DE2361808A1 - Verfahren zur herstellung von aktivkohle - Google Patents
Verfahren zur herstellung von aktivkohleInfo
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Description
24 794 - Wt/My
1. JAPAN ENG. CO., LTD., Tokyo / Japan
2. NIPPON IRON POWDER CO., LTD., Kashiwa-shi, Chiba-Ken/Japan
, Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren
zur Herstellung von Aktivkohle, bei dem gleichzeitig ein reduziertes
Metall oder ein reduziertes Metalloxyd gebildet wird.
Es ist gut bekannt, daß Aktivkohle durch Carbonisierung von organischem Material,· beispielsweise Holz, Kohle, Holzmühlenabfall,
Kokosnußschalen und Sägemehl, hergestellt werden kann:
und daß man das carbonisierte Material aktivieren kann. Im allgemeinen erfolgt die Aktivierung des carbonisierten Materials,
indem man als Aktivierungsmittel Chemikalien wie Zinkchlorid, Natriumsulfat und Natriumphosphat oder Gase wie
Dampf und Kohlendioxyd verwendet.
Die Aktivierung durch Chemikalien wird zur Herstellung von feinpulveriger Aktivkohle verwendet. Bei diesem Verfahren
wird das feinverteilte organische Material wie Sägemehl und Holzabfall zuerst mit einer wäßrigen Lösung des Aktivierungsmittels imprägniert und dann wird das imprägnierte organische
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Material carbonisiert und anschließend in einem vertikalen
Ofen, einem horizontalen Ofen, oder einem Ofen mit Wirbelschicht oder auf einer Heizplatte aktiviert. Ein solches Verfahren
besitzt jedoch die folgenden Nachteile.
(1) Ein Teil des Aktivierungsmittels wird während der Carbonisierung des organischen Materials oxydiert und
verdampft.
(2) Es ist erforderlich, die verdampfte Verbindung durch einen Wasserschauer zu gewinnen.
(3) Es ist erforderlich, das Aktivierungsraittel und
die Asche, die an der Aktivkohle verbleiben, durch ein Naßverfahren zu entfernen, wobei man mit saurer Lösung waschen,
mit Wasser spülen und mit einer alkalischen Lösung neutralisieren muß.
Bei dem oben erwähnten Gewinnungsverfahren sind lange Verarbeitungszeiten
erforderlich, und dadurch erhält man nur ein teures Produkt.
Bei der Herstellung von Aktivkohle durch Gasaktivierung wird das organische Material zuerst carbonisiert, indem man
auf eine hohe Temperatur erwärmt, während die flüchtigen Verbindungen von dem organischen Material abdestilliert werden,
und dann wird ein oxydierendes aktivierendes Gas wie Dampf, Kohlendioxydgas und Luft in Kontakt mit dem carbonisierten
Material gebracht, während ein Teil des carbonisierten Materials brennt. Die üblichen Öfen mit Wirbelschicht,
Öfen mit externer Heizung und Öfen mit interner Heizung können bei der Aktivierung mit Gas verwendet werden.
Man nimmt an, daß es im allgemeinen wichtig ist, um Aktivkohle mit ausgezeichneter Absorptionskapazität bei der Aktivierung
mit Gas zu erhalten, daß das organische Material wäh-
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rend einer relativ langen Zeit carbonisiert wird und daß das carbonisierte Material in Berührung mit einer relativ
geringen Menge an aktivierendem Gas bei geeigneter Temperatur gebracht wird. Die oben erwähnte Wärmebehandlung des
organischen Materials kann mit Vorteil durchgeführt werden, wenn man einen ^Rotationsofen verwendet. Es soll jedoch bemerkt
werden, daß das carbonisierte Material, das in bekannten Rotationsöfen gebildet ,wird, schwierig direkt in Kontakt
mit dem oxydierenden aktivierenden Gas gebracht werden kann, da das carbonisierte Material von einem reduzierend wirkenden
Gas, Kohlenmonoxyd umgeben ist. Um die oben erwähnte Schwierigkeit zu eliminieren, wird eine oder eine Vielzahl
von Röhren,um das aktivierende Gas einzublasen, in den Ofen eingebaut .·, und das aktivierende Gas wird auf die Schicht
aus aktiviertem Material geblasen. Das oben erwähnte Blasen des aktivierenden Gases reicht jedoch nicht aus, um das aktivierende
Gas ausreichend in Berührung mit dem carbonisierten Material zu bringen. Dementsprechend erfordert die Aktivierung des carbonisierten Materials durch das aktivierende
Gas eine lange Zeit. Das heißt, die bekannte Aktivierung mit Gas besitzt die folgenden Nachteile:
(1) Niedrige Wärmewirksamkeit.
(2) Der Ofen für die Aktivierung mit dem. Gas besitzt
eine komplexe Bauart und
(3) während der Aktivierung treten große Verluste an carbonisiertem Material auf.
Es soll weiterhin bemerkt werden, daß bei der Aktivierung des carbonisierten Materials mit dem aktivierenden Gas,Dampf
oder Kohlendioxyd die folgende Umsetzung stattfindet
H2O + C = CO + H - 31,4 Kcal
oder
CO2 +C= 200 - 41 Kcal.
