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Verfahren zur Hitzebehandlung körniger Feststoffe mit Gasen oder Dämpfen
nach dem Wirbelschichtverfahren, insbesondere zur Herstellung von Aktivkohle Es
ist bekannt, Aktivkohle durch Behandlung fester staubförmiger oder körniger Brennstoffe
nach dem Wirbelschichtverfahren herzustellen. Dabei werden die Ausgangsstoffe in
einer Schicht durch überhitzte Gase oder Dämpfe, wie Wasserdampf, Kohlensäure, Verbrennungsgase
u. dgl., bei Rotglut in wirbelnder Bewegung gehalten, so daß sie sich :gleichsam
in einem. glühend flüssigen Zustand befinden. Dabei ist heftige Wirbelbewegung erforderlich,
um in einer gewissen Zeit auf gute, in der ganzen Füllmenge gleichmäßige Aktivitätswerte
zu kommen. Dies ist- besonders der Fall bei grobkörnigen Ausgangsstoffen, z. B.
solchen von über mm Korngröße. Da diese Arbeitsweise verhältnismäßig lange Zeit
in Anspruch nimmt und. zur Aufrechterhaltung der nötigen starken Wirbelbewegung
große Mengen an gas- oder dampfförmigen Be-,vegungs- bzw. Aktivierungsmitteln erforderlich
sind, entstehen dabei relativ hohe Kosten.
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Es wurde nun gefunden, daß man bei der Herstellung von Aktivkohle
durch Behandlung bei Rotglut mit Gasen und Dämpfen nach .dem Wirbelschichtverfahren
besonders vorteilhaft .arbeitet, wenn man .den Ausgangsstoff zunächst in Ruhelage
oder bei unwesentlicher Bewegung vorerhitzt bzw. voraktiviert und anschließend das
Aktiviergut bei lebhafter Bewegung fertigaktiviert. Der Übergang von der Ruhelage
zur heftig wirbelinden Bewegung des Aktiviergutes kann auch allmählich ohne scharfen
Übergang erfolgen. Man verfährt dabei so, daß Vorerhitzung bzw. Voraktivierung in
demselben Schacht erfolgt, z. B. in einem Ofen, der eine oder mehrere Etagen enthält.
Bei der Vorerhitzung bzw. Voraktivierung kann eine schwache
Bewegung
des Aktiviergutee auch, durch andere Mittel, z. B. Rührer, erzielt werden. In allen
Fällen erfolgt die Fertigaktivierung der Kohle nach dem Wirbelschichtverfahren.
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Eine weitere Verbesserung des Verfahrens wird dadurch erzielt, daß
man während der eigentlichen Aktivierung nach dem Wirbelschichtverfahren, also während
der Fertigaktivierung, .mit stufenweise oder kontinuierlich .abnehmenden Mengen
gas- oder dampfförmiger Aktiviermittel, z. B. Heizgas, Dampf, Kohlensäure oder Luft,
arbeitet. Im Verlauf der Aktivierung wird nämlich ein Teil des festen Brennstoffs
vergast und Poren werden freigelegt, so -.aß das Gewicht des Aktiviergutes ständig
abnimmt, wobei ständig eine geringere. Menge gasförmiger Aktiviermitteel erforderlich
ist, um das Aktivier-gut in der für eine wirksame Aktivierung nötigen intensiven
Wirbelurig zu halten.
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Das neue Verfahren ergibt folgende Vorteile: Es werden beträchtliche
Mengen gas- und dampfförmiger Aktiviermittel, wie Heizgas, Wasserdampf, Kohlensäure,
Luft und Sauerstoff, eingespart, da sich die Aktivierdauer gegenüber den alten Verfahren
dabei nicht ändert; ferner wird durch Abkürzung der Behandlungszeit unter heftiger
Wirbelurig erreicht, daß sich der Abrieb des Brennstoffs während der Aktivierung
verringert und höhere Ausbeuten an wertvollerem Grobkorn anfallen. Endlich wird
erreicht, .daß von,den Abgasen des Aktivierofens geringere nicht aktivierte oder
unvollkommen aktivierte Bren@nstoffstaubme gen fortgetragen werden. Dieser Staub
ging nach früheren Verfahren für die Aktivierung verloren, so da:ß nunmehr höhere
Ausbeuten an Aktivkohle erhalten werden.
