DE2029960B2

DE2029960B2 - Verfahren zum Regenerieren von verbrauchter Aktivkohle

Info

Publication number: DE2029960B2
Application number: DE2029960A
Authority: DE
Inventors: Jacques Raphael Chambly Benzaria; Claude Neuilly Seine Zundel
Original assignee: Degremont Societe Generale dEpuration de dAssainissement
Current assignee: Suez International SAS
Priority date: 1969-06-20
Filing date: 1970-06-18
Publication date: 1974-05-02
Also published as: NL7009048A; SU441700A3; BE751932A; DE2029960C3; CA939325A; GB1311014A; DE2029960A1; ZA704167B; IL34761A0; US3720626A; JPS4921039B1; CH521773A; ES380942A1; SE369409B; FR2045212A5; NL146766B; IL34761A

Description

Auch das aus der französischen Patentschrift sehen 5 und 10% bei guter Überwachung und Füh-481 511 bekannte Verfahren zum Regenerieren von rung des Ofens festgestellt.

Tierkohle, bei dem Lösungen von Alkalihydrnxyden Der durchschnittliche Preis einer Tonne der am

cder -carbonaten verwendet werden und anschließend On regenerieren Kohle einschließlich Amortisationsmit Säure gewaschen wird, stellt nur ein höchst unzu- 5 kosten kann 40 bis 50% des Preises neuer Kohle längliches und heute nicht mehr geübtes Verfahren betragen. Eine Behandlung der verbrauchten Kohle dar; denn es können auf diese Weise nur etwa 25% durch Calcinieren hat den weiteren Nachteil, daß das der insgesamt vorhandenen Verschmutzung beseitigt Regenerieren unvollständig ist und die erneut einwerden. gesetzte Kohle nicht alle Eigenschaften neuer Kohle

Die französische Patentschrift 1 404 050 betrifft im 10 hat; insbesondere werden die gegebenenfalls in der wesentlichen die Herstellung einer speziellen Adsorp- Kohle adsorbierten anorganischen Salze durch das tionskohle, die durch eine besondere Vorbehandlung Calcinieren nicht entfernt, wodurch das Adsorptionsmit der wäßrigen Lösung eines niederen Alkohols, vermögen der Kehle bei den aufeinanderfolgenden der einen aromatischen Kohlenwasserstoff wie Ben- Regenerierungen und erneuten Verwendungen in zuzol oder Toluol enthält, aktiviert wird, nicht aber ein 15 nehmendem Maße weiter verschlechtert wird.
Verfahren zum Regenerieren. Diese Kohle wird zum Durch die Erfindung werden die Nachteile der vor-

Reinigen von Lösungen, die Aminosäuren enthalten, stehend beschriebenen bekannten Verfahren ausge- und zum Abtrennen dieser Säuren verwendet. Die schaltet. Sie beruht auf der Elutionstecfinik, die auf adsorbierten Säuren können durch Extraktion in besondere Art und Weise zum Einsatz kommt unter einer Lösung eines niederen Alkohols (lü bis 50 20 Berücksichtigung der Art des verwendeten Adsorp-Volumprozent) und Ammoniumhydroxyd (1 bis tionsmittels, beispielsweise der Aktivkohle.
5 Volumprozent) gewonnen werden. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum

Die USA.-Patentschrift 2 763 580 beschreibt ein Regenerieren von verbrauchter Aktivkohle durch Verfahren zum Reinigen von gezuckerten Säften, wo- Behandeln der Kohle mit wäßriger Alkalilösung bei bei man eine wäßrige Zuckerlösung durch eine 25 Temperaturen im Bereich von mindestens UmSchicht gekörnter Aktivkohlt leitet. Die gesättigte gebungstemperafur und spätere restlose Entfernung Adsorptionskohle kann durch Waschen mit einer des Alkalis durch Waschen der Aktivkohle mit Säure, alkalischen Lösung, die I bis 15% Feststoffe enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Alkaliinsbesondere mit einer Natrium- oder Kaliumhydro- behandlung bei 20° bis 130° C in der Kolonne wähxydlösung, xr.oeneriert werden. 30 rend 30 Minuten bis 2 Stunden unter praktisch stati-