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Das heißt, die obigen Umsetzungen sind wärmeabsorbierende Reaktionen. Während der obigen Wärmeabsorption während der
Aktivierung ist es offensichtlich, daß zu dem carbonisierten Material eine große Wärmemenge zugeführt werden muß, um es
in aktivem Zustand zu halten. Zu diesem Zweck wird ein von außen erwärmter Rotationsofen vielfach verwendet. In dem
von außen erwärmten Rotationsofen wird die Wärme durch einen Mantel, der den Rotationsofen umgibt, zugeführt (Rotationsofen = Dreh- oder Trommelofen). Im allgemeinen erfolgt die
Aktivierung des carbonisierten Materials durch das oxydierende aktivierende Gas bei einer Temperatur von 700 bis 950°C,
Dementsprechend ist es erforderlich, den Mantel des Drehofens aus hochtemperaturbeständigem Stahl herzustellen, der
sehr teuer ist. Weiterhin muß der von außen erwärmte Drehofen einen Verbrennungsofen enthalten, um Gas mit einer hohen
Temperatur zu bilden und um den Ofen zu erwärmen. Solche Verbrennungsofen verbrauchen eine große Menge an Brennstoff,
was mit sich bringt, daß die Aktivierung des carbonisierten Materials sehr teuer ist, und daher ist der Preis des Produktes
sehr hoch. Wird anstelle des extern erwärmten Drehofens ein von innen erwärmter Drehofen verwendet, so wird die
Schicht aus carbonisiertem Material, die aktiviert werden soll, Luft oder Sauerstoff ausgesetzt, die in den Ofen eingeführt
werden, um die destillierten Gase aus dem organischen Material und einem Teil des organischen Materials abzubrennen,
oder die Schicht ist eine oxydierendaiMischung
aus dem verbrannten Gas und Luft oder Sauerstoff ausgesetzt. Dies bringt eine unerwünschte Oxydation des carbonisierten
Materials mit sich. Eine solche Oxydation ergibt eine schlechte Qualität und eine niedrige Ausbeute an der entstehenden
Aktivkohle.
In der US-PS 3 617 256 wird ein Verfahren zur Herstellung
von Eisen aus Eisenerz durch Reduktion mit Kohle bei einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Eisens beschrieben.
Bei diesem Verfahren wird ein kohlenstoffhaltxges Reduktions-
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mittel hauptsächlich aus Kohle unter der Lage des Anthrazits hergestellt und anschließend in Berührung mit
dem Eisenerz gebracht. Durch die Umsetzung des Eisenerzes und des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels wird das Eisenerz
zu Eisen entweder in Pulverform oder als offenporiges, leicht pulverbares Agglomerat eines solchen Pulvers erhalten
und das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel wird in Aktivkohle überführt. Das obige Verfahren wird unter Verwendung
einer Vorrichtung durchgeführt, die enthält:, eine Vielzahl von Reaktionsgefäßen zur Herstellung des kohlehaltigen
Reduktionsmittels, eine Verbrennungskammer zur Herstellung von Gas mit hoher Temperatur und einen mehrherdigen
Ofen mit Rühreinrichtung. Im allgemeinen besitzt der mehrherdige Ofen eine komplizierte Bauart und er ist teuer und
die Kapazität ist relativ gering. Dementsprechend ist die oben erwähnte Art der Vorrichtung für die Herstellung von
Aktivkohle in großem Maßstab ungeeignet.
Der vorliegenden Anmeldung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle direkt aus organischem Material zu schaffen, wobei gleichzeitig ein
reduziertes Metall.oder Metalloxyd gebildet wird. Der vorliegenden
Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle hoher Qualität
mit hoher Wärmewirksamkeit und Ausbeute und mit niedrigen Kosten zu schaffen, wobei gleichzeitig ein reduziertes
Metall oder Metalloxyd gebildet wird.
Die oben angegebenen Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße
Verfahren gelöst. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle, bei dem das organische
Material durch Erwärmen auf eine Temperatur von mindestens 2000C carbonisiert wird, während verbrennbares, destilliertes
Gas aus dem organischen Material gebildet wird, und wobei das carbonisierte Material in Berührung mit einem
Material gebracht wird, welches mindestens eine Verbindung
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wie Metalloxyde, -carbonate und/oder -hydroxyde enthält
und wobei man eine Temperatur verwendet, bei der die Metallverbindung durch Umsetzung mit Kohle reduziert wird. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung aus organischer Verbindung und dem Material,
das die Metallverbindung enthält, in einen Innenraum eines von innen erwärmten Drehofens durch das eine Ende davon einführt,
Luft oder Sauerstoffgas in den Innenraum durch das
entgegengesetzte Ende davon einbläst, das destillierte Gas und das Kohlenmonoxydgas, die durch Reduktion der Metall verbindung
mit Kohle in dem Innenraum gebildet werden, verbrennt und das verbrannte Gas mit einer Temperatur von mindestens
5000C (
liert.
liert.
