DE916052C

DE916052C - Application of activated carbon

Info

Publication number: DE916052C
Application number: DEM8235A
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Mueller; Dr Werner Wisfeld
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1951-01-16
Filing date: 1951-01-16
Publication date: 1954-08-02

Description

Anwendung von Aktivkohle Pulverförmige Aktivkohlen sind schon zur Behandlung von Flüssigkeiten, z. B. zur Entfärbung, Desodorisierung od. dgl., verwendet worden. Nach der Be-'handlung wird die Aktivkohle aus der Flüssigkeit durch Filtration wieder entfernt. Zur Verbesserung der Trennung von Aktivkohle und Flüssigkeit werden in vielen Fällen Kieselgur, Asbestfasern od. dgl. Stoffe zugesetzt.Application of activated carbon Powdered activated carbons are already used for treatment of liquids, e.g. B. for decolorization, deodorization od. Like. Has been used. After the treatment, the activated carbon is recovered from the liquid by filtration removed. To improve the separation of activated carbon and liquid, in in many cases kieselguhr, asbestos fibers or the like. Substances added.

Indessen stößt auch bei Anwendung derartiger Zusatzstoffe die Filtration auf Schwierigkeiten, wenn Kolloide in der Flüssigkeit enthalten sind. Insbesondere verläuft dann die Filtration sehr langsam, so daß große Filterflächen erforderlich sind. Ferner bewirken die Kolloide oft auch eine Art Peptisation der suspendierten festen Teilchen, was sich dadurch bemerkbar macht, daß feinste Aktivkohleteilchen durch das Filter gehen und Mißfärbung des Filtrats verursachen. However, even with the use of such additives, the filtration occurs difficulties with colloids in the liquid. In particular The filtration then proceeds very slowly, so that large filter surfaces are required are. Furthermore, the colloids often also cause a kind of peptization of the suspended ones solid particles, which is noticeable by the fact that the finest activated carbon particles go through the filter and cause discoloration of the filtrate.

Es hat sich nun gezeigt, daß Aktivkohlen, die dadurch hergestellt worden sind, daß staubförmige oder feinkörnige kohlenstoffhaltige Stoffe, wie Holz-, Torf-, Braunkohlen-, Steinkohlenstäube, deren Verkohlungs-, Entgasungs-, Vergasungsrückstände od. dgl. mit aktivierenden Gasen durch erhitzte, zweckmäßig bewegte feste Wärmeträger geführt werden, die erwähnten Nachteile bei der Behandlung Kolloide enthaltender Flüssigkeit nicht mehr aufweisen. Die Filtration erfordert wesentlich weniger Zeit bzw. weniger Filterfläche, und es ist die Gefahr, daß feinste Aktivkohle durch das Filter geht, beseitigt. Bei der Behandlung von Flüssigkeiten, die Kolloide enthalten, zeichnen sich diese Aktivkohlen also nicht nur durch beste adsorptive Eigenschaften, die sich z. B. durch ihre Entfärbungsleistung erkennen lassen, aus, sondern sie zeigen gegenüber den bisher bekannten in der adsorptiven Leistung bestenfalls gleichwertigen Aktivkohlen wesentlich bessere Filtriereigenschaften in glücklicher Verbindung mit hoher Entfärbungsleistung. Besonders wirken sich diese Vorteile bei der Behandlung von Pektinlösungen, Zuckersäften und -lösungen, Glukosesäften aus, bei denen Kolloide im Verlauf der Aktivkohleanwendung, sei es bei der Entfärbung und Reinigung, sei es bei der Filtration, in Erscheinung treten. It has now been shown that activated carbons produced thereby that dusty or fine-grained carbonaceous substances, such as wood, Peat, lignite and hard coal dust, their charring, degassing and gasification residues od. The like. With activating gases through heated, suitably moving solid heat carriers be performed, the disadvantages mentioned in the treatment of colloids containing No longer have liquid. Filtration takes much less time or less filter surface, and there is a risk that the finest activated carbon will get through the Filter goes, eliminated. When treating liquids that contain colloids, These activated carbons are not only characterized by the best adsorptive properties, which z. B. can be recognized by their decolorizing performance, but they show at best equivalent in terms of adsorptive performance compared to the previously known Activated carbon has much better filtering properties in happy connection with high decolorizing performance. Particularly affect these benefits in the treatment of pectin solutions, sugar juices and solutions, glucose juices where colloids are used in the course of the activated carbon application, be it during decolorization and cleaning, be it in filtration, come into play.