Ein allen bekannten Auslaugverfahren gemein- sehen Bedingungen oder bei niedriger Geschwindigsamer Nachieil beste? ;t dar/:,, daß die Verfahren keit von nicht mehr als 1 m/Std. während des Kongroße Mengen anBuhancüungsRüssigkeiten erfordern, taks von Alkalilösung und Kohle durchführt, die beispielsweise das 10 bis luOfache des Volumens anschließend bei einer Geschwindigkeit von mehr als der behandelten Kohle betragen. Ferner verliert die 35 1 m'Std. bis 10m/Std. eine wäßrige Lösung, die min-Aktivkohle zwischen den aufeinanderfolgenden Rcak- destens ein organisches Löungsmittel enthält, umtivierungen schnell ihre Aktivität. Es ist somit noch wälzt, das Lösungsmittel durch Einblasen von Wasnotwendig, regelmäßig und ständig einen verhältnis- serdampf entfernt und die Aktivkohle dann der mäßig großen Teil der nach und nach gesättigten Säurewäsche unterwirft.

Aktivkohle durch frisches Produkt zu ersetzen, wo- 40 Dieses Verfahren ist wirtschaftlich vorteilhafter durch sich natürlich zu hohe Behandlungskosten er- und erlaubt ein vollständigeres Regenerieren und geben. Außerdem werden die organischen Stoffe nur Aktivieren der Kohle als die bekannten Verfahren, es teilweise extrahiert, und die zurückbleibenden orga- ist sowohl auf Kornkohle als auch auf Pulverkohle nischen Stoffe verschlechtern die Aktivität des Ad- anwendbar und die Anlagekosten sind besonders Sorptionsmittels bei seiner anschließenden Verwen- 45 gering,
dung- Das tatsächlich wesentliche Merkmal der Erfindung

Wenn die gebundenen Produkte organische Stoffe besteht darin, daß die Alkalibehandlung statisch oder sind, kann die verbrauchte Kohle nach anderen be- unter praktisch stationären Fließbedingungen der kannten Verfahren bei Temperaturen von etwa 500° alkalischen Lösung in der Kolonne erfolgt, während bis 970° C in öfen in geregelter Atmosphäre auch 5" die Elution mit dem Lösungsmittel unter den beantcilweise calciniert werden, doch erfordert dies genau spruchten anderen Geschwindigkeitsbedingungen eingestellte Bedingungen in bezug auf die Temperatur durchgeführt wird. Der hier gebrauchte Ausdruck und die Atmosphäre sowie wenigstens I kg Wasser- »Bedingungen eines praktisch statischen Kontaktes« dampf/kg Kohle. Außerdem ist die Führung des Ofens bedeutet, daß während der Berührung der Kohle und kompliziert, die Anlagekosten sind hoch, und eine 55 der alkalischen Substanz die letztere eine geringe Gegenaue Überwachung ist unerläßlich. Durch ein CaI- schwindigkeit oder die Geschwindigkeit Null in der cinieren bei einer zu niedrigen Temperatur in einer Kolonne hat. So wird eine diskontinuierliche Behand ungeregelten Atmosphäre wird die Kohle sehr lung bei der Geschwindigkeit Null durchgeführt. Bei schlecht regeneriert, und die Verluste durch Verbren- kontinuierlicher Verfahrensfühning ist die Strönen sind erheblich. Dagegen wird durch ein Regene- 60 mungsgeschwindigkeit der alkalischen Substanz so rieren bei einer zu hohen Temperatur die Kohle sehr gering, daß die Bedingungen in bezuj» auf die Beriihbrüchig, wodurch sich nicht unbeachtliche Verluste rungsdauer erfüllt sind. In jedem Fall bleibt die durch Feinteile ergeben. Ferner werden durch Geschwindigkeit unter 1 m/Stunde. Andererseits wird schlechte Regelung des Ofens Dämpfe erzeugt. Wäh- das Elutionslösungsmittel in der Kolonne mit einer rend des Regenerierens der Kohle wird eine gewisse 65 höheren Geschwindigkeit umgewälzt, die Werte bis Menge an Feinteilen gebildet, die von den Verbren- 10 m/Stunde erreichen kann.

nungsgasen mitgerissen werden. Bei großtechnischen Als alkalische Substanzen werden wäßrige Lösun-

Anlagen wurde ein durchschnittlicher Verlust"· zwi- gen von Natrium. Kalium- oder Ammoniumhvdroxvd

verwendet, vorzugsweise eine 0,5 bis 25 Gewichtsprozent enthaltende Natriumhydroxydlösung.

