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Herstellung aktiver Kohlen Es ist bekannt, aktive Kohle aus kohlenstoffhaltigen
Materialien durch Einwirkung von Chlorzink in der Hitze herzustellen. Langjährige
Erfahrungen bei der Herstellung aktiver Kohlen aus kahlenstollhaltigen Ausgangsmaterialien
durch Einwirkung von Chlorzink in der Hitze rechtfertigten die bisherige Anschauung,
daß die Adsorptv3nsk-raft der erhaltenen. Kohle von der Menge des bei der Verkohlung
anwesenden Chlorzinks direkt abhängig ist, so zwar, daß man bei Gegenwart größerer
Chlorzinkmengen hohlen höherer Aktivität erhält als bei Gegenwart geringerer.
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Es hatte sich nämlich gezeigt, daß man aus Ausgangsmaterialien, die
infolge ihrer grobparigen Beschaffenheit imstande sind, größere Mengen Chlorzink
aufzunehmen, z. B. aus Sägespänen oder Stücken von Koniferenhölzern Kohlen höherer
Adsorptionskraft erhält als aus verkohlten Materialien, die nur beringe Mengen Chlorzink
aufzunehmen imstande sind, wie Holzkohle, Braunkohle, Steinkohle. Weiter hat es
sich aber gezeigt, daß auch für jedes dieser Materialien die Aktivität der erhaltenen
Kohle von der Menge des. bei der Verkohlung gegenwärtigen Chlorzinks abhängig ist,
Auf- Grund dieser Erfahrungen mußte grobporiges Material. wie Koniferenholz, als
das geeignetste :1u,sgangs:naterüul für die Erzeugung hochaktiver Kohlen angesehen
werclei, wid tatsäch:irh bildet(- l@uniferenholz das praktisch wichtigste Ausgangsmaterial
für derartige Kohlen.
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Es zeigte sich jedoch dabei, daß, je mehr man im Mengenverhältnis
Chlorzink-Koniferenholz die Menge des Chlorzinks innerhalb der durch das Aufnahmevermögen
des Holzes gegebenen Grenze steigerte, das Produkt zwar an Adsorptianskraft gewann,
dessen Festigkeit jedoch erheblich abnahm. Diese Zierminderung der Festigkeit bedeutet
für körnige Kohle, die für die Aufnahme von Gasen bestimmt ist, schweren Nachteil.
Da die Festigkeit der Kohle für Gasadsorptionszwecke nicht unter ein gewisses Maß
sinken darf, war man gezwungen, für die Herstellung solcher Kohlen von der Anwendtmg
der größtmöglichen größtmögli Menge Chlorzink abzusehen und mußte sich daher mit
einer verhältnismäßig geringeren Aktivität der Produkte beg nüg en.
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In Konsequenz der allgemeinen Anschauung, daß mit niedrigerem ImprägnieTungsverhältnis
eine befriedigende Aktivierung nicht zu erzielen sei, blieben die nicht verkohlten,
feinporigen, festen Ausgangsmaterialien, wie sklerenchymatisches (Steinzellen.-)
Material, unberücksichtigt.
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Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß man bei Verwendung
von nicht verko'"i,ltcn, feinporigen Stoffen mit überwiegend sklerenchymatischeni
Gefüge, wie Fruchtschalen, mit ti;ier viel -rriii;;ereii Chlorii;ikmenge
Kohlen
gleich hoher Aktivität wie bei Verwendung vöri Weihholz erzielen kann. Durch diese
durchaus überraschende - und nicht vorauszusehende Möglichkeit, gleiche Aktivität
mit Bruchteilen der bisher notwendigen Chlorzinkmengen hervorzurufen, wird der sehr
bemerkenswerte weitere Vorteil erzielt, daß die Härte des ursprünglichen Ausgangsmaterials
nur in sehr geringem Maße geschädigt wird. '%Vährend bei Weichholz eine weitgehende
Verminderung der Härte des Ausgangsmaterials eintritt, ist dies bei dem an und für
sich viel härterem Schalenmaterial nur in sehr geringem Maße der Fall, weil nur
Bruchteile der bei -Weichholz' nötigen Menge Chlorzink zur Anwendtmg kommen müssen,
um gleiche Aktivität hervorzurufen.