5000C einheitlich durch den Innenraum des Drehofens zirku-
Der Ausdruck "organisches Material", wie er hierin verwendet wird, bedeutet ein festes Material, das bei Temperaturen,
die 2000C oder höher sind, carbonisiert werden kann. Solche
organischen Materialien sind beispielsweise Holz, Anthrazit, übliche Kohle, Lignit, Braunkohle, Moorkohle, Kohleabfall,
Abfall von Holzmühlen, Kokosnußschalen, Baumrindenabfall,
Holzabfall, Sägemehl, landwirtschaftlicher Abfall, Samen von Früchten und Lignin.
Die Metalloxyde, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet
werden können, sind beispielsweise die Oxyde von Eisen, Kupfer, Blei, Nickel, Zinn, Cadmium, Zink, Chrom oder/
und Mangan.
Als Metallcarbonate kann man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwenden die Carbonate von Calcium, Magnesium,
Caesium, Natrium, Kalium oder/und Barium.
Als Metallhydroxyde kann man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwenden die Hydroxyde von Eisen, Kupfer, Blei,
Nickel, Zinn, Cadmium, Zink, Chrom, Mangan, Calcium, Ma-
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gnesium, Caesium, Natrium, Kalium oder/und Barium.
Als Material, das Metallverbindungen enthält, kann man ein
Metallerz, beispielsweise Eisenerz, verwenden, welches Eisenoxyd enthält.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren füllt man in den Innenraum eines von innen erwärmten Drehofens eine Mischung aus
organischem Material und dem Material, das die Metallverbindung enthält. Sie können außerhalb des Drehofens einheitlich
vorvermischt werden und dann in den Drehofen durch das eine Ende des Drehofens eingeleitet werden oder sie können
getrennt in den Drehofen durch ein Ende davon eingeführt werden und dann können sie miteinander gut im Drehofen
vermischt werden. Die Menge an Material, das die Metallverbindung enthält und die mit dem organischen Material vermischt
wird, wird im Hinblick auf die Art des verwendeten organischen Materials, der Menge an Aktivkohle, die aus dem
organischen Material gebildet wird, der gewünschten Aktivität der gebildeten Aktivkohle, dem Gehalt der Metallverbindung
in dem Material bestimmt. Im allgemeinen wird das organische Material in einer Menge von 100 bis 1000%, bezogen auf das
Gewicht des organischen Materials, aus dem das carbonisierte Material gebildet wird, der Menge, die für die vollständige
direkte Reduzierung der Metallverbindung erforderlich ist,
verwendet.
Zu Beginn der Carbonisierung werden Luft oder Sauerstoffgas
und ein Gas- oder ein flüssiger Brennstoff in den Innenraum des Drehofens eingeleitet und darin verbrannt, um das organische
Material bei einer Temperatur von mindestens 200 C zu erwärmen, wobei das organische Material getrocknet wird
und wobei ein verbrennbares, destilliertes Gas aus dem organischen Material gebildet wird. Das verbrennbare, abdestillierte
Gas wird mit Luft oder Sauerstoff vermischt und in
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dem Innenraum verbrannt, um den Innenraum bei der gewünschten
Temperatur zu halten. Wenn der Innenraum bei der gewünschten Temperatur durch die Verbrennung des destillierten
Gases gehalten wird, kann die Beschickung mit dem Brennstoff aufhören.
Durch Rotation des Drehofens wird-das organische Material
zusammen mit dem Material, welches die Metallverbindung enthält, von dem Beschickungsende zu dem gegenüberliegenden Ende
(Entnahmeende)des Drehofens durch den Innenraum transportiert,
Während des Transports passiert das organische Material eine Destillations- und Carbonisierungszone und eine Aktivierungszone
.
Um die Destillations- und Carbonisierungszone und die Aktivierungszone
bei der gewünschten Temperatur zu halten, ist es erforderlich, daß das destillierte Gas aus dem organischen
Material und das Kohlenmonoxyd, das in der Aktivierungszone nach einer im folgenden näher erläuterten Umsetzung
gebildet wird, innerhalb des Innenraums des Drehofens verbrennen und daß das entstehende verbrannte Gas, das eine
hohe Temperatur besitzt, einheitlich durch den Innneraum zirkuliert wird.
Um eine einheitliche Zirkulation des verbrannten Gases zu ergeben, ist es bevorzugt, daß der Innenraum des Drehofens
eine Länge (L) des 1-bis 10-fachen des Durchmessers (D) davon besitzt, d.h. das Verhältnis L/D liegt im Bereich von
1 bis 10.
Weiterhin ist es wünschenswert, daß die Luft oder das Sauerstoff gas in den Innenraum durch das Ende davon eingeblasen
wird, welches entgegengesetzt dem Ende liegt, durch das das organische Material und das Metallverbindung enthaltende
Material eingeleitet werden. Ein solches Einblasen von Luft oder Sauerstoffgas in den Innenraum mit dem zuvor er-
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wähnten L/D-Verhältnis ist sehr wirksam, um eine Zirkulation
des verbrannten Gases zu bewirken.
