemahlenem, mit
einem Bindemittel angezeigten Aktivkoks bei einer 65
Temperatur zwischen 200 und 5000C durch eine Rolloder Pelletierbeweguii7 aufgebracht und die aus dem
Kern und der Ummanterung bestehenden Granulate ei-

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Auf der Basis von Steinkohle hergestellte Aktivkoksgranulate, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulate einen inaktiven abriebfesten Kern aus keramischem Werkstoff und eine auf dem Kern haftende Ummantelung aus dem Aktivkoks aufweisen.
2. Aktivkoksgranulat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulate einheitliche Längs- und Querabmessungen bzw. einen Durchmesser zwischen 6 bis 25 mm aufweisen.
3. Aktivkoksgranulat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der Granulate aus einem aluminosilikathaltigen geblähten Rohstoff besteht
4. Aktivkoksgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung der Granulate eine Schichtdicke zwischen 1 und 3 mm aufweist
5. Aktivkoksgranulat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Granulate etwa kugelförmig ausgebildet sind.
6. Verfahren zur Herstellung von Aktivkoksgranulaten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem keramischen Rohstoff in feuchten Zustand den inaktiven Kern bildende Trägergranulate geformt, mit Gesteinsstaub bestäubt und gebläht und/oder gebrannt werden, und daß nachfolgend eine Ummantelung aus pulverisierter, mit Bindemittel angeteifrter Steinkohle bei einer Temperatur von 200 bis 50CrC durch eine Roll- oder Pelletierbewegung aufgibracht wird, und die aus dem Kern und der Ummanteiang bestehenden Granulate einer Schwel- und Aktivierungsbehandlung ausgesetzt werden.
7. Verfahren zur Herstellung von Aktivkoksgranulaten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem keramischen Rohstoff in feuchtem Zustand den inaktiven Kern bildende Trägergranulate geformt, mit Gesteinsstaub bestäubt und gebläht und/oder gebrannt werden und nachfolgend eine Ummantelung aus gemahlenem, mit einem Bindemittel angeteigten Aktivkoks bei einer Temperatur von 200 bis 500" C durch eine Rolloder Pelletierbewegung aufgebracht und die aus dem Kern und der Ummantelung bestehenden Granulate einer Trocknungs- und Schwelbehandlung ausgesetzt werden.
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