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    • 专利摘要:

    公开号:WO1985004347A1
    申请号:PCT/EP1985/000110
    申请日:1985-03-16
    公开日:1985-10-10
    发明作者:Erich Sundermann；Hans Reye；Otto Abel
    申请人:Perfluktiv-Consult Ag；
    IPC主号:B01J20-00
    专利说明:
    [0001] Auf der Basis von Steinkohle hergestellter Aktivkoks und Verfahren zu dessen Herstellung.
    [0002] Gegenstand der Erfindung ist ein auf der Basis von Steinkohle hergestellter Aktivkoks in der Form von Granulaten sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
    [0003] Bei der Verwendung von Aktivkoks für Haufwerke oder Schuttungen, die von einem zu behandelnden Medium durchströmt werden, sind Aktivkoksgranulate erforderlich, die einen hinreichenden Lückenraum für das durchströmende Medium belassen. Insbesondere bei der Behandlung von Rauchgasen zur Entschwefelung und auch zur Entstickung sind diese Lückenräume zwischen den Granulaten von erheblicher Bedeutung,um durch intensive Berührung der Gasteilchen mit der Oberfläche des Aktivkokses auf möglichst kurzem Wege den gewünschten Stoffaustausch bzw. die Adsorption der Schadstoffe an der Aktivkohle zu erreichen. Die Größe der Granulate bestimmt dabei den jeweiligen lokalen Lückenraum in dem Haufwerk. Trotz der wünschenswerten größeren Lückenräume in dem Haufwerk werden bisher die Aktivkoksgranulate. nur mit relativ geringen Abmessungen in der Größenordnung von einigen mm hergestellt und verwendet. Dies liegt im wesentlichen daran, daß die Herstellung von
    [0004] Aktivkoks verhältnismäßig teuer ist und der Stoffaustausch bzw. die Adsorption nur in einer verhältnismäßig dünnen Oberflächenschicht der Granulate erfolgt. Demgemäß bieten kleinere Granulate bei einem geringeren Bedarf an Aktivkoks eine größere Oberflächenschicht als Granulate größerer Durchmesser. Desweiteren bereitet es Schwierigkeiten, Granulate größerer Durchmesser mit der notwendigen Festigkeit herzustellen, zumal bei der Verwendung der Granulate in Haufwerken oder Schüttungen diese Granulate einem erheblichen und stark wechselnden Druck insbesondere dann ausgesetzt sind,wenn die Haufwerke oder Schüttungen durch einen Schacht oder dgl. hindurchbewegt werden.
    [0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Aktivkoks in der Form von Granulaten der einleitend genannten Art so auszubilden, daß Granulate größerer Abmessungen zur Schaffung entsprechend größerer Lückenräume in Haufwerken oder Schüttungen wirtschaftlich herstellbar sind und eine günstige Ausnutzung der für die einzelnen Granulate benötigten Aktivkoksmenge gestatten und die darüber hinaus auch eine relativ hohe Druckfestigkeit aufweisen.
    [0006] Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnen sich die eingangs genannten Granulate erfindungsgemäß dadurch, daß sie einen inaktiven abriebfesten Kern aus keramischem Werkstoff und eine auf dem Kern haftende Ummantelung aus dem Aktivkoks aufweisen.
    [0007] Die höhere Ausnutzung der für die einzelnen Granulate benötigten Aktivkoksmenge beruht nicht nur darauf, daß der Kern der Granulate aus dem genannten inaktiven keramischen Werkstoff besteht, sondern sie beruht auch auf der Erkenntnis, daß durch die nunmehr mögliche Vergrößerung der Lückenräume in Schüttungen oder Haufwerken eine intensivere Verwirbelung der Gase innerhalb dieser Lückenräume erfolgt und somit eine häufigere Berührung der Gasteilchen mit der Oberflächenschicht der Granulate erreicht wird und hierdurch die Effektivität des Stoffaustausches bzw. der Adsorption erheblich verbessert werden kann. Hinzu kommt, daß bei größeren Lückenräumen in den Haufwerken höhere Strömungsgeschwindigkeiten der durch die Haufwerke hindurchgeförderten Gase bei geringem Druckverlust erreichbar sind, wodurch auch eine Steigerung der strömungsmechanischen Effektivität bei der Verwendung der neuen Granulate erzielt wird, die besonders im Zusammenhang mit der Rauchgasreinigung von Interesse ist, jedoch überall dort zur Wirkung kommt, wo durchströmte bewegte Haufwerke oder Schüttungen der Granulate verwendet werden.
