DE945088C

DE945088C - Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle

Info

Publication number: DE945088C
Application number: DEB3530D
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Grosskinsky; Bernhard Juettner; Dr Wilfried Lange
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1944-09-27
Filing date: 1944-09-27
Publication date: 1956-06-28

Description

Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle Es ist bekannt, chemisch reaktionsfähige und auch oberflächenaktive Kohlen aus bituminösen Brennstoffen, vornehmlich Steinkohle, in der Weise herzustellen, daB man pulverisiertes oder stückiges Ausgangsmaterial bei erhöhter Temperatur, die jedoch stets unter dem Entflammungspunkt liegen muB, mit Sauerstoff, Luft oder sonstigen oxydierend wirkenden Gasen einer oxydierenden Behandlung unterwirft und anschließend die so behandelte Substanz in Abwesenheit oxydierender Gase entgast bzw. verschwelt. Nach einer solchen Behandlung sind die Kohlen zur Durchführung von Reaktionen, die eine besonders reaktionsfähige Form des freien Kohlenstoffs verlangen, z. B. die Darstellung von Sch-,vefelkohlenstoff, vortrefflich geeignet. Obwohl diese Kohlensorten auch ausgesprochen oberflächenaktive Eigenschaften zeigen, haben sie sich auf dem Gebiet der Gasadsorption dennoch nicht ganz durchsetzen können, weil ihre Adsorptionsfähigkeit noch nicht allen Anforderungen entspricht.
Es ist weiter bekannt, bitumenhaltige Kohle, soweit sie backende und blähende Eigenschaften besitzt, vor der Aktivierung einer Erhitzung auf Temperaturen von Zoo bis 300° unter Zutritt geringer Mengen von Luft zu unterwerfen. Erhitzt man aber Kohle auf die genannte Temperatur unter tunlichst geringer Luftzufuhr über mehrere Stunden, so kommt es lediglich zu einer Beseitigung des Back- und Blähvermögens, wobei von der Kohle etwa i bis 2o/9 ihres Gewichts an Sauerstoff aufgenommen werden. Eine solche geringfügige Sauerstoffaufnahme führt indessen nur zu einem Produkt, welches nach der üblichen Aktivierung nur wenig brauchbare Aktivkohle darstellt.
Die Erfindung betrifft nun eine Verbesserung gegenüber den bekannten Verfahren insofern, als sie es ermöglicht, eine Kohle zu gewinnen, die neben einer gesteigerten chemischen Reaktionsfähigkeit auch adsorbierende, entfärbende und ähnliche Eigenschaften in einen derartigen Ausmaß zeigt, daß die gewonnenen Endprodukte sämtlichen an Aktivkohlen zu stellenden Anforderungen entsprechen. Es wurde nämlich gefunden, daß man derartige Endprodukte erhält, wenn man das Ausgangsmaterial gepulvert oder in geeigneter kleiner Stückform bei einem derartigen Zutritt von Luft oder einem solchen oxydierend wirkenden Gas erhitzt, daß der Sauerstoffgehalt im Material um 9 bis i2 '/o gesteigert wird.
Man verfährt also in der Weise, daß man die Kohle erfindungsgemäß zunächst längere Zeit mit einem oxydierend wirkenden Gas oder Gasgemisch, z. B. Luft, gegebenenfalls solcher von verschiedener Sauerstoffkonzentration, bei relativ niederen Temperaturen etwa zwischen 150 und 300°, voroxydiert, wobei das sauerstoffhaltige Gas mit der Kohle bzw. mit jedem Kohleteilchen in- innige Berührung' gebracht wird und anschließend bei Temperaturen von 5oo, 6oo oder auch goo° entgast, wobei große Mengen von Kohlenoxyd und -dioxyd entweichen. Man erhält so schon * ein chemisch sehr reaktionsfähiges Produkt. Zur Herstellung von ausgesprochener Aktivkohle nimmt man im Anschluß an die Entgasung (Verschwelung) oder, sofern man sich eines geeigneten gasöder dampfförmigen Mittels bedient, auch schon während derselben eine Aktivierung nach einer der bekannten Methoden vor. Man kann also das voroxydierte Produkt während oder nach der Entgasung bzw. Verschwelung mit Luft, Stickoxyden, Kohlendioxyd, Wasserdampf usw. oder einem geeigneten Gemisch dieser Stoffe bei hoher Temperatut behandeln und diese Behandlung fortsetzen, bis die gewünschte Aktivität erreicht ist, oder man behandelt das entgaste bzw. verschwelte