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Herstellung aktiver Kohle Durch die Patentschrift .488 9..1..1. ist
ein Verfahren geschützt, nach dem die Aktivierung kohlenstoffhaltiger Stoffe dadurch
erfolgt, daß diese Stoffe be-i hohen Temperaturen, z. B. bei 5oo bis 8oo o, mit
oxydierenden Gas- oder Gasdampfgemischen, wie solchen, deren Sauerstoffpartialdruck
zwischen 8 und i 15 mm Quecksilber beträgt, bis zur weitgehenden Verbrennung
des Kohlenstoffgehaltes behandelt werden.
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Es wurde festgestellt, daß sich bei diesem \-erfahren die gewöhnkche
Aktivierungsdauer urn 5o "j, und mehr abkürzen bzw. die Aktivierungstemperatur bei
Einhalten der sonst gewöhnlichen Aktivierungsdauer wesentlich verringern läßt, wenn
man das zu aktivierende, kohlenstoffhaltige Ausgangsrnaterial vor der Aktivierung
mit kleinen Mengen alkalisch wirkender Stoffe behandelt.
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Die Menge der anzuwendenden, alkalischen Zusatzstoffe ist dabei sehr
klein. Im allgemeinen genügt ein Zusatz von 0,5 bis i °Jo, bezogen auf das
Trockengewicht des verwendeten kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterials, während bei
den bekannten Verfahren und mehr zur Anwendung kommen.
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Die Behandlung des Ausgangsmaterials mit den alkalisch reagierenden
Stoffen, wie Alkalien, namentlich Soda, oder auch während der Aktivierung erst alkalisch
werdende Stoffe kann mit verdünnten, wässerigen Lösungen derselben oder aber auch
auf trockenem Wege stattfinden, wofern nur dafür Sorge getragen wird, daß die alkalischen
Stoffe in dem kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterial gleichmäßig verteilt werden.
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Die Zusatzstoffe können rein oder auch in technischer Reinheit oder
auch als mehr oder weniger verunreinigte Produkte, z. B. technische Abfallaugen
aller Art verwendet werden.
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Die z. B. mit den flüssigen Zusatzstoffen behandelten, kohlenstoffhaltigen
Ausgangsstoffe kann man entweder erst trocknen oder aber auch in feuchtem Zustand
der Aktivierung unterwerfen. Auch kann gegebenenfalls die Behandlung mit den Alkalien
oder alkalisch wirkenden Stoffen in einem Arbeitsgang mit der Aktivierung erfolgen.
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Das Verfahren kann vorteilhaft Verwendung finden zur Verarbeitung
kohlenstoffhaltiger, aschereicher Ausgangsstoffe verschiedenster Art, wie Steinkohle,
Braunkohle, Grudekoks, Torfkoks u. dgl. oder Gemische dieser, gegebenenfalls auch
solche Gemische, die aus aschearmen, wie Holzkohle, und aschereichen Ausgangsstoffen
bestehen.
Ebenso können bituminöse Ausgangsstoffe, wie Braunkohle
bzw. aschereiche Braunkohle, nach üblichen Methoden, zweckmäßig bei niederen Temperaturen,
z. B. 35o bis 55o°, gegebenenfalls unter Mitverwendung von inerten Spülgasen, vorteilhaft
unter Gewinnung der Destillationsprodukte, verschwelt und Rückstände der Verschwelung
mit den aktivierenden Gasen oder Gasdampfgemischen nach dem Verfahren der Patentschrift
488944 behandelt werden. Hierbei kann man das Aktivierungsverfahren gegebenenfalls
unter Verwendung üblicher, für die Aktiv ierungsgase ausgerüsteter Verschwelungsapparaturen
durchführen, z. B. derart, daß an den Verschwelungsvorgang unmittelbar der Aktivierungsvorgang
angeschlossen wird.
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Als Ausgangsstoffe kann man ferner sowohl bereits verkohlte Materialien,
wie Koks o. dgl., verwenden als auch nicht vorverkohlte, kohlenstoffhaltige Materialien,
wie Holz, deren Verkohlung gegebenenfalls in dem Aktiv ierungsapparat bewirkt werden
kann.