    [0008] Zweckmäßig ist es, wenn die Granulate einheitliche Längsund Querabmessungen bzw. einen Durchmesser zwischen mindestens 6 bis höchstens 25 mm aufweisen. Bei diesen Abmessungen ergeben sich günstigeLückenräume, die zu den vorgenannten Wirkungen führen. Bei den genannten Abmessungen ergibt sich auch ein günstiges Verhältnis der Oberflächenschichten zu den Lückenräumen zwischen den Granulaten.
    [0009] Vorteilhaft ist es, wenn der Kern der Granulate aus einem aluminosilikathaltigen geblähten Rohstoff besteht. Derartige Kerne sind einerseits im Gewicht leicht und hinreichend wärmefest. Sie bieten darüber hinaus eine entsprechend strukturierte Oberfläche, um günstige HaftWirkungen mit der auf dem Kern aufgebrachten Ummantelung zu gewährleisten. Der Kern kann jedoch auch aus einem anderen keramischen Werkstoff, beispielsweise gebranntem Ton oder dgl., bestehen. Wichtig ist, daß der Kern neben, der erfordernchen Druckfestigkeit hinreichend wärmefest ist und eine entsprechende Haftfähigkeit der Ummantelung auf der äußeren Oberfläche des Kernes ermöglicht. Soweit gebrannter Ton vorstehend genannt ist, kommt insbesondere blähfähiger Ton für den Kern des Granulates in Betracht.
    [0010] Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführung besteht der Kern der Granulate wenigstens teilweise aus Kohle, wie Flammkohle, Gasflammkohle oder Braunkohle. Dieses Kernmaterial hat den Vorteil, daß es besonders günstige Eigenschaften bei der Herstellung der Granulate in bezug auf die Dehnung bzw. Schrumpfung aufweist und nach erfolgtem Abrieb der Ummantelung als Brennstoff weiterverwertet werden kann.
    [0011] Die Ummantelung der Granulate weist zweckmäßig eine Schichtdicke zwischen 1 und 3 mm auf, wobei mit zunehmendem Kerndurcbmesser auch zweckmäßig die Schichtdicke innerhalb der vorgenannten Grenzen erhöht wird.
    [0012] Obgleich die Granulate jede beliebige Form haben können, empfiehlt es sich zur Erzielung gleichmäßiger Lückenräume, sie etwa kugelförmig auszubilden. Bei Verwendung kugelförmiger Granulate zur Bildung der erforderlichen Schuttkörper oder Haufwerke ergeben sich über den Querschnitt der Haufwerke oder Schüttungen jeweils die gleichen Lückenvolumen und damit auch die gleichen Strömungswiderstände für dras durch die Haufwerke oder durch die Schüttungen hindurchzuführende Gas.
    [0013] Die Herstellung der vorbeschriebenen erfindungsgemäß ausgebildeten Granulate kann auf verschiedene Weise erfolgen. Gemäß der Erfindung ist bei einem zweckmäßigen Verfahren vorgesehen, daß aus einem keramischen Rohstoff in feuchtem Zustand den inaktiven Kern bildende Trägergranulate geformt, mit Gesteinsstaub bestäubt und gebläht und/oder gebrannt werden, und daß nachfolgend eine Ummantelung aus pulverisierter, mit Bindemittel angeteigter Steinkohle bei einer Temperatur von 200 bis 500°C durch eine Roll- oder Pelletierbewegung aufgebracht wird und die aus dem Kern und der Ummantelung bestehenden Granulat einer Aktivierungs- bzw. Schwel- und Aktivisierungsbehand lung ausgesetzt werden.
    [0014] Durch die Bestäubung der in feuchtem Zustand befindlichen Trägergranulate wird eine besonders gute Haftfähigkeit zwischen dem Trägergranulat und der aufzubringenden Ummantelung erzielt, die auch nach der Schwel- und Aktivierungsbehandlung aufrechterhalten bleibt. Als Gesteinsstaub kommen solche aus Schamotte, Basalt, Quarz und dgl. in Betracht.