Darüber hinaus hat sich ergeben, daß diese Aktivkohlen spezifische Eigenschaften besitzen, die, wieder in Vereinigung mit der hohen Entfärbungsleistung und den guten Filtriereigenschaften, gegenüber bisher bekannten Aktivkohlen weitereVorteile bieten. Beispielsweise zeigen Glukosesäfte, die im allgemeinen auch bei weitgehender Entfärbung nach einiger Zeit nachgilben, daß diese Nachgilbung bei der erfindungsgemäßen Anwendung der Aktivkohlen weitgehend unterdrückt und in manchen Fällen sogar ganz unterbunden ist.In addition, it has been found that these activated carbons are specific Have properties which, again in combination with the high decolorizing performance and the good filtering properties, have further advantages over previously known activated carbons Offer. For example, glucose juices show that in general, too, to a greater extent Discoloration after yellowing after some time that this post-yellowing in the case of the invention Use of activated carbons largely suppressed and in some cases even completely is prevented.

Zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Aktivkohle können die kohlenstoffhaltigen Ausgangsstoffe, beispielsweise innerhalb eines etwa schachtförmigen Raumes, in die Wärmeträger eingeführt werden. Die aktivierenden Gase, die die Ausgangsstoffe durch die Zwischenräume zwischen den Wärmeträgern hindurchbewegen, werden dann unterhalb der Einführungsstelle für die Ausgangsstoffe mit so hoher Geschwindigkeit in den Raum eingeleitet, daß die Ausgangsstoffe nicht in die nachfolgende Zone gelangen können, in die die Wärmeträger aus dem Behandlungsraum weiterwandern, und in der die Wärmeträger z. B. für die Erhitzung der aktivierenden Gase oder für die Herstellung der aktivierenden Gase, z. B. zur Verdampfung von Wasser oder für beide Zwecke ausgenutzt werden können. Das Aktivierungsverfahren kann vorteilhaft so ausgestaltet werden, daß außer der Aktivkohle brennbares Gas durch teilweise Vergasung von kohlenstoffhaltigen Stoffen und unter Einführung der Wärmeträger mit Temperaturen von etwa 800 bis I3000 hergestellt wird. For the production of the activated carbon used according to the invention can the carbon-containing starting materials, for example within an approximately shaft-shaped Space into which the heat transfer medium is introduced. The activating gases that are the starting materials Move through the spaces between the heat carriers, then become underneath the introduction point for the starting materials at such a high speed in the Introduced space that the starting materials do not get into the subsequent zone can, in which the heat transfer medium migrate from the treatment room, and in the the heat carrier z. B. for heating the activating gases or for production the activating gases, e.g. B. exploited for the evaporation of water or for both purposes can be. The activation process can advantageously be designed in such a way that that in addition to the activated carbon, combustible gas through partial gasification of carbonaceous Substances and with the introduction of the heat transfer medium with temperatures of about 800 to I3000 will be produced.

Die Ausgangsstoffe, insbesondere Anthrazit, Braunkohle, Holz, Torf, Tieftemperaturdestillationskoks, Koks, der im Verfahren selbst angefallen ist, sklerenchymatisches Material, können in pulvriger oder körniger oder zerkleinerter Form angewendet werden und gegebenenfalls in Gegenwart von Phosphorsäure, Schwefelsäure, Phosphaten, Sulfaten, Alkalikarbonaten, Zinkchlorid oder ähnlich wirkender Aktivierungsmittel teilweise vergast werden, wobei die Chemikalien in Dampfform für sich oder im Gemisch mit den Ausgangsstoffen, z. B. durch Imprägnieren der Ausgangsstoffe, eingebracht werden können. The starting materials, in particular anthracite, lignite, wood, peat, Low-temperature distillation coke, coke that was produced in the process itself, sklerenchymatic Material, can be used in powder or granular or crushed form and optionally in the presence of phosphoric acid, sulfuric acid, phosphates, sulfates, Alkali carbonates, zinc chloride or similarly acting activating agents partially be gasified, the chemicals in vapor form by themselves or in a mixture with the starting materials, e.g. B. by impregnating the starting materials are introduced can.