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Die Aktivierung der nach der beschriebenen Weise behandelten kohlenstoffhaltigen
Ausgangsstoffe kann mittels verschiedener oxydierender Gase oder Dämpfe oder deren
Gemische bei höheren Temperaturen, vorzugsweise solchen zwischen 500 und
8oo°, erfolgen, bei Verwendung aschereicher Kohlen z. B. durch teilweise Verbrennung
in der Weise, daß der Gehalt des Endprodukts an salzsäurelöslicher Asche mehr als
2o "/" beträgt. Als oxydierende Gase können Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase,
wie Luft oder Gase, die Sauerstoff in chemischer Verbindung enthalten oder fähig
sind, Sauerstoff zu bilden oder zu übertragen, wie Kohlendioxyd, Wasserdampf, Chlor
usw., Verwendung finden. Auch Mischungen von oxydierenden Gasen miteinander oder
mit Verdünnungsgasen, wie Stickstoff oder mit Dämpfen wie Wasserdampf oder Gasen
und Dämpfen, können verwendet werden.
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Bei Verwendung freien Sauerstoff enthaltender Gasgemische, wie Mischungen
von Sauerstoff und Stickstoff oder Sauerstoff, Stickstoff und Wasserdampf, genügen
geringere Temperaturen, z. B. solche zwischen 5oo und 8oo°; bei Verwendung von Wasserdampf
allein können auch höhere Temperaturen, z. B. solche zwischen 95o und ifoo°, angewendet
werden.
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Sehr gute Erfolge erzielt man bei Verwendung von Gemischen von Luft
oder anderer sauerstoffhaltiger Gase mit Wasserdampf, wobei man zweckmäßig derart
arbeitet, daß der Sauerstoffpartialdruck des Gasdampfgemisches zwischen 38 und 115
mm Quecksilber und sein Wasserdampfpartialdruck zwischen 76 und 380 mm Quecksilber
liegt, d. 1i. daß bei Atmosphärendruck 5 bis 15 Volumenprozent Sauerstoff und 1o
bis 50 Volumenprozent Wasserdampf beträgt.
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In manchen Fällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, gegen Ende
des Aktivierungs= Prozesses die Temperatur bis auf fooo° oder mehr zu steigern,
gegebenenfalls unter Verminderung des Sauerstoffgehalts des Gasgemisches bzw. unter
Ersatz des letzteren durch sauerstofffreie Gase oder Dämpfe, z. B. Wasserdampf.
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Aktiviert man beispielsweise mit einem Gasgemisch, das neben 5 bis
fo ";;, freiem Sauerstoff etwa 30 °("" Wasserdampf enthält, zerkleinerte Kiefernholzkohle,
die mit 1/@ o/oiger verdünnter Sodalösunj# versetzt wurde, in einem Drehrohrofen
bei 70o bis 8oo', so gelangt man in wesentlich kürzerer Geit zu einem Produkt von
ausgezeichneten Eigenschaften, als wenn man das Verfahren bei sonst gleichen Arbeitsbedingungen
ohne N'orbehandlung mit Alkalien durchführt.
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Auch bei Verwendung von reinem Wasserdampf als Aktivierungsmittel
lassen sich bereits bei einer Aktivierungstemperatur von 7oo° in gleicher Weise
sehr günstige Ergebnisse erzielen.
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Durch die nach dem vorliegenden Verfahren ermöglichte Herabsetzung
der Aktivierungsdauer können Ersparnisse von 6o ",!o und mehr gemacht werden.
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Die Herabsetzung der Aktivierungsdauer bedeutet ferner eine erhebliche
Vergrößerung des in einem Aktivierungsofen erzielbaren Durchsatzes, die dadurch
auf mehr als das Dreifache gesteigert werden kann.
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Auch in Fällen, in denen die Aktivierung mit Aktivierungsgasen, -dämpfen
oder -gemischen durchgeführt wird, die, wie reiner Wasserdampf, erst bei höheren
Temperaturen aktivierend wirken, können durch Anwendung des Verfahrens ähnliche
Vorteile erzielt werden.
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Die so hergestellten Produkte können gegebenenfalls z. B. zwecks Herstellung
einer besonders reinen Kohle auch noch einer Nachbehandlung mit bekannten Mitteln,
z. B. Wasser-, Dampf- und Säurewaschung unterzogen werden, wobei sie sich leicht
auswaschen lassen und eine sehr filtrierfähige Kohle von sehr hoher Aktivität liefern.