Die üblichen bzw. bekannten Drehofen, die innen erwärmt werden,
besitzen ein großes L/D-Verhältnis, welches im Bereich von 15 bis 25 liegt und für die Bildung einer Zirkulation
mit verbranntem Gas ungeeignet ist.
Dies liegt daran, daß die große Länge des Innenraums eine gleichzeitige Strömung der Luft oder des Sauerstoffs und
des verbrannten Gases ergibt und daß der kleine Durchmesser des Innenraums die Bildung einer Strömung aus verbranntem
Gas im Gegenstrom zu der Luft oder dem Sauerstoffgas verhindert.
Die Luft oder das Sauerstoffgas kann parallel zu der longitudinalen
Achse des Drehofens eingeblasen werden oder sie können in Richtung auf die Oberfläche der Innenperipherie des Dreh-.ofens
eingeblasen werden. Im allgemeinen ist das letztere Verfahren bevorzugt, weil dadurch eine einheitliche Zirkulation
des verbrannten Gases einschließlich der Luft oder des Sauerstoffgases bewirkt wird»
Wenn die Metallverbindung, die als Aktivierungsmittel verwendet
wird, ein Metalloxyd wie zuvor angegeben ist9 so wird
das Metalloxyd indirekt durch das carbonisierte Material bei einer Temperatur von mindestens 50O0C, bevorzugt von 700 bis
130O0C, reduziert. Das heißt, ein Teil des carbonisierten
Materials wird oxydiert, wobei Kohlenmonoxyd gebildet wird, und das Metalloxyd wird durch das Kohlenmonoxyd entsprechendder
folgenden Reaktionsgleichung reduziert;
MmOn + nCO - mM + nC02 (I)
worin M ein Metallatom und m und η die entsprechenden Zahlen bedeuten. Beispielsweise wird Eisen(III)-oxyd entsprechend
der folgenden chemischen Gleichung reduziert:
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2O3 + CO = 3/2Fe + CO2 + 1,9 Kcal (I-a)
Bei der Reduktionstemperatur des Metalloxyds wird das oben gebildete Kohlendioxyd (CO2) durch die Umsetzung mit Kohlenstoff
entsprechend der folgenden Gleichung reduziert:
CO2 + C = 2CO + 41 Kcal (II)
Bei der obigen Umsetzung wird das carbonisierte Material aktiviert und das entstehende Kohlenmonoxyd wirkt als Reduktionsmittel
für das Metalloxyd. Dementsprechend kann man die Gleichungen (I) und (II) der Umsetzung des Metalloxyds
mit dem carbonisieren Material in der Aktivierungs- £one folgendermaßen zusammenfassen:
MmOn + nC = mM + nCO.
Im Falle des Eisen(III)-oxyds beträgt die zusammengefaßte
Gleichung aus den Gleichungen (I-a) und (II):
1/3Fe2O, +C= 2/3Fe + CO - 39,1 Kcal (III).
Wie aus der obigen Gleichung klar hervorgeht, wird bei der Reduktion des Metalloxyds die größte Menge an Wärme von
39,1 Kcal/Mol absorbiert. Wenn jedoch das oben gebildete Kohlenmonoxyd mit Luft oder Sauerstoffgas vermischt und in dem
Innenraum eines Rotationsofens verbrannt wird, entsteht bei einer solchen Verbrennung eine große Menge an Wärme entsprechend
der folgenden Gleichung:
CO + 1/2O2 = CO2 + 68 Kcal (IV)
Im Hinblick auf die Gleichungen (III) und (IV) ist offensichtlich,
daß die Umsetzung (IV) die Wärme, die für·die Durchführung der Umsetzung (III) erforderlich ist, ausreichend
zur Verfügung stellen kann.
Es soll bemerkt werden, daß die Aktivierung des carbonisierten Materials kontrolliert werden kann, indem man die Umsetzung
(IV) kontrolliert, d.h. die Zufuhr der Wärme kontrolliert, Wenn die bei der Umsetzung (V) gebildete Wärme nicht ausreicht,
um die Umsetzung (III) in Gang zu setzen bzw. zu ak-
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tivieren, wird in dem Innenraum des Drehofens ein Gas- oder ein flüssiger Brennstoff verbrannt.
In der Aktivierungszone kann das carbonisierte Material
praktisch von der Einwirkung der Luft oder des Sauerstoffs geschützt werden, die durch das entgegengesetzte Ende, welches
nahe an der Aktivierungszone liegt, eingeführt werden,
da die Oberfläche des carbonisierten Materials mit einer Schicht aus Kohlenmonoxyd bedeckt ist, die durch die Umsetzung
des carbonisierten Materials mit dem Metalloxyd gebildet wird. Dieses Kohlenmonoxyd wird mit der Luft oder
dem Sauerstoff verbrannt und bildet die Wärme, die erforderlich ist, um den Innenraum auf der erforderlichen Temperatur
zu halten. Mit anderen Worten wird ein Teil des carbonisierten Materials nicht nur dazu gebraucht, um das Metalloxyd
zu reduzieren, wobei gleichzeitig das carbonisierte Material selbst aktiviert wird, sondern ein Teil wird ebenfalls dazu
gebraucht, um den Innenraum bei der erforderlichen Temperatur zu halten.