    [0015] Zum Einteigen der pulverisierten Steinkohle für die Bildung der Ummantelung können Bindemittel bekannter Art verwendet werden, wie sie auch bereits für die Herstellung von vollständig aus Aktivkoks bestehenden Granulaten bekannt sind. Es kommen hier beispielsweise Steinkohle- und Holzteer, anorganische Gele, wie Kieselgel, verdünntes Pech und dgl., in Betracht. Bei den genannten Temperaturen von 200 bis 500°C je nach Art des verwendeten Bindemittels erreicht man im Zuge der Rollier- oder Pelletierbewegung eine gute Haftung der Ummantelung, ehe nachfolgend die
    [0016] Schwel- und Aktivierungsbehandlung in der bekannten Weise erfolgt.
    [0017] Bei einer anderen alternativen Verfahrensweise sieht die Erfindung vor, daß aus einem keramischen Rohstoff ebenfalls in feuchtem Zustand den aktiven Kern bildende Trägergranulate geformt sowie mit Gesteinsstaub bestäubt und gebläht und/oder gebrannt werden und nachfolgend eine Ummantelung aus gemahlenem, mit einem Bindemittel angeteigtem Aktivkoks bei einer Temperatur zwischen 200 und 500°C durch eine Roll- oder Pelletierbewegung aufgebracht und die aus dem Kern und der Ummantelung bestehenden Granulate einer Trocknungs- und Schwelbehandlung ausgesetzt werden. In dem vorgenannten Falle können die gleichen Bindemittel verwendet werden, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem anderen Verfahren beschrieben wurden. Da bereits gemahlener Aktivkoks für die Ummantelung verwendet wurde, erübrigt sich die nach der Ummantelung erforderliche Aktivierungsbehandlung. Statt dessen ist lediglich eine Trocknungs- und Schwelbehandlung vorgesehen, wobei die Temperaturführung in dieser Trocknungs- und Schwelbehandlung sich nach der Art des Bindemittels richtet, wobei durch diese Behandlung erreicht werden soll, daß eine weitgehende chemische Umsetzung des Bindemitteis erfolgt und auf disse Weise nachteilige Beeinträchtigungen der Wirkungsweise des Aktivkokses durch das verwendete Bindemittel vermieden werden.
    [0018] Um die Bildung von Rissen und ein Abplatzen der Ummantelung durch unterschiedliche Wärmedehnungen des Kernes und der Ummantelung bei der notwendigen Wärmebehandlung zu vermeiden, wird zweckmäßig bei Verwendung eines Kernes aus einem keramischen, blähfähigen, inaktiven Rohstoff entsprechend dem Anspruch 10 verfahren. Die nach diesem Verfahren vorgesehene Zwischenschicht gleicht bei der Wärmebehandlung das unterschiedliche Dehnungsverhalten des Kernes und der äußeren Ummantelung aus. Bei Granulaten, welche einen Kern aufweisen, der wenigstens teilweise aus Kohle besteht, sind die im Anspruch 9 beschriebenen Verfahrensmaßnahmen besonders zweckmäßig. Bei Herstellung dieser Granulate wird nicht nur eine Angleichung des Wärmedehnungsverhaltens des Kernes und seiner Ummantelung erzielt, sondern eine Ausführung mit einem später verbrennbaren Kern erreicht.
    [0019] Bei allen Verfahren ist es in gleicher Weise möglich, durch Benutzung und den hierdurch bedingten Abrieb in ihrer Wirkungsweise beeinträchtigte Granulate, deren Ummantelung nicht mehr ausreichend dick ist oder vollkommen durch Abrieb beseitigt wurde, erneut mit einer entsprechenden Ummantelung aus Aktivkoks zu versehen. Dabei können derartig abgenutzte Granulate mit nichtbrennbaren Kernen durch einen entsprechenden Brennprozeß von den noch an ihrem Unfang befindlichen Restbeständen an Aktivkoks befreit und im Sinne der beschriebenen Verfahren erneut verwendet werden.
    [0020] In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein Schnittbild durch ein Aktivkoksgranulat gemäß der Erfindung in vergrößerter Darstellung wiedergegeben.
    [0021] Mit 1 ist der keramische Kern bezeichnet. Dieser läßt in dem Schnittbild die poröse Blähstruktur erkennen.
    [0022] Mit 2 ist zur Verdeutlichung in überdimensionaler Schichtdicke der auf den Kern 1 aufgebrachte Gesteinsstaub als Bindemittel mit der äußeren Ummantelung 3 erkennbar. Die Ummantelung besteht aus einem Verbund von Aktivkoksteilchen und weist eine Dicke auf, welche im Vergleich zum Kerndurchmesser gering ist. Die mit 2 bezeichnete Schicht kann auch gemäß Anspruch 10 aus den dort beschriebenen Substanzen bestehen bzw. von diesen Substanzen gebildet werden. Der Kern 1 kann statt der genannten porösen Blähstruktur aufgrund verwendeter blähfähiger Rohstoffe auch als Kern aus Kohle oder einer Mischung aus Kohle und Ton oder einem anderen vergleichbaren Werkstoff bestehen.
