W mysl panujacych pogladów aktyw¬ nosc srodków adsorbcyjnych, zawieraja¬ cych wegiel, jest zalezna w wysokim stop¬ niu od ilosci zawartego w nim wegla. Z te¬ go powodu przy technicznym wyrobie we¬ gla czynnego uzywano takich surowców, które jak np. wegiel drzewny zawieraja malo domieszek mineralnych i skladników tworzacych popiól. W celu zwiekszenia zawartosci wegla poddawano nieraz goto¬ wy wegiel czynny dzialaniu kwasu, w celu zmniejszenia zawartosci popiolu. Z tych po¬ wodów zawartosc wegla wynosi w handlo¬ wym, wysokowartosciowym weglu czynnym, wiecej niz 90%, a czesto zawartosc wegla jest niewiele mniejsza od 100%.Niniejszy wynalazek opiera sie na stwierdzeniu faktu, ze wielka zawartosc wegla, wzglednie mala zawartosc popiolu nie decyduje bynajmniej o wielkiej aktyw¬ nosci, przeciwnie srodki adsorbcyjne za¬ wierajace wegiel posiadaja wielka zdol¬ nosc adsorbcyjna jezeli wykazuja wielka zawartosc popiolu rozpuszczaln sgo w kwa¬ sach i pochodzacego z mineralnych i po¬ piól tworzacych skladników materjalu su¬ rowego. Zawartosc popiolu rozpuszczalne¬ go w kwasie solnym moze wynosic np. wiecej niz 20 lub 30%, czasem nawet do 80% i wiecej az do 90%. Aktywnosc ta¬ kich srodków adsorbcyjnych bogatych w popiól jest wieksza od aktywnosci takichproduktów, któreby mozna z nich otrzymac przez wyplókanie popiolu zapomoca kwa¬ su solnego.Próby wykazaly, ze popiól rozpuszczal¬ ny w kwasie solnym nie posiada sam wiek¬ szej aktywnosci, bo jezeli z produktu za- -wierajacego wiele popiolu usunie sie we¬ giel calkowicie (zapomoca srodków utle¬ niajacych), to produkt koncowy wykazuje mala aktywnosc. Natomiast wegiel plus popiól posiada w pewnych granicach za¬ wartosci tych skladników aktywnosc znacz¬ nie wieksza od sumy aktywnosci wegla i popiolu zawartego w mieszaninie.Niniejszy wynalazek umozliwia zatem wytwarzanie przez utlenianie bardzo ak¬ tywnego wegla z tanich surowców, które zawieraja znaczna domieszke popiolu roz¬ puszczalnego w kwasie solnym jak np. we¬ giel brunatny, koks, torf i t. d. lub miesza¬ niny róznych surowców.Nowe srodki adsorbcyjne, otrzymane w bardzo prosty i tani sposób, np. z wyzej wy¬ mienionych surowców, zawieraja popiól rozpuszczalny w kwasie solnym w ilosci nie przewyzszajacej znacznie 20%, lecz mogacej dochodzic do 90% a czasem na¬ wet wiecej. Srodki te moga zawierac obok popiolu rozpuszczalnego w kwasie solnym takze popiól nierozpuszczalny w kwasie solnym. Produkty te posiadaja zwykle po¬ zorna gestosc mniej sza od 0,6, to znaczy, ze 1 1 takiego produktu, którego czastki maja srednice srednio 0,1 mm, wazy po skupie¬ niu przez potrzasanie najwyzej 600 g.W celu okreslenia aktywnosci nowego srodka w porównaniu ze zwyklym weglem odbarwiajacym, np. z weglem kostnym, na¬ lezy nadmienic, ze zdolnosc odbarwiania wegla czynnego musi byc co najmniej dwa razy wieksza od zdolnosci odbarwiania odpowiedniej ilosci wegla kostnego takiej samej mialkosci. Srodki adsorbcyjne za¬ wierajace wiele popiolu w mysl niniejszego wynalazku posiadaja zdolnosc odbarwia¬ nia 5—8 razy wieksza niz wegiel kostny.W celu oznaczenia zdolnosci odbarwia¬ nia jakiegos srodka adsorbcyjnego mozna sie poslugiwac standartyzowanym roztwo¬ rem melasy, która otrzymuje