Die Aktivierung kann auch ohne oder mit Anwendung dieser Maßnahmen oder eines Teils derselben in Gegenwart von Wasserdampf oder Kohlendioxyd oder Gemischen von beiden erfolgen. Die teilweise Vergasung kann bis zu einem Abbrand des in den Ausgangsstoffen enthaltenen Kohlenstoffes von mindestens 5 bis 10010, zweckmäßig von 30 bis 80 0/o oder gegebenenfalls noch etwas weiter getrieben werden. Activation can also be carried out with or without the application of these measures or part thereof in the presence of water vapor or carbon dioxide or mixtures done by both. The partial gasification can lead to a burn-up of the in the Starting materials contained carbon of at least 5 to 10010, appropriate from 30 to 80% or, if necessary, a little further.

Statt stückiger oder körniger Wärmeträger können auch feinkörnige oder pulverförmige verwendet werden. Instead of lumpy or granular heat transfer media, fine-grained or powdered can be used.

Die Wärmeträger und das Gemisch aus zu aktivierennen kohlenstoffhaltigen Stoffen und -Aktivierungsmitteln können im Gegenstrom, Gleichstrom, Querstrom oder in kombinierten Bewegungsrichtungen zueinandergeführt werden. Es können auch die Wärmeträger im Schwebezustand bewegt und gegebenenfalls mit dem Gemisch aus aktivierenden kohlenstoffhaltigen Stoffen und Aktivierungsmitteln aus dem Behandlungsraum abgeführt werden. The heat transfer medium and the mixture of activated carbon-containing Substances and activators can be countercurrent, co-current, cross-current or be guided to one another in combined directions of movement. The Heat transfer medium moved in suspension and optionally with the mixture of activating carbonaceous substances and activating agents removed from the treatment room will.

Als Wärmeträger können Metalle, Metalloxyde, Silikate, Quarz, Silizium, Siliziumkarbid, kohlenstoffhaltige Stoffe, wie Koks, Kohlen, Graphit od. dgl., verwendet werden. Vorteilhaft sind in vielen Fällen Wärmeträger, die eine hohe spezifische Wärme haben. Metals, metal oxides, silicates, quartz, silicon, Silicon carbide, carbonaceous substances such as coke, coals, graphite or the like. Used will. In many cases it is advantageous to use heat transfer media that have a high specific Have warmth.

Die Wärmeträger werden einmal oder wiederholt benutzt und nach Abgabe der nutzbaren Wärme wieder und uns neu verwendet.The heat carriers are used once or repeatedly and again after the usable heat has been released and used us anew.

Bei Wärmeträgern aus kohlenstoffhaltigem Material kann ein Teil aus dem Kreislauf abgezweigt und als Aktivkohle verwertet werden. In the case of heat carriers made of carbonaceous material, a part can be made from branched off from the cycle and used as activated carbon.

Der Aktivierungsvorgang kann so geleitet werden, daß sowohl eine Gasaktivierung als auch eine chemische Aktivierung oder nur eine chemische Aktivierung bzw. nur eine Gasaktivierung eintritt. Die so hergestellten aktiven Kohlen können in bekannter Weise weiterbehandelt werden; auch kann der Aktivierungsprozeß wiederholt werden. The activation process can be directed so that both a Gas activation as well as chemical activation or just chemical activation or only gas activation occurs. The active carbons produced in this way can be further treated in a known manner; the activation process can also be repeated will.