Wenn man als Metallverbindung ein Metallcarbonat oder ein -hydroxyd verwendet, so wird es bei der Temperatur zersetzt,
bei der das carbonisierte Material aktiviert wird, entsprechend der folgenden chemischen Gleichung:
Mm(C03)n = mMOn/m + nC02 ■ (V)
•*Mm(0H)n = mM0n/2m + n/2H20 (Vl)
Beispielsweise verläuft im Falle von Calciumcarbonat oder
-hydroxyd die Zersetzung folgendermaßen:
CaCO, = CaO + CO9 - 42,58 Kcal (V-a)
oder D ^
Ca(OH)2 = CaO + H2O - 15,58 Kcal (VI-a)
Bei der obigen Zersetzung V-a ist die theoretische Temperatur, bei der das entstehende Kohlenmonoxyd einen Partialdruck von
1 at besitzt, 9000C. Im Falle der Gleichung (VI-a) beträgt
die theoretische Temperatur, bei der der entstehende Wasser-
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dampf einen Partialdruck von 1 at besitzt, 45O°C. Dementsprechend
werden bei einer Aktivierungstemperatur von 550 bis 130O0C die im folgenden aufgeführten Umsetzungen ablaufen:
CO2 +C= 2CO - 41 Kcal (VIl)
H2O + C = CO + H2 - 31,4 Kcal (VIII)
Das heißt, Kohlendioxyd oder Wasserdampf wirkt als Aktivierungsmittel
für das carbonisierte Material.
Aus den Gleichungen (V) und (VII) ergibt sich die folgende Gleichung durch Addition:
Mn(C03)n + nC = mMOn/n + 2nC0 (IX)
Aus den Gleichungen (Vl) und (VIII) ergibt sich die folgende
Gleichung durch Addition:
M(0H)n + i/2nC + MOn/2 + i/2nH2 + i/2nC0 (X)
Beispielsweise kann die Umsetzung aus dem carbonisierten Material mit Calciumcarbonat und -hydroxyd folgendermaßen zusammengefaßt
werden:
CaCO5 + C = CaO + 2CO - 83,58 Kcal (IX-a)
oder
Ca(OH)2 + C = CaO + H2 + CO - 48,98 Kcal (X-a)
Um die obigen Umsetzungen zu beendigen, ist eine große Menge an zugeführter Wärme erforderlich. Diese Wärme wird zugeführt,
indem man das entstehende Kohlenmonoxyd oder eine Mischung aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff, die bei der obigen
Umsetzung (IX) oder (X) gebildet werden, verbrennt.
2CO + O2 = 2CO2 + 136 Kcal (Xl)
H2 + CO +O2 = H2O + CO2 + 136,3 Kcal (XH).
Im allgemeinen ist die Wärme, die bei den Umsetzungen (XI) und (XII) gebildet wird, größer als die, die erforderlich
ist, um die Umsetzungen (IX) oder (X) zu beendigen. Wenn die gebildete Wärme zu stark ist, um den Innenraum des Drehofens
bei der gewünschten Temperatur zu halten, wird die Menge an Luft oder Sauerstoffgas, die in den Innenraum geblasen wird,
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erniedrigt, d.h. die Temperatur des Innenraums wir kontrolliert,
indem man die Zufuhr an Luft oder Sauerstoffgas reguliert.
Während der Aktivierung wird das carbonisierte Material durch eine Schicht aus Kohlenmonoxyd oder einer Mischung aus Kohlenmonoxyd
und Wasserstoff bedeckt und von der direkten Umsetzung mit Luft oder Sauerstoffgas geschützt. Die entstehende
Aktivkohle wird von dem reduzierten Metall oder Metalloxyd durch Sieben, Trennung, bedingt durch Schwere, oder magnetische
Trennung abgetrennt.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Es wird ein von innen erwärmter Drehofen, der einen Innenraum mit einem Durchmesser von 1,8m besitzt und eine Länge von
18 m besitzt, verwendet, um Aktivkohle und reduziertes Eisen herzustellen.
158 kg Anthrazit einschließlich 7,8 Gew.% flüchtiger Materialien,
80,9 Gew.% fester Kohle und 3,0 Gew.% Asche und 315 kg
Eisenerz, enthaltend 68,2 Gew.% Gesamteisen, werden pro Stunde vermischt und in den oberen Innenraum des Drehofens
durch das Beschickungsende davon eingefüllt. Luft wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 270 nr/h in den Innenraum
durch eine Einlaßleitung eingeblasen, die an dem einen Ende davon angebracht ist, und zwar entgegengesetzt dem oben erwähnten
Beschickungsende und mit einem Winkel von 1,5°, bezogen
auf die longitudinale Achse des Drehofens. Durch Verbrennen des aus dem Anthrazit abdestillierten Gases und
des Kohlenmonoxyds, das bei der Aktivierung des carbonisierten Anthrazits gebildet wurde-, wurde der Innenraum bei ungefähr
10000C gehalten. Während der Verweilzeit von ungefähr
6 Stunden wurde der Anthrazit zu Aktivkohle und das Eisenerz
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zu reduziertem Eisen überführt. Die entstehende Aktivkohle und das reduzierte Eisen wurden aus dem entgegengesetzten
Ende des Innenofens entnommen und in einer nichtoxydierenden Atmosphäre gekühlt. Anschließend wurde die Aktivkohle von
dem reduzierten Eisen durch magnetische Trennung abgetrennt. Die Aktivkohle wurde in einer Menge von 54 kg/h und das reduzierte
Eisen in einer Menge von 233 kg/h gewonnen (Gehalt an metallischem Eisen = 92 Gew.%). Die Aktivkohle hatte
eine Größe von 0,5 bis 2,3 mm und dann wurde ihre Absorptionskapazität untersucht. Die Absorptxonskapazität der
Aktivkohle wurde entsprechend dem Japanese Industrial Standard (JIS) Κ-1470-Verfahren bestimmt. Das heißt, 1 g
Aktivkohle wurde in 190 ml wäßrigem 1000 ppm Methylenblau bei 250C suspendiert. 1 Stunde nach dem Suspendieren war die
wäßrige Lösung vollständig entfärbt.
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben wurde wiederholt, wobei man einen von innen erwärmten Drehofen
mit einem Durchmesser des Innenraums von 1,6 m und einer Länge von 9 m verwendete. Die Aktivkohle und das reduzierte
Eisen wurden in Mengen von 21,5 kg/h bzw. 93 kg/h gebildet. Die Aktivkohle hatte die gleiche Absorptionskapazität wie
die von Beispiel 1.
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben wurde wiederholt, wobei man Lateriterz verwendete, welches Nickeloxyd
und Eisenoxyd anstelle von Eisenerz enthielt. Das Nickeloxyd wurde in einer Menge von 410 kg/h eingeführt. Die
Aktivkohle und das reduzierte Ferro-Nickel wurden in Mengen
von 46 kg/h bzw. 305 kg/h erhalten. Die Aktivkohle hatte die gleiche Absorptionskapazität wie die von Beispiel 1.
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Beispiel 4
Braunkohle, die 4,2 Gew.% flüchtiges Material, 93,0 Gew.%
feste Kohle und 2,8 Gew.%· Asche enthielt, wurde in einer
Menge von 130 kg/h mit Kalk, der 96 Gew.% Calciumcarbonat enthielt, in einer Menge von 420 kg/h vermischt. Die Mischung
wurde dann in einen von innen erwärmten Drehofen, dessen Innenraum einen Durchmesser von 1,8m und eine Länge von 18m
besaß, eingefüllt. Für die Verbrennung des destillierten Gases und des Kohlenmonoxyds wurde Luft mit einer Strömungsgeschwindigkeit
von 146 nr/h in den Innenraum mit einem
Winkel von 1,5°> bezogen auf die longitudinale Achse des Drehofens, eingeblasen. Das verbrannte Gas wurde in dem
Innenraum einheitlich zirkuliert und bei einer Temperatur von 9700C gehalten. Aktivkohle und Calciumoxyd wurden in
Mengen von 52 kg/h bzw. 235 kg/h gebildet. Die Aktivkohle
hatte die gleiche. Absorptionskapazität wie die von Beispiel 1.
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 4 wurde wiederholt, wobei man 91 kg Braunkohle und 280 kg/h Calciumhydroxyd
bei einer Temperatur von 7500C verwendete. Aktivkohle
und Calciumoxyd wurden in Mengen von 38 kg/h bzw. 164 kg/h
gebildet.
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Claims (16)
- Patentansprüche(V) Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle durch Carbonisierung eines organischen Materials durch Erwärmen auf eine Temperatur von mindestens 2000C, wobei verbrennbares, destilliertes Gas aus dem organischen Material gebildet wird, und durch Aktivieren des carbonisierten Materials, indem man es in Berührung mit einem Material bringt, welches mindestens eine Metallverbindung wie Metalloxyde, -carbonate und/oder -hydroxyde enthält, wobei man eine Temperatur verwendet, bei der die Metallverbindung durch Umsetzung mit Kohle reduziert wird, dadurch gekennzeichnet , daß man in den Innenraum eines von innen erwärmten Drehofens eine Mischung aus der organischen Verbindung und dem Material, welches die Metallverbindung enthält, einführt, wobei die Beschickung durch ein Ende des Ofens erfolgt, daß man Luft oder Sauerstoffgas in den Innenraum des Drehofens durch das entgegengesetzte Ende davon einbläst, das destillierte Gas und das Kohlenmonoxyd, das durch die Reduktion der Metallverbindung mit der Kohle in dem Innenraum gebildet wird, verbrennt und das verbrannte Gas, das bei einer Temperatur von mindestens 5000C brennt, einheitlich durch den Innenraum des Drehofens zirkuliert.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Drehofens eine Länge besitzt, die dem 1- bis 10-fachen seines Durchmessers entspricht.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches Material Holz, Anthrazit, übliche Kohle, Lignit, Braunkohle, Moorkohle, Kohleabfall, Holzmühlenabfall, Kokosnußschale, Rindenabfall, Holzabfall, Sägemehl, landwirtschaftliche Abfälle, Samen von Früchten und/ oder Lignin verwendet.A09826/0780
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metalloxyd Oxyde von Eisen, Kupfer, Blei, Nickel, Zinn, Cadmium, Zink, Chrom oder/und Mangan verwendet.