Man kann vorteilhaft bei der alkalischen Behandlung im Temperaturbereich zwischen 25° und 90° C, vorzugsweise zwischen 70° und 80° C arbeiten.

Für die Behandlung mit dem Lösungsmittel wird eine wäßrige Lösung wenigstens eines organischen Lösungsmittels verwendet. Bevorzugt als organische Lösungsmittel werden niedere Alkohole und andere nicht polare Lösungsmittel, wie Aceton und Dichloräthan. Als niedere Alkohole können insbesondere Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol oder Butanol verwendet werden. Bevorzugt als Alkohol für die Durchführung des Verfahrens wird Isopropanol, weil es durch die Kohle stark adsorbiert wird und leicht zurückgewonnen werden kann. Vorteilhaft kann man eine wäßrige Lösung mit 20 bis 75 Volumprozent Isopropanol verwenden.

Die Verwendung von Isopropanol als eluierendes Lösungsmittel ist besonders vorteilhaft durch die Tatsache, daß dieser Alkohol leicht und nahezu vollständig durch Destillation seines azeotropen Gemisches zurückgewonnen werden kann.

Die Behandlungstemperatur ist von der Art des Lösungsmittels abhängig. Diese Temperatur hegt vorzugsweise unter oder in der Nähe der Siedetemperatur des Lösungsmittels oder seiner Lösung bei dem im Reaktionsraum herrschenden Druck. Bei hohen Temperaturen ist es vorteilhaft, unter dem Dampfdruck der Behandlungslösung zu regenerieren.

Wesentlich ist, daß man die Vorbehandlung mit der alkalischen Lösung so vornimmt, daß durch sie die Elution durch das anschließend verwendete Lösungsmittel vorbereitet wird und die Verdrängung der organischen Stoffe durch das Lösungsmittel vollständig und demzufolge die Regenerierung der Kohle ebenfalls maximal ist.

Es wurde femer festgestellt, daß die Verwendung einer einzigen alkalischen Lösung in wäßrigem Alkohol ausreichen kann, vorausgesetzt, daß der Durchgang während der Vorbehandlung mit sehr niedriger Geschwindigkeit erfolgt. Die Behandlung kann hierbei als statisch im Sinne der Erfindung angesehen werden, wobei im Falle einerNatriumhydroxydlösung in wäßrigem Alkohol nur das Natriumhydroxyd zur Einwirkung kommt, während Jer Alkohol und das Wasser !ediglich als Träger dienen. Wenn diese Phase beendet ist, kann die Durchgangsgeschwindigkeit auf das 5 bis lOfache erhöht werden, wobei man eine vollständige Elu'ion ebenso wie beim Arbeiten mit getrennten Lösungen von Natriumhydroxyd einerseits und Alkohol andererseits erzielt.

Da ferner die ursprünglich durch Adsorption in der Kehle gebundenen Materialien sich in einem gewissen Volumen des als Elutionsmittel dienenden Lösungsmittels wiederfinden, ist es möglich, die organischen Stoffe, wenn sie einen wirtschaftlichen Wert haben, zurückzugewinnen.

Erfindungsgemäß wird nach dem Trocknen der Kohle Wasserdampf eingeblasen, wodurch das Lösungsmittel, das die Stelle der von der Kohle während ihrer Verwendung adsorbierten Produkte eingenommen hat, aus der Kohle entfernt werden kann. Die Temperatur und der Druck des Wasserdampfes werden auf jeden speziellen Fall abgestellt und können leicht vom Fachmann bestimmt werden. Es kann gegebenenfalls auch überhitzter Wasserdampf bei 2 Bar verwendet werden. Als Variante ist die Verwendung von heißem Druckwasser, das in der Kolonne umgewälzt wird, oder sogat eines Heißluftstroms möglich.
Nach dieser Behandlung wird die Kohle mit einer Saure beh«ndelt, mit der die durch die Kohle adsorbierten anorganischen Derivate, beispielsweise Schwefelderivate, Carbonate und Metallsalze, entfernt werden. Vorzugsweise wird hierzu eine anorganische Säure, wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Phosphor-