sie, rozcien¬ czajac wodaj melase o ciezarze gatunkowym 1,38 (pochodzaca z fabrykacji cukru bura¬ kowego) az do osiagniecia zabarwienia 20° Stammera (Porównaj Fruhling-Rossing— Badanie surowców przemyslu cukrowego, str. 164 ff 1919). Wymieniony stopien za¬ barwienia otrzymuje sie zwykle rozpusciw¬ szy 55 g melasy zawierajacej okolo 74,5% substancji suchej w 1 litrze wody, tak ze stan dartyzowany roztwór zawiera okolo 4% substancji suchej. Rozcienczony roz¬ twór standartyzowany miesza sie przez po¬ trzasanie z 1 kg ziemi okrzemkowej a po¬ tem przesacza.Badajac srodek adsorbcyjny miesza sie odwazona ilosc tego srodka z odwazona iloscia swiezego roztworu standartyzowa- nej melasy i potrzasa przez 10 minut przy ogrzaniu do 80°C, potem przesacza sie i w przesaczu okresla sie stopien odbarwienia zapomoca kolorymetra. Aktywnosc srodka adsorbcyjnego mierzy sie iloscia potrzebna do 60%-go odbarwienia 100 cm3 roztworu standartyzowanego. Skutek ten osiaga sie przy pomocy 0,2 do 1,5 g handlowego we¬ gla aktywnego o duzej zawartosci wegla; przy uzyciu bardzo dobrego i drogiego we¬ gla potrzeba okolo 0,75 g. Przy uzyciu no¬ wego srodka adsorbcyjnego o duzej zawar¬ tosci popiolu potrzeba do tego samego celu zwykle mniej niz 1,5 g, np. 0,2 g—1 g.Produkty bogate w popiól mozna wy¬ twarzac roznemi sposobami. Surowce na- przyklad bogate w skladniki rozpuszczalne w kwasie solnym i dajace wiele popiolu (jak np. wegiel brunatny, mialki koks, torfowy i t. d.) przerabia sie zapomoca utleniaja¬ cych mieszaniif gazowych przy temperatu¬ rze 500—800°C w celu uzyskania produk¬ tu o pozadanej zawartosci popiolu, rozpu¬ szczalnego w kwasie solnym. Jako gaz u- tleniajacy moze sluzyc np. tlen, lub gazy, — 2 —zawierajace tlen jak np, powietrze, albo gazy zawierajace tlen w zwiazku chemicz¬ nym, który moze wydzielac tlen jaknp. dwu¬ tlenek wegla, para albo wreszcie gazy prze¬ noszace tlen jak np chlor. Mozna tez uzy¬ wac mieszanin gazów utleniajacych z gaza¬ mi rozrzedzajacemi je jak np. azot lub pa¬ ry, jak para wodna. Temperatura aktywo¬ wania zalezy od uzytego srodka utleniaja¬ cego. Przy uzyciu mieszanin gazowych za¬ wierajacych wolny tlen (np. mieszanina tlenu i azotu, albo tlenu, azotu i pary wod^ nej) temperatura moze byc nizsza, 500 — 800°, przy uzyciu samej pary wodnej tem¬ peratura musi wynosic 950—400°.Bardzo dobrze nadaja sie mieszaniny gazowe, w których czesciowe cisnienie tle¬ nu wynosi 8—115 Hg (wzglednie ze zawar¬ tosc tlenu wynosi przy cisnieniu atmosfe- rycznem 1% do 15% objetosciowo). Za¬ wartosc tlenu w mieszaninie nie powinna naogól przekraczac 15%, lecz moze byc wieksza o ile pracuje sie przy nizszem ci¬ snieniu, a cisnienie moze byc tern nizsze im wyzsza jest temperatura aktywowania.Przy aktywowaniu wegla brunatnego przy 700°C dzialaja dobrze mieszaniny gazowe zawierajace 2—6% objetosciowych tlenu, a przy 600°C zawartosc tlenu powinna wynosic 6—11% objetosciowych.Jezeli srodek rozrzedzajacy bierze u- dzial w reakcji (jak np. para wodna i dwu¬ tlenek wegla w pewnych warunkach) to zaleca se stosowne zmniejszenie zawarto¬ sci tlenu. Czesciowe cisnienie tlenu mozna zmniejszyc przez zmniejszenie ogólnego ci¬ snienia czynnego gazu- Najkorzystniejsze