- 5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallcarbonat Carbonate von Calcium, Magnesium, Barium, Caesium, Natrium oder/und Kalium verwendet.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallhydroxyd Hydroxyde von; Eisen, Kupfer, Blei, Nickel, Zinn, Cadmium, Zink, Chrom, Mangan, Calcium, Magnesium, Barium, Caesium, Natrium oder/und Kalium verwendet.
- 7· . Verfahren nach Anspruch-1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Material, welches eine Metallverbindung enthält,-ein Erz verwendet.
- 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Erz ein Eisenerz verwendet.
- 9· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Material, welches eine Metallverbindung enthält, Kalk verwendet.
- 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft parallel zu der longitudinalen Achse des Drehofens eingeblasen wird.
- 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft in Richtung auf die Innenperipherie-Oberfläche des Drehofens eingeblasen wird.
- 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionstemperatur mindestens 500 C beträgt.409826/0780
- 13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionstemperatur zwischen 700 und 13000C liegt.
- 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Material in einer Menge von 100 bis 1000%, bezogen auf das Gewicht des organischen Materials, aus dem die Kohle gebildet wird, in einer Menge, die für die vollständige, direkte Reduktion der Metallverbindung erforderlich ist, verwendet wird.
- 15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brennstoff in den Innenraum des Drehofens eingeleitet wird und darin verbrannt wird.
- 16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entstehende Aktivkohle von dem reduzierten Material durch Gravitationstrennung oder durch magnetische Trennung abgetrennt wird.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2417329A1 (fr) * | 1978-02-21 | 1979-09-14 | Siren Matti | Materiau filtrant et procede de fabrication et d'utilisation dudit materiau |
DE3013256A1 (de) * | 1980-04-03 | 1981-10-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Hochspezifische aktivkohle, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
WO1987001686A1 (en) * | 1985-09-24 | 1987-03-26 | The British Petroleum Company P.L.C. | Process for the production of adsorbent carbon |
DE102005032928A1 (de) * | 2005-07-14 | 2007-01-18 | Rennebeck, Klaus, Dr. | Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle, Körpern aus Aktivkohle und mit Aktivkohle versehenen Körpern |
CN110156009A (zh) * | 2018-02-27 | 2019-08-23 | 彭万喜 | 一种活性炭的制备方法 |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4116680A (en) * | 1976-02-24 | 1978-09-26 | Robert Kenneth Jordan | Coproduction of iron and carbon black |
US4148753A (en) * | 1977-12-05 | 1979-04-10 | Westvaco Corporation | Neutralization of phosphoric acid activated carbon |
USRE31093E (en) * | 1978-05-10 | 1982-11-30 | Westvaco Corporation | Process for making activated carbon with control of metal ion concentration in phosphoric acid |
US4155878A (en) * | 1978-05-10 | 1979-05-22 | Westvaco Corporation | Process for making activated carbon with control of metal ion concentration in phosphoric acid |
US4248627A (en) * | 1978-05-16 | 1981-02-03 | Trw Inc. | Process for the manufacture and use of high purity carbonaceous reductant from carbon monoxide-containing gas mixtures |
FI60402C (fi) * | 1978-11-28 | 1982-01-11 | Outokumpu Oy | Foerfarande och anordning foer framstaellning av koks eller aktivt kol fraon fuktig organisk substans |
US4460612A (en) * | 1979-10-10 | 1984-07-17 | General Foods Corporation | Process for preparing carbonated liquids with coated charcoal |
JPS63134510A (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-07 | Nippon Enji Kk | 活性炭の賦活方法 |
US5166123A (en) * | 1987-03-31 | 1992-11-24 | Tokyo Organic Chemical Industries, Ltd. | Carbonaceous adsorbent for removal of pyrogen from water |
US4883596A (en) * | 1987-03-31 | 1989-11-28 | Tokyo Organic Chemical Industries, Ltd. | Carbonaceous adsorbent for removal of pyrogen and method of producing pure water using same |
JPH0297414A (ja) * | 1988-10-01 | 1990-04-10 | Kansai Coke & Chem Co Ltd | 高品質活性炭の製造法 |
JPH06239795A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-08-30 | Daicel Chem Ind Ltd | 炭酸ジエステル合成用触媒及び炭酸ジエステルの製造方法 |
AT407871B (de) * | 1995-11-13 | 2001-07-25 | Burgenlaendische Elek Zitaetsw | Verfahren zur herstellung von aktivkohle aus pflanzlichem material |