la säure verwendet, Geeignet sind auch organische Säuren, wie Ameisensäure oder Essigsäure. Die absch-ließende Behandlung kann durch eine Spülung mit Wasser ergänzt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist sowohl auf Kornkohle als auch auf Pulverkohle anwendbar. Lediglich das Material für die Durchführung des Verfahrens ist verschieden. Im Falle von Kornkohle wird mit einer Schichthöhe gearbeitet, die bis zu 10 m betragen kann. Im Falle von Pulverkohle wird mit

ao Systemen gearbeitet, bei denen die Kohle in Schichtdicken von nicht mehr als 3& bh 40 cm gehalten werden kann. Die Perkolationsgoschwindigkeiten sind hierbei geringer, aber die Ergebnisse sind vergleichbar. Unabhängig davon, ob die Kohle in Pulverform oder körniger Form vorliegt, hat sie eine spezifische Oberfläche von etwa 500 bis 1500 rn²/g.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist in allen Fällen anwendbar, in denen sich ein Regenerieren von verbrauchter Aktivkohle als notwendig erweist.

Die Anwendungsgebiete der Erfindung sind insbesondere die folgenden:

a) Regenerieren von Aktivkohle, die zur Reinigung von gezuckerten Säften verwendet wurden. Diese Kohlen, die bis 20 % ihres Gewichts an organischen Stoffen einschließlich Aminosäuren enthalten können, werden kontinuierlich oder diskontinuierlich in stehenden Kolonnen mit einem Verhältnis von Durchmesser zur Höhe von 1:10 regeneriert, wobei entweder mit getrennten Lösungen von Natriumhydroxyd und Alkohol oder mit der gemischter. Lösung unter Veränderung der Durchlaufgeschwindigkeit während der Vorbehandlung und während der Elution gearbeitet und diese Geschwindigkeit beispielsweise auf das 5fache erhöht wird.

b) Regenerieren von Aki:vkohlen, die zur Reinigung von Trinkwasser verwendet wurden.

c) Regenerieren von Aktivkohlen, die zur Reinigung von industriellem Abwasser von Fabriken, die Farbstoffe oder Phenolderivate, Alkylphenole, Detergentien oder Nitrophenole herstellen, vetwendet wurden.

d) Regenerieren von Aktivkohlen, die zur Reinigung von Abwasser von Wohngebieten, von industriellem Abwasser oder füV eine physikalisch-chemische Behandlung oder für eine tertiäre Behandlung verwendet wurden.

Die erfindungsgemäß regenerierte Aktivkohle ^So eignet sich auch zur Behandlung von Glycerin und Sorbit enthaltenden Fabrikationsflüssigkeiten. Die ersteren fallen in der Seifenindustrie an, und die letzteren werden aus Kartoffelstärke erhalten. Durch die Erfindung wird somit ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zum Regenerieren von in gewissen Nahrungsmittelindustrien verwendeter Aktivkohle verfügbar.

Für die oraktische Durchführune des Verfahrens

ζ.

gemäß der Erfindung kann das Regenerieren der lösung, die 1 bis 5 % NaOH enthält, durchgelei-

Aktivkohlen nach dem Fintfernen der ausgenutzten tet wird, erscheint eine leichte ununterbrochene

Kohle aus der Kolonne und ihrem Ersatz durch eine Färbung, die vom Registriergerät aufgezeichnet

neue Charge vorgenommen werden. Es ist auch mög- wird.