Beispiel I Eine Rohrzuckerkläre von 60° Bx und 120 St/ioo0Bx wird gemäß der Erfindung mit 0,3010 der Aktivkohle und nur 0,2 0/, einer Kieselgur versetzt. Bisher wurden für diesen Zweck gewöhnlich wesentlich höhere Kieselgurzusätze benötigt. Die auf 80" erhitzte Mischung brauchte zur Filtration nur die Hälfte der sonst üblichen Zeit und zeigte eine Farbe von 3,5°StlIoo"Bx Beispiel 2 Ein Glukosedünnsaft von 2" St wurde erfindungsgemäß mit der Aktivkohle behandelt, die aus der folgenden Verfahrensstufe herrührt. Dann wurde der Saft von der Aktivkohle getrennt und mit frischer Aktivkohle behandelt. Nach Abfiltrieren der Kohle wurde auf Dicksaft eingedampft und dieser mit frischer Aktivkohle versetzt. Die Aktivkohle von dieser Behandlung ging ebenfalls in die erste Stufe, Insgesamt wurde I,I °/o frischer Aktivkohle angewendet. Der resultierende Saft war praktisch farblos und gegenüber dem Dünnsaft praktisch phosphatfrei. Der Saft zeigte große Lichtbeständigkeit.Example I A cane sugar declaration of 60 ° Bx and 120 St / ioo0Bx is made according to the invention with 0.3010 of the activated carbon and only 0.2 0 /, one kieselguhr added. Until now, much higher kieselguhr additives were usually required for this purpose. The mixture, heated to 80 ", only needed half the usual rate for filtration Time and showed a color of 3.5 ° St100 "Bx. Example 2 A thin glucose juice from 2 ″ St was treated according to the invention with the activated carbon obtained from the following Process stage originates. Then the juice was separated from the activated charcoal and with treated with fresh activated charcoal. After filtering off the charcoal, it was evaporated onto thick juice and this is mixed with fresh activated charcoal. The activated charcoal from this treatment also went to the first stage. A total of 1.1% fresh activated charcoal was used. The resulting juice was practically colorless and practical over the thin juice phosphate free. The juice showed great lightfastness.

Beispiel 3 Ein - Hurninwasser von 480 po wurde erfindungsgemäß mit der Aktivkohle behandelt. Bei Anwendung von 25 mg/l wurde eine Restfarbe von I5,0° Pt und bei 100 mg/l eine solche von 3,8° Pt erreicht, was im Hinblick auf die schwierige Entfärbung von Huminwässern als besonders günstig zu bezeichnen ist. Example 3 Ein - Hurnin water of 480 po was according to the invention with the activated carbon treated. When applying 25 mg / l, a residual color of 15.0 ° Pt and at 100 mg / l reached a level of 3.8 ° Pt, which is difficult in view of the The discoloration of humic waters can be described as particularly favorable.

Ähnliche Erfolge lassen sich auch in vielen anderen Fällen erzielen, z. B. bei der Behandlung von Pektinen, Algenextrakten, Glukose, Zucker, Fruchtsäften, Wein, Bier, Bierzwischenprodukten, Suppenwürze, Eiweißstoffen, Gelatine, Paraffinen, Glycerin Fettsäuren, Salzen, Dextrin, Harzen, Wachsen, Ölen, Fetten, Schellack od. dgl. in wäßrigen oder organischen Lösungen oder bei der Reinigung von huminhaltigem oder ähnlichem Wasser. Similar successes can also be achieved in many other cases, z. B. in the treatment of pectins, algae extracts, glucose, sugar, fruit juices, Wine, beer, intermediate beer products, seasoning, proteins, gelatine, paraffins, Glycerin fatty acids, salts, dextrin, resins, waxes, oils, fats, shellac or the like. Like. In aqueous or organic solutions or when cleaning of humic or similar water.

Claims

PATENT CLAIM: Use of activated carbon, which is produced in a known manner from dusty or fine-grained carbonaceous materials such as wood, peat, lignite, hard coal dust or the like, These substances with activating gases are passed through heated moving solid heat carriers for the treatment of liquids that contain colloids.