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Die nach der Erfindung hergestellten Produkte weisen eine Härte auf,
die derjenigen der bisherigen Kohlensorten- annähernd gleicher Wirksamkeit weit
überlegen und die allen Anforderungen der Praxis gewachsen ist. Ein sehr erheblicher
Vorteil des vorliegenden Verfahrens liegt ferner darin, daß im Vergleich zu den
bisherigen Verfahren an Chlorzink erheblich gespart wird. Beispiel i Um aus Weichholz
eine Kohle herzustellen, die, als zylindrisches Filter von 2 crn= Querschnitt und
i2,5 cm Höhe angewendet, aus einem Luftstrom von 5 1 pro Minute mit einem Chlorpikringehalt
von 40M9 pro Liter das Chlorpikrin 29 24inuten lang vollständig zurückhält, ist
es notwendig, das Holz mit 1,65 g Chlorzink (pro i g Holztrockensubstanz) zu imprägnieren.
Beispiel 2 Um aus Pflaumenkernschalen eine Kohle von der gleichen Chlorpikrinaktivität
zu gewinnen, genügt es, den Schalen die viel gerialgere Menge von o,¢5 g Chlorzink
pro Gramm Schalentrockensubstanz einzuverleiben.
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Prüft man die nach dem Beispiel i Kohle unter bestimmten Bedingungen
in einer Kugelmühle auf ihre Härte, so er-;ibt sich ein Staubanfall von 4.5 Promille.
Prüft man die aus Pflauinenlernschalen iergestellte Kohle, die gleiche Aktivität
wie iie erstgenannte hat, unter den gleichen Beiingungen auf ihre Härte, so läßt
sich überiaupt keine Staubbildung nachweisen.
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Stellt man aus Pflaumenkernschalen unter Teewendung von o,68 g @ Chlorzink
(prc sramm Schalentrockensubstanz) eine Aktivzohle her, so hat diese unter den obengenannten
Bedingungen eine Chlorpikrinaktivität von ,M2 Minuten. Die Aktivität von aus Weichholz
hergestellter Kohle kann dagegen auch bei Anwendung der größten Chlorzinkmenge nicht
merklich über 30 Minuten ge: steigert werden. Bei der Härteprüfung ergibt die Schalenkohle
einen Staubanfall von 8 Promille, ist also um ein Vielfaches härter als die viel
weniger aktive Weichholzkohle. Eine Weichholzkohle, die nur 8 Promille Staub ergibt,
ist überhaupt nicht herstellbar.
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Diese Beispiele zeigen, daß man mit :einem Chlorzinkauiwand, welcher
kaum mehr als ein Viertel: des für die Aktivierung von `Weichholz benötigten beträgt,
aus Hartschalen Aktivkohle von gleich hoher Adsorptionsfähigkeit herstellen kann,
die eine so hohe Festigkeit besitzt, daß. sie unter Bedingungen, bei denen die Weichholzkohle
einen Staubanfall von ,15 Promille zeit, überhaupt noch keine Staubbildung liefert.'
Weiter zeigen die Beispiele, daß es möglich ist, aus Hartschalen unter nur mäßiger
Steigerung der Chlorzinkmenge Kohlen solcher Aktivität herzustellen, wie sie unter
Anwendung von Weichholz überhaupt nicht erreicht werden können. Die Steigerung der
-Menge des Aktivierungsmittels ist dabei eine so geringe, daß eine ernste Schädigung
der Härte des Ausgangsmaterials nicht hervorgerufen wird.
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Eine gewisse weitere Steigerung der Aktivität solcher Kohlen kann
erzielt werden, wenn man sie vor oder nach dem Auswaschen des Imprägnierungsmittels
der Einwirkung gasförmiger Aktivierungsmittel, z. B. von Wasserdampf, sauerstoffhaltigen
Gasen usw., auf bekannte Weise in der Hitze unterwirft. Man erhält so Kohlen hoher
Festigkeit mit besonders gutem Adsorptionsvennögen.