CN1168669C (zh) * | 1999-05-20 | 2004-09-29 | 宝洁公司 | 除去液体中纳米大小的病原体的方法 |
US7615152B2 (en) | 2001-08-23 | 2009-11-10 | Pur Water Purification Products, Inc. | Water filter device |
US7614507B2 (en) * | 2001-08-23 | 2009-11-10 | Pur Water Purification Products Inc. | Water filter materials, water filters and kits containing particles coated with cationic polymer and processes for using the same |
US7614508B2 (en) * | 2001-08-23 | 2009-11-10 | Pur Water Purification Products Inc. | Water filter materials, water filters and kits containing silver coated particles and processes for using the same |
US20030217967A1 (en) * | 2001-08-23 | 2003-11-27 | The Procter & Gamble Company | Processes for manufacturing water filter materials and water filters |
KR100777951B1 (ko) | 2001-08-23 | 2007-11-28 | 더 프록터 앤드 갬블 캄파니 | 정수 필터 재료, 대응하는 정수 필터 및 그의 사용 방법 |
US20050279696A1 (en) | 2001-08-23 | 2005-12-22 | Bahm Jeannine R | Water filter materials and water filters containing a mixture of microporous and mesoporous carbon particles |
JP3679084B2 (ja) * | 2002-10-09 | 2005-08-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶融金属製造用原料の製造方法および溶融金属の製造方法 |
FR2904405B1 (fr) * | 2006-07-31 | 2008-10-31 | Inst Francais Du Petrole | Procede de preparation d'une charge contenant de la biomasse en vue d'une gazeification ulterieure |
GB201317219D0 (en) * | 2013-09-27 | 2013-11-13 | T & L Process Technology Ltd | Treated waste products, methods of preparing them and using the same |
CN105883801B (zh) * | 2016-06-15 | 2024-04-09 | 厦门鸿益顺环保科技有限公司 | 一种水煤浆为燃料的外热式回转活性炭活化炉 |
CN115849376A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-03-28 | 北京林业大学 | 一种强化污水反硝化厌氧甲烷氧化脱氮处理的功能活性炭及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1502592A (en) * | 1923-03-26 | 1924-07-22 | Sauer Johan Nicolaas Adolf | Process for preparing decolorizing carbon |
US2107549A (en) * | 1933-12-12 | 1938-02-08 | Schmalfeldt Hans | Process for the reduction of fine iron ores |
US2180735A (en) * | 1936-06-03 | 1939-11-21 | Nat Carbon Co Inc | Process for making sorptive carbon |
US2269465A (en) * | 1938-11-16 | 1942-01-13 | Henry G Lykken | Method of treating iron ore |
US2593398A (en) * | 1943-06-11 | 1952-04-22 | Kalling Bo Michael Sture | Method of reducing ores without melting |
US3080156A (en) * | 1960-03-23 | 1963-03-05 | Freeman Corp | Apparatus for reducing metal oxides without melting |
US3617256A (en) * | 1968-02-28 | 1971-11-02 | Fmc Corp | Process for simultaneously producing powdered iron and active carbon |
US3770417A (en) * | 1971-02-23 | 1973-11-06 | Salem Corp | Simultaneous production of metallized ores and coke |
DE2241168A1 (de) * | 1972-08-22 | 1974-03-28 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur erzeugung von schwammeisen |
-
1972
- 1972-12-12 JP JP47123974A patent/JPS4981295A/ja active Pending
-
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- 1973-12-12 DE DE2361808A patent/DE2361808C3/de not_active Expired
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2417329A1 (fr) * | 1978-02-21 | 1979-09-14 | Siren Matti | Materiau filtrant et procede de fabrication et d'utilisation dudit materiau |
DE3013256A1 (de) * | 1980-04-03 | 1981-10-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Hochspezifische aktivkohle, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
WO1987001686A1 (en) * | 1985-09-24 | 1987-03-26 | The British Petroleum Company P.L.C. | Process for the production of adsorbent carbon |
EP0216599A1 (de) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | The British Petroleum Company p.l.c. | Verfahren zur Herstellung eines adsorbierenden Kohlenstoffes |
US4769359A (en) * | 1985-09-24 | 1988-09-06 | The British Petroleum Company P.L.C. | Process for the production of adsorbent carbon |
DE102005032928A1 (de) * | 2005-07-14 | 2007-01-18 | Rennebeck, Klaus, Dr. | Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle, Körpern aus Aktivkohle und mit Aktivkohle versehenen Körpern |
DE102005032928B4 (de) * | 2005-07-14 | 2010-02-11 | Rennebeck, Klaus, Dr. | Verfahren zur Herstellung von Aktivkohle, Körpern aus Aktivkohle und mit Aktivkohle versehenen Körpern |
CN110156009A (zh) * | 2018-02-27 | 2019-08-23 | 彭万喜 | 一种活性炭的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2361808C3 (de) | 1978-10-19 |
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US3950267A (en) | 1976-04-13 |
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