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Das neue Verfahren kann mit Vor-teil auch für andere Verfahren, welche
nach dem Wirbelschichtverfahren arbeiten, angewandt werden, insbesondere für Verfahren,
die ,bei ,höheren. Temperaturen unter Gewichtsabnahme @bzw. Verbrauch des: festen,
körnigen Reaktionsgutes verlaufen, z. B. bei der Schwelurig von bitumenhaltigen
Brennstoffen, wie Kohlen oder Ölschiefer, Trocknen und Entgasen von Brennstoffen,
Herstellung von. Schwefelkohlenstoff aus Kohle .und; Schwefeldämpfen, Rösten von
Pyrit, Trocknen und Glühen. von, körnigen und pulverförmigen Substanzen usw.
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Es ist zwar bekannt, in, Gaserzeugern den Brennstoff alternativ von
oben und von unten: mit Vergasungsmitteln zu behandeln. Demgegenüber erfolgt nach
dem Verfahren sowohl .die Behandlung in Ruhelage oder mäßiger Bewegung als auch
die Behandlung bei lebhafter Bewegung mit in derselben Richtung, nämlich von unten
nach oben geführten Vergasungsmittelrx, was verfahrenstechnisch-wesentlich einfacher
und bei der Herstellung von Aktivkohle von großem Vorteil ist, de. bei etwa .angewandtem
Chargenbetrieb gas- und dampfförmige Bewegungsmittel eingespart werden und außerdem
ein geringerer Abrieb der zu aktivierenden Kohle erfolgt. Es ist ferner bekannt,
die Aktivierung in verschiedenen Räfxmen vorzunehmen. Dies trifft insofern das vorliegende
Verfahren nicht, als, hier die Behandlung in Ruhelage, mäßiger Bewegung und lebhafter
Bewegung in demselben Brennstoffbett stattfindet, und zwar in unmittelbarer Aufeinanderfolge.
Dies ist fier die Herstellung von Aktivkohle von ganz besonderem Vorteil. Beispiel
In einen zylindrischen, mit Steinrost versehenen Schachtofen füllt man Braunkohleschwellcoks
mit i bis 6 mm Korngröße. Die Kohle wird von unten mit .durch den Rost strömenden
heißen, Gasen aufgeheizt. Diese Gase werden durch Verbrennung von Wassergas mit
Luft unter Zugabe von Wasserdampf erzeugt und haben eine Temperatur von etwa iooo°.
Bis zur Erreichung der eigentlichen Alctiviertemperatur von etwa 700° wird etwa
30 Minuten lang durch das Brennstoffbett nur eine solche Menge Aktiviergas
durchgeleitet, daß sich das Kohlenbett nur ganz unwesentlich [bewegt. Nun wird das
Aktiviergut mit einer so großen Menge von gasförmigen Aktiviermibtelin behandelt,
daß sich das Aktiviergut in heftig wirbelnder Bewegung befindet. Dabei .läß.t man
entsprechend der Gewichtsabnahme des B:rerinis,toffs infolge Entgasung und Vergasung
.bis zum Ende der Aktivierung unter Beibehaltung der heftigen Bewegung die. Menge
des Aktiviermittels dauernd abnehmen. Auf diese Weise erzielt man eine Einsparung
.an Wassergas und Wasserdampf von je etwa 25 % gegenüber dem bisher üblichen Wirbelschichtverfahren.
Die Ausbeute an Korn über i mm ist dabei gleichzeittig um 1o % gestiegen.