warunki pracy ustala sie zapomoca prób przeprowadzanych z malemi ilosciami da¬ nego surowca.Przeprowadzajac proces w mysl niniej¬ szego wynalazku mozna przerabiac suro¬ wiec, zawierajacy wegiel, np. w obrotowym piecu surowym, ogrzewajac go do tempe¬ ratury 600—700°C i wprowadzajac do pie¬ ca mieszanine równych czesci powietrza i pary wodnej. Proces prowadzi sie tak dlu¬ go az strata na wadze suchego materjalu surowego przewyzszy 40% i bedzie wyno¬ sila np. 50—85%. W wielu wypadkach o- siagnieto najlepsze wyniki przy utlenianiu az do straty na wadze 70—80%.W pewnych wypadkach dobrze jest podwyzszyc temperature pod koniec pro¬ cesu aktywowania. Jezeli np. proces odby¬ wa sie przy temperaturze 650°C,to w ostat¬ nich 15 minutach mozna podwyzszyc tem¬ perature np. do 1000°C. Inny srodek po¬ mocniczy polega na zmniejszeniu zawarto¬ sci tlenu w utleniajacych gazach pod ko¬ niec procesu aktywowania, doprowadzajac do tego stopnia, ze przez krótki okres.kon¬ cowy przerabiany matejal prazy sie w at¬ mosferze niezawierajacej wolnego tlenu, wiec np. w czystej parze wodnej.Materjal surowy mozna naprzód ko¬ ksowac lub zweglac, albo tez koksowanie (np. torfu) i aktywowanie moze sie odby¬ wac w ciaglym toku pracy, ewentualnie w tern samem urzadzeniu; do aktywowania mozna tez uzywac spalin, oczyszczonych ewentualnie od niepozadanych domieszek.Gaz utleniajacy moze byc wytwarzany we¬ wnatrz urzadzenia sluzacego do aktywo¬ wania przez spalanie gazu opalowego np. stosownej mieszaniny gazu generatoro¬ wego (skladajacego sie glównie z azotu, tlenku wegla i wodoru) i powietrza oraz pary wodnej. Produkty spalenia sluza w tym wypadku jako gazy aktywujace, pod¬ czas gdy wytworzone cieplo ogrzewa urza¬ dzenie (np. obrotowy piec rurowy).Nowy sposób jest prosty i tani; mate¬ rjal surowy jest tani i nie wymaga ko¬ sztownego plókania kwasami w celu usu¬ niecia popiolu; przeróbka moze byc maso¬ wa. Korzystna jest równiez praca przy ni¬ skiej temperaturze, urzadzenia do aktywo¬ wania mniej sie niszcza. Otrzymane srodki adsorbcyjne sa tanie a bardzo aktywne; nadaja sie do odbarwiania, do pochlaniania gazów i par, do rozdzielania mieszanin ga- — 3 —zowych do celów katalizy i innych, wy¬ magajacych wegla czynnego.Po przeprowadzeniu procesu aktywo¬ wania sposobem wyzej opisanym trzeba o- trzymany srodek adsorbcyjny oziebic, bo w zetknieciu z powietrzem uleglby spale¬ niu. Do chlodzenia uzywano zwykle wody, tak ze ochlodzony wegiel musial byc suszo¬ ny. W mysl niniejszego wynalazku uzywa sie do tego celu ochlodzonych poprzednio gazów wylotowych urzadzenia do aktywo¬ wania. Tak np. gorace gazy wylotowe za¬ wierajace juz niewiele skladników utlenia¬ jacych (jak np. tlen, chlor, amonjak i t. d.) chlodzi sie naprzód a potem wprowadza sie je w zetkniecie z ogrzanym srodkiem ad- sorbcyjnym wychodzacym z pieca, poczem gazy sluza ponownie do aktywowania gdy sie do nich doda domieszke swiezych sklad¬ ników utleniajacych. Gazy wylotowe chlo¬ dzi sie, wyzyskujac jednoczesnie zawarte w nich cieplo np. w ten sposób, ze uzywa sie ich do posredniego luib bezposredniego ogrzewania surowych materjalów, zawie¬ rajacych wegiel, albo do ogrzewania gazów sluzacych do aktywowania tych materja¬ lów, wzglednie do obu tych celów. Prze¬ bieg procesu, który moze byc prowadzony metoda okresowa, np. w retortach, albo me¬ toda ciagla, np. w piecach szybowych, ru¬ rowych i tym podobnych, objasniono poni¬ zej na podstawie dolaczonego rysunku, Surowy materjal zawierajacy wegiel przechodzi ze zbiornika a do podgrzewa¬ cza b, poczem po przejsciu obrotowej ru¬ ry c dostaje sie do chlodni d polaczonej ze zbiornikiem d\ Gazy aktywujace wchodza do rury c przez wlot e i plynac przez rure c w kierunku przeciwnym jak przerabiany materjal dostaja sie do tylnej czesci / ru¬ ry i przez wylot g wychodza z podgrzewa¬ cza b, skad rura h plyna do chlodni d, któ¬ ra opuszczaja przez rure A*. W rure h jest jeszcze wstawiony chlodnik i, w którym ga¬ zy wylotowe jeszcze bardziej sie oziebiaja.Wentylator k sluzy do przesuwania gazów.W omawianym przykladzie wykonania przestrzen opalowa / obrotowej rury jest jeszcze polaczona przewodem m z pod¬ grzewaczem b w ten sposób, ze gazy wy¬ lotowe przeplywaja przez podgrzewacz ka¬ nalami n, podczas gdy podgrzewany mate¬ rjal przesuwa sie kanalami o. W ten spo¬ sób wyzyskuje sie podwójnie gazy aktywu¬ jace i gazy wylotowe, a jednoczesnie skra¬ ca sie proces aktywowania surowego mate- rjalu przez jegp podgrzewanie.Omawiany proces mozna równiez pro¬ wadzic w ten sposób, ze utleniajace sklad¬ niki gazów wylotowych dzialaja w dal¬ szym ciagu aktywujaco gdy sie stykaja z ogrzanym materjalem wychodzacym z pie¬ ca. Wprowadzajac ochlodzone gazy wylo¬ towe do przestrzeni d i d', mozna chlodzic materjal w d wstepnie, a w d* ostatecznie.Ochlodzone gazy wylotowe moga rów¬ niez sluzyc do odprowadzania gotowego produktu, np. w ten sposób, ze zapomoca tych gazów wydmuchuje sie gotowy pro¬ dukt, który moze byc przy tej okazji je¬ szcze dalej chlodzony przy zastosowaniu odpowiedniego urzadzenia.Gazy wylotowe moga sluzyc naprzód do podgrzewania surowego materjalu a po¬ tem jeszcze do podgrzewania swiezych ga¬ zów, sluzacych do aktywowania surowego materjalu, albo tez do obróbki dodatkowej wegla juz aktywowanego. Sposób podany przez niniejszy wynalazek moze sluzyc takze do ulepszania wegla juz aktywowa¬ nego, albo do regeneracji uzytego wegla czynnego. Przy aktywowaniu materjalów, zawierajacych siarke lub fosfor, albo jed¬ na i druga domieszke, otrzymuje sie srodki adsorbcyjne, zanieczyszczone zwiazkami tych pierwiastków. W mysl wynalazku mozna te zanieczyszczenia usunac w prosty sposób zaipomoca sortownika magnetyczne¬ go, który oddziela zwiazki zelazowe, za¬ wierajace siarke lub fosfor. Jezeli surowy materjal nie zawiera dostatecznej ilosci zelaza, to mozna je dodac w postaci spro- — 4 —szkowanej lub gabczastej, albo w postaci tlenków, azotanów lub weglanów zelaza, aby w ten sposób zwiazac z zelazem siarke lub fosfor, przyczem nadmiar zelaza nie jest szkodliwy.Stwierdzono równiez, ze sortowanie ma¬ gnetyczne moze równiez sluzyc do frakcjo¬ nowania srodka adsorbcyjnego na skladni¬ ki o róznej zawartosci popiolu (rozpu¬ szczalnego w kwasie solnym) 50—60% i rozdzielac go na produkty o róznej zawar¬ tosci popiolu wzglednie wegla. Otrzymany w ten sposób srodek adsorbcyjny o wiek¬ szej zawartosci wegla moze miec zastoso¬ wanie w tych