lieh, abwechselnd zwei Kolonnen zu betreiben, wobei 5 c) Die gleiche Beobachtung wie unter b) wird in der einen Kolonne die Reinigung der mit Ver- mit Wasser gemacht, das mit Schwefelsäure, iinreinigungen beladenen Flüssigkeit vorgenommen Essigsäure oder Ameisensäure angesäuert ist.
wird, während in der anderen Kolonne die Behandlung und Regenerierung der Kohle in situ erfolgt oder Um erneut eine Färbung Null der durchgehenden diese Kolonne entleert und erneut mit neuer Aktiv- io Flüssigkeit zu erreichen, stellt man fest, daß ohne kohle gefüllt wird. Rücksicht auf die verwendete Flüssigkeit eine Menge,

Schließlich kann man die Extraktion der gesaltig- die dem 10 bis lOOfachen Volumen der Kohle ent-

ten Aktivkohle kontinuierlich durchführen und sie spricht, durchgeleitet werden muß. Ferner stellt man

ebenfalls kontinuierlich durch neues Produkt erset- fest, daß die behandelte Kohle nach und nach einen

zen. Zahlreiche technisch moderne Anlagen arbeiten »5 gleichmäßigen schwarzen Farbton annimmt, daß man

seit mehreren Jahren entweder mit kontinuierlicher aber in keinem Fall wieder die ursprüngliche Farbe

Entnahme und kontinuierlichem Ersatz ohne Unter- der neuen Kohle erhält. Man kann somit feststellen,

brechung oder mit diskontinuierlicher Entnahme daß die Kohle ohne Rücksicht auf die angewandte

eines Teils der gesättigten Akivkohle und Ersatz Behandlungsart, die Durchlaufgeschwindigkeit der

durch einen entsprechenden Teil neuer oder regene- »» Flüssigkeiten und ihre Temperaturen und demzufolge

rierier Aktivkohle. ohne Rücksicht auf die Gesamtmenge der durch diese

Kolonne strömenden Flüssigkeit nur teilweise regene-

Beispiel I ricrt worden ist.

B. Zum Vergleich wird nach dem Verfahren ge-

Dicses Beispiel veranschaulicht. d.iLi es entsend- 25 maß der Erfindung gearbeitet, das darin besteht, daß

dend wichtig ist, die Behandlungslösungen unter den mar. mit der Aktivkohle eine Natriumhydroxyd-

erfindungsgemäß vorgesehenen Bedingungen durch lösung, die 40g Natriumhydroxyd/Liter enthält, d. h.

eine Säule von ausgenutzter Aktivkohle zu leiten. In-Nairiumhydroxyd. in statische Berührung bringt,

Behandelt wird eine gewisse Menge Aktivkohle, die Temperatur der Säule I Stunde bei 80° C hält

die zur Reinigung von Abwasser einer organische 30 und danach von oben in d^:e Kolonne eine wäßrige

Farbstoffe herstellenden chemischen Fabrik gedient Alkohollösung, die 50% l.iopropylalkohol enthält,

hat. Diese Kohle hat eine gleichmäßige bräunliche einführt. Hierbei wird durch lichtelektrische Messung,

Farbe. ergänzt durch pn-Messungen, und durch Maßanalyse

Diese Kohle wird in ein Glasrohr gegeben, das ein festgestellt, daß ein Volumen der wäßrigen Natrium-Verhältnis von Durchmesser zur Länge von 1:10 hat 35 hydroxydlösung, die im wesentlichen dem Volumen (Durchmesser 3 cm. Länge 30 cm). Die verbrauchte der Kohle entspricht, mit leichter Trübung, d. h. Aktivkohle wird zweckmäßig cingerüttelt, um bevor- einem geringen Gehalt an Farbstoff, aber mit einem zugte Durchgänge zu vermeiden. Das Rohr wird in sehr hohen pn-Wert durchströmt, und daß die Uneinen doppelwandigen Glasbehälter gestellt, in dessen durchsichtigkeit plötzlich vollständig wird, während Mantelraum heißes Wasser geleitet werden kann, um 40 der pn-Wert der Lösung sich dem Neutralpunkt die Kohle auf eine Temperatur zwischen 50° ur.i nähert. Die Maßanalyse zeigt, daß fast das gesamte 80° C zu erhitzen. Natriumhydroxyd während der Zeit der schwachen