und abgekühlte Produkt mit Chlorzink, Phosphorsäure od. dgl. nach Art der Herstellung von Aktivkohle auf Basis Holzsubstanz. Bei Verwendung von Luft, Stickoxyden oder ähnlichen bei der herrschenden Temperatur stark oxydierend' wirkenden Gasen ist jedoch große Vorsicht geboten, da hierbei leicht eine zu weit gehende Oxydation oder gar totale Verbrennung des Einsatzes vorkommen kann. Man tut daher gut daran, diese Gase nur in entsprechender Verdünnung, z. B. durch Kohlendioxyd, Wasserdampf oder ein Gemisch beider, zu verwenden. Für den vorliegenden Fall hat sich Wasserdampf als das geeignete Aktivierungsmittel erwiesen.
Je nach Art des Aktivierungsmittels, Temperatur und Behandlungsdauer lassen sich so die verschiedensten Aktivierungsstufen erreichen. Die Beschaffenheit des Ausgangsmaterials ist hierbei ziemlich gleichgültig, weil die Voroxydation die Bläh- und Backfähigkeit weitgehend beseitigt, so daß fast jede: Kohle verwendbar ist.
Vorteilhaft verwendet man als Ausgangsmaterial aschearme Kohlen oder solche, die vorher entascht worden sind. Da aber die Entaschungsverfahren "meist ein gepulvertes Ausgangsmaterial verlangen, so kann man, wenn auf ein körniges oder stückiges Endprodukt Wert gelegt wird, das voroxydierte pulverige Produkt mit einem der bekannten Brikettbindemittel anteigen und die Paste, gegebenenfalls nach Verformung, verschwelen, wobei man dann ein stückiges Schwelprodulzt erhält, das, wie beschrieben, weiterbehandelt @verden kann.
Kann auf eine vorherige Entaschung verzichtet werden, so wird ein körniges Produkt bereits dadurch erhalten, daß man die Kohle in geeigneter Stückform der Voroxydation unterwirft. Hierbei liegt die Grenze für die Körnung bei etwa 3 bis 5 mm je nach Art der Kohle. Grobstückigere Kohlen sind weniger geeignet, da mit wachsender Korngröße auch die ,erforderlichen Oxydationszeiten beträchtlich ansteigen.
Beispiel ioo Teile Eßkohle von i bis 5 mm Korngröße (Sauerstoffgehalt 60/0) werden in dünner Schicht bei langsam übergeleiteter warmer Luft binnen 3 Stunden auf 270°# aufgeheizt und dann 30 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Das anfallende Produkt enthält etwa 15 bis i80io Sauerstoff. Es wird nunmehr bei 6oo° entgast, wobei das. Kohlengewicht auf 8o l/o des ursprünglichen zurückgeht. Nach beendeter Entgasung heizt man auf goo° auf und leitet Wasserdampf von derselben Temperatur so lange darüber, bis noch etwa 5o Gewichtsprozent der ursprünglichen Substanz vorhanden sind. Das nunmehr erhaltene Endprodukt ist eine ausgesprochene Aktivkohle, die in ihren Eigenschaften vollständig einer aus Holzsubstanz gewonnenen entspricht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle durch Erhitzen fossiler oder rezenter Brennstoffe, vorzugsweise Steinkohle, auf et-,va Zoo bis 300°, wobei während des Erhitzens zu dem erhitzten Gut Luft zutreten kann, durch anschließendes Schwelen und Entgasen des erhitzten Brennstoffs und Aktivieren des Schwel-oder Entgasungsproduktes, dadurch gekennzeichnet, daß man das Ausgangsmaterial gepulvert oder in- kleiner Stückform bei einem derartigen Zutritt von Luft oder einem sonstigen oxydierend wirkenden Gas erhitzt, daß der Sauerstoffgehalt im Material um wenigstens 9% gesteigert wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man im Falle der Verwendung gas- oder dampfförmiger Aktivierungsmittel die Verschwelung bzw. Entgasung und die Aktivierung in einer Verfahrensstufe vornimmt.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man von einem aschearmen Material ausgeht, und, falls dem eigentlichen Arbeitsverfahren ein besonderer Entaschungsprozeß voraufgeht, das voroxydierte pulverige Material mit einem Bindemittel anteigt, gegebenenfalls verformt und anschließend entgast bzw. verschwelt und aktiviert. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 583 240, 547 516, 463 472, 3 10 021, 136 792, 7o8 933, 5 18 514 ; britische Patentschrift Nr. 329 630; französische Patentschrift Nr. 642 36o.