    权利要求:
    ClaimsAnsprüche
    1. Auf der Basis von Steinkohle hergestellte Aktivkoksgranulate, d a d urc h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Granulate einen inaktiven abriebfesten Kern aus keramischem Werkstoff und eine auf dem Kern haftende Ummantelung aus dem Aktivkoks aufweisen.
    2. Aktivkoksgranulat nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Granulate einheitliche Längs- und Querabmessungen bzw. einen Durchmesser zwischen mindestens 6 bis höchstens 25 mm aufweisen.
    3. Aktivkoksgranulat nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kern der Granulate aus einem aluminosilikathaltigen geblähten Rohstoff besteht.
    4. Aktivkoksgranulat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ummantelung der Granulate eine Schichtdicke zwischen 1 und 3 mm aufweist.
    5. Aktivkoksgranulat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Granulate etwa kugelförmig ausgebildet sind.
    6. Aktivkoksgranulat nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kern der Granulate wenigstens teilweise aus Kohle, wie Flammkohle, Gasflammkohle oder Braunkohle, besteht.
    7. Verfahren zur Herstellung von Aktivkoksgranulaten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß aus einem keramischen Rohstoff in feuchtem Zustand den inaktiven Kern bildende Trägergranulate geformt, mit Gesteinsstaub bestäubt und gebläht und/oder gebrannt werden, und daß nachfolgend eine Ummantelung aus pulverisierter, mit Bindemittel angeteigter Steinkohle bei einer Temperatur von 200 bis 500°C durch eine Roll- oder Pelletierbewegung aufgebracht wird, und die aus dem Kern und der Ummantelung bestehenden Granulate einer Aktivierungs- bzw. Schwel- und Aktivisierungsbehandlung ausgesetzt werden.
    8. Verfahren zur Herstellung von Aktivkoksgranulaten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß aus einem keramischen Rohstoff in feuchtem Zustand den inaktiven Kern bildende Trägergranulate geformt, mit Gesteinsstaub bestäubt und gebläht und/oder gebrannt werden und nachfolgend eine Ummantelung aus gemahlenem, mit einem Bindemittel angeteigten Aktivkoks bei einer Temperatur von 200 bis 500°C durch eine Roll- oder Pelletierbewegung aufgebracht und die aus dem Kern und der Ummantelung bestehenden Granulate einer Trocknungs- und Schweltehandlung ausgesetzt werden.
    9. Verfahren zur Herstellung von Aktivkoksgranulaten nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis β, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß aus einem wenigstens teilweise aus Kohle bestehenden Rohstoff in feuchtem Zustand den inaktiven Kern bildende Trägergranulate geformt, die Trägergranulate mit einer Mischung aus gemahlener Steinkohle, Pech und einer Emulsion aus Wasser, Anthracen- bzw. Fluxöl und Ammoniumsulfitablauge bei Raumtemperatur durch eine Roll- und Pelletierbewegung ummantelt und die aus dem Kern und der Ummantelung bestehenden Granulate einer Trocknungs- sowie, nachfolgenden Schwel- und Aktivierungsbehandlung ausgesetzt werden.
    10. Verfahren zur Herstellung von Aktivkoksgranulaten nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß aus einem keramischen Rohstoff in feuchtem Zustand den inaktiven Kern bildende Trägergranulate geformt und gebrannt werden, daß der gebrannte Kern mit einer Ummantelung aus angefeuchtetem, gemahlenem Holzmehl, feingemahlener Zellulose oder feinstaufgemahlenem, allenfalls geringe Füllstoffanteile aufweisendem organischem Kunststoff beschichtet wird und auf diese Schicht eine Mischung aus gemahlener
    Steinkohle, Pech und einer Emulsion aus V/asser, Anthracenbzw. Fluxöl und Ammoniumsulfitabiauge bei Raumtemperatur durch eine Roll- oder Pelletierbewegung aufgebracht und die aus dem Kern und der Ummantelung bestehenden Granulate einer Trocknungs- sowie nachfolgenden Schwel- und Aktivierungsbehandlung ausgesetzt werden.
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    优先权:
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