wypadkach, w których uzywa go sie do obróbki np. materjalów majacych zdolnosc rozpuszczania popiolu, lub reago¬ wania z popiolem w niepozadany sposób.Frakcjonowanie wymaga silniejszego pola magnetycznego niz oddzielanie siarcz¬ ków i fosforków, wiec przerabiajac srodek adsorbcyjny poddaje go sie naprzód dzia¬ laniu slabszego pola magnetycznego w ce¬ lu -usuniecia wspomnianych zanieczy¬ szczen, a potem dzialanie pola np. dwu¬ krotnie silniej szego przytrzymujacego czastki bogatsze w popiól, tak ze materjal który przeszedl przez pole magnetyczne jest wzbogacony w wegiel. Regulujac nateze¬ nie pola magnetycznego mozna otrzymac z srodka adsorbcyjnego zawierajacego np. 50% popiolu wiecej frakcyj np, trzy: bo¬ gata w wegiel, bogata w popiól i posrednia.Natezenie pola magnetycznego dosto¬ sowuje sie równiez do rodzaju przerabia¬ nych materjalów surowych, do dlugosci o- kresu przechodzenia materjalu przez pole magnetyczne do ukladu magnesów i temu podobne. Najlepsze warunki pracy w da¬ nym wypadku ustala sie przez próby.Inna metoda usuwania zanieczyszczen takich jak siarczki i fosforki polega na.za- stosowaniiAwasów, lub zwiazków dziala¬ jacych kwasowo, któremi dziala sie na srodek adsorbcyjny bedacy jeszcze wstanie ogrzanym, przyczem ilosc uzytego np. kwa¬ su musi byc taka aby wystarczyla do usu¬ niecia zanieczyszczen, lecz nie rozpuscila wielkiej ilosci popiolu.Mozna postepowac np. w ten sposób, ze naprzód stwierdza sie ilosciowa zawartosc zwiazków siarki w srodku adsorbcyjnym, na który dziala sie potem odpowiednia ilo¬ scia kwasu (ewentualnie z pewnym nad¬ miarem) w celu usuniecia zanieczyszczen (jak zwiazki siarki, fosforu). Zaleca sie u- zywanie kwasów (lub zwiazków reaguja¬ cych kwasowo) rozcienczonych, do któ¬ rych wrzuca sie bezposrednio srodek ad¬ sorbcyjny po jego wyjsciu z urzadzenia, w którem odbywalo sie aktywowanie. Do wy¬ mienionego celu mozna uzywac kwasów mineralnych, jak np. kwas solny lub siar¬ kowy, kwasów organicznych; jak np. kwas octowy, kwasnych soli, jak np. siarczany, soli dzialajacych kwasowo, jak np. chlorek glinu i tym podobne.Celowem jest równiez uzycie kwasu we¬ glowego, lub gazów, zawierajacych ten gaz, jak np. oczyszczone gazy dymowe, które¬ mi dziala sie na srodek adsorbcyjny w o- becnosci wody. Po traktowaniu srodka ad¬ sorbcyjnego kwasem mozna zastosowac plókanie woda w celu usuniecia zanieczy¬ szczen rozpuszczalnych w wodzie. Przy u- zyciu kwasów organicznych usuwa sie ich resztki w srodku adsorbcyjnym przez na¬ grzanie tego ostatniego do ciemnoczerwo¬ nego zaru, ho wtedy kwasy te ulegaja roz¬ kladowi i wyiplókiwanie ich zapomoca wody jest zbedne.Przeróbke wegla czynnego zapomoca o- graniczonej ilosci kwasu mozna skombino- wac z dzialaniem pola magnetycznego.Dzialanie kwasu mozna zastosowac np. do frakcyj otrzymywanych przez sortowanie magnetyczne, aby je uwolnic calkowicie od szkodliwych domieszek i uczynic je zdatne- mi do pewnych specjalnych celów prak¬ tycznych. Mozna przeprowadzic sortowa¬ nie magnetyczne np. w ten sposób, ze siarczki i fosforki pozostaja w pewnej o- — 5 -kreslonej frakcji (np. w tej która zawiera najwiecej popiolu), która uwalnia sie po¬ tem od tych zanieczyszczen zapomoca kwasu. PL