Das obere Ende der Kolonne ist mit einer Dosier- Trübung durchgegangen ist. Gleichzeitig wird festpumpe verbunden, mit der unterschiedliche und meß- gestellt, daß die undurchsichtige Lösung keinen Alkobare Lösungsmeng.^n zugeführt werden können. Das 45 hol enthält. Bei weiterer Einführung von Alkohol untere Ende der Kolonne ist mit einem Glasrohr ver- sieht man die Färbung der Flüssigkeit schwächer und bunden. an dem eine Fotozelle befestigt ist, die ihrer- den Alkoholgehalt höher werden bis zu dem Augenseits mit einem graphischen Schreiber verbunden ist. blick, in dem die alkoholische Lösung klar wird. Der Durchgang von farbloser Flüssigkeit in diesem Nachdem eine wäßrige Aikohollösung /n einer Rohr hat eine lineare Nullaufzeichnung zur Folge. 5° Menge, die dem 2fachen Volumen der Kohle entWenn dagegen farbige Flüssigkeit in dieses Rohr em- spricht, durchgelaufen ist, stellt man fest, daß die geführt wird, registriert der Schreiber diesen Durch- Kohle wieder ihre normale Farbe angenommen hat gang durch Messung der Trübung, die vom Farbstoff- und durch die Wäsche vollständig von ihren Vergehalt der durchlaufenden Flüssigkeit abhängt Die unreinigungen befreit worden ist. Sie wird nunmehr Messung ist qualitativ und wird quantitativ, wenn 55 mit Wasserdampf und dann mit Säure für die Wiederman die Größe der Flächen mißt, die durch die Kur- verwendung behandelt werden. Es wird jedoch festven des aufgezeichneten Diagramms begrenzt werden gestellt, daß die Entfärbung, während sie bei alleini-(die Zeit wird als Abszisse und die relative Trübung gern Durchgang einer Natriumhydroxydlösung unals Ordinate aufgetragen). unterbrochen und gleichmäßig erfolgt, in diesem Fall

A. Durch die in dieser Weise gefüllte und ausge- 60 anders, als wenn eine ringförmige gefärbte Zone stattete Kolonne werden verschiedene Flüssigkeiten gleichmäßig und mit einem einzigen Durchgang längs geleitet. Die erhaltenen Ergebnisse werden am Regi- der Kohlesäule nach unten sinken würde, durch Verstriergerät festgestellt Die folgenden Beobachtungen Schiebung der Färbungszone von oben nach unten werden gemacht: vonstaften geht.

⁶S Es wird angenommen, daß

a) Wenn reines Wasser durchgeleitet wird, erfolgt keine Aufzeichnung. 1. die Behandlung mit der Natriumhydroxyd-

b) Wenn eine wäßrige Natriumhydroxyd- lösung die Loslösung der an die Kohle eebun-

denen Stoffe wahrscheinlich durch Änderung der Polantat »vorbereitet« und

2. diese Verunreinigungen durch die Behändlung mit der Alkohollosung »abgestoßen« werden, wobei der Alkohol die Stelle dieser Verunreinigungen in den Poren der Kohle einnimmt. Der Alkohol scheint somit nicht ah Lösungsvcrmittler, sondern als Eluttonsmittel zu w.rken.

Beispiel 2

tv ' η ■ · ι u ι- u j- ο

Dieses Beispiel veranschaulicht die Synergie der

Behandlungsstufen des Verfahrens gemäß der Erfindung.

in der in Beispiel I beschriebenen Apparatur werden Kohlen die'zum Entfärben von geackerten Säf

gungen behandelt.

a) Es wird mit wäßrigem Natriumhydroxyd allein behandelt. Hierbei wird festgestellt, daß die Lösung nach dem Durchgang nur 0,49% extrahiertes Material enthält.

b) Es wird mit wäßrigem Isopropylnlkohol allein behandelt. Hierbei wird festgestellt, daß die lösung nur 1,4% extrahiertes Material enthält.

c) Die Behandlung wird nach dem Verfahren gemäß der Erfindung auf die in Beispiel I Teil B) beschriebene Weise vorgenommen. Hierbei wird festgestellt, daß die Lösung 2,38 % extrahiertes Material enthält.

Der Vergleich und die Berechnung der Volumina und Konzentrationen in den vorstehenden drei Fäl len a).b) und c) zeigen, daß die im Falle) extrahierte Gesamtmenge 140% der mit Natriumhydroxyd allein extrahierten Menge a) und 160% der mit Alkohol allein extrahierten Menge b) betrug.

Beispiel 3

Eine 10 ppm Chlorphenol und 5 ppm verschiedene Detergentien enthaltende Lösung wird durch eine Schicht einer Kornkohle geleitet, die eine Oberfläche von etwa 1000 m-7g hat. Wenn die Lösung nach die-,er Behandlung mit einer Konzentration von ! 0 % der Ausgangslösung abläuft, wird angenommen, daß die Kohle ihre Wirksamkeit verloren hat. Sie ist nun bereit für das Regenerieren.

Die Kohle wird nach dem Trocknen in einer Kolonne behandelt, die eine Höhe zwischen 5 und 10 Durchmessern hat und mit einem Heäzmantel versehen ist. Eine 7g Natriumhydroxyd, 105g reinen Isopropanol und 128 ml Wasser enthaltende Lösung wird in die Kolonne gegeben und i Stunde bei 80° C ka Ruhezustand mit der Kohle in Berührung eehal-•en. Anschließend wird die gleiche Lösung mit einer Geschwindigkeit von 1 m/Stunde bei 80° C durch die Kolonne umgewälzt. Dann wird die Flüssigkeit aus Jer Kolonne abgezogen, Wasserdampf eingeführt •nd das Lösungsmittel zurückgewonnen. Schließlich wird eine 5<>/oige Salzsäurelösung nach dem Wasserdampf eingeführt. Die erhaltene Kohle ist regeneriert ■nd unmittelbar wieder verwendbar.

Beispiel 4

Durch eine mit Kornkohle gefüllte Kolonne läßt »an nitriertes Wasser laufen, das aus den Ruckständen der Fabrikation von Farbstoffen stammt, wobei es als unmöglich angesehen wird, die im Wasser ent-

ίο

haltenen verschiedenen chemischen Verbindungen zu identifizieren. Nach dem Durchlauf von 300! durch, I kg Kohle ist die Kohle gesättigt. Die Menge der ar die Kohle gebundenen organischen Substanzen beträgt etwa 20%. Die Kohle wird nun auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise behandelt. Sie wird an· schließend wie neue Kohle wieder in den ProzeO eingesetzt. Die Ergebnisse, die durch Adsorption und Entfärbung des Abwassers erhalten werden, sind ver-8^leicnbar mit den Ergebnissen, die mit (kr frischer Kohle erzielt werden

Beispiel 5

,₅ sch^tn^^ect' ert^det tord^lTw r bd T ? ^{mit einer} »™ί₃^^Γί^4 bÄ _dlc , „ Gewichtsprozent Ammoniak, 60 Gewichtspro^zent Äthanol und 30% Wasser enthält. Die Desorp^{tion der Konle} verläuft viel langsamer, und die Er-

^ao g^cbnisst zeigen, daß die Kohle nur 85 bis WV₁, ihrer ursprünglichen Adsorptionseigenschaften wiederer-^Ιί1π8^{ι nat}-

Beisnicl C

*5 Wasser aus der Produktion nitrierter Derivate, beisp'dsweise aus der Produktion von Nitrobcii/ol oder N'fotoluol, wird nach Filtration durch eine Säule mit ^{einer Ko}™kohle mineralischen oder pfl.m/lichen Ursprungs geleitet, die eine Oberfläche von etwa

1000 bis 1200 m'/g hat. Wenn in der aus der Kolonne

sXnRt^stanT^Y ^Αηνν"^επΗ^ ^[
afc g^K ^nachg^{ewiesen w}"^d· gilt <!■

Nach dem AM««.« λ ν ι · . ·

cing Γdieaus\°< N ?""" Tt "™· '

Aceton und 2 A h^Nat"^um^^dmx>^l!. J° _werüe" ?l„L ^/ο.™^ε[ ^besteht· ^Lo*ung un > Kohle werden I Stunde im Ruhezustand in Berührung ge™^en· ^Di>s Produkt wird anschließend auf die. oben

Κο^Γ™^ r^^ericrte

unmittelbar wieder verwendbar.

Beispiel 7

Es wird die eWrh ν μ ■ ■ η ■
de und unter den « t T ? ^BeiSP'^C' " *'^Π ·^β"' Lösung beha, deft S ' ^'"f "gen m,t e.ner

80^DiS'aS und TIr ^% _h ^Natnumll>·' '°^xyd' _hp._t'_h J}. , ^h.^a" ^und '⁵ Gewichtsprozent W asser

Senhdrt,⁸» " ^ErS^{ebnisse wie in Bci:}*^{icI 6} Regenerieren der Kohle erhalten.

η - ·
Beispiel 8

Di«« IW -tu·«.

s a? · . ^^{tn einen Versuch} ™ Behand-™nw c»* ^{e aus nicht} konzentrierten ge-

In S Sl " ™* ^{dem Eindam}P^fen·

T al Μ⁵""! stehenden Glasrohr von 130 cm .Tnt c J Durchmesser bestehenden und am ""S^^nd^ ™^{ι einer} waagerechten porösen Platte mono ™? ^Ko!on.ne wird eine wäßrige Aufschläm-

ΐ,,ησ™ , ^{aus einer K}°ionne zur Behand der⁸JZh^f^ ^{Säften Stammt Das Wasser in} ,Λ/ ^TCnanaelnden, noch mit Verunreinigungen be-

Irenen Aufschlämmung fließt durch die poröse Platte. Man vergewissert sich, daß die so gebildete S₅ ^ffST t*⁰)¹™™* ^ ™d weder Kanäle

Vorher ZT ^f'
Aktivkohle im nfu- ^{Trocknen der} gesättigten

KoMe un vl™. u ** ' °° ^C ^fes*<**^m> ^{daß die} ^onie "" ^Vergleich zu dem gleichen Volumen einer

11 ^

neuen identischen Aktivkohle eine Gewichtszunahme zeigt, die im allpem einen zwischen 15 und 25% lag, wobei das Maximum einem solchen Sättigungsgrad entsprach, daß dan Schüttgewicht der gesättigten Aktivkohle 0,650 betrug.

Das Volumen der Säule des Adsorptinnsmittels betrug etwa 101. Zunächst wurde heißes Wasser von 90° C durtngeleitet, um die Temperatur der Gesamtanordnung auf etwa 60° bis 70° C zu erhöhen. Tn einem Vergleichsversuch wurden 1001 einer wäßrigen 10%igen Schwefelsäurelösung, die vorher auf 100° C gebracht worden war, von oben nach unten durchziehet. Es wurde festgestellt, daß die ablaufende Flüssigkeit gefärbt war (dunkle Teefarbe). Anschließend wurde die Säule erneut mit heißem Wasser gewaschen. Nach dem Ablassen der Kolonne wurde ein Teil der Kohle getrocknet. Bei der Entnahme der Adsorptionskohle wurde festgestellt, daß sie ein Gewicht von 105 bis 115% des gleichen Volumens neuer Kohle hatte.

Anschließend wurde ein weiterer Vergleichsversuch mit einer 10%igen Natriumhydroxydlösung unter den gleichen Bedingungen durchgeführt. Die

getrocknete behandelte Kohle hatte ein Gewicht von 103 bis I'0% des Gewichts eines gleichen Volumens neuer Kohle, und die austretende Flüssigkeit halte eine schwarze Farbe wie konzentrierter Kaffee.
Anschließend wurde erfindungsgemäß ein Versuch unter Verwendung einer wäßrigen Lösung, die 30 bis 60 Gewichtsprozent Isopropanol und 10 Gewichtsprozent Natriumhydroxyd enthielt, unter den oben genannten Bedingungen, d. h. bei einer Temperatur ίο von 60° bis 80° C durchgeführt. Diese Lösung wurde

1 Stunde im Ruhezustand mit der verbrauchten Kohle in Berührung gehalten, worauf die gleiche Lösung

2 Stunden mit einer Geschwindigkeit von 1,30 m/ Stunde durch die Kolonne geleitet wurde.

Es wurde gefunden, das gleiche Volumina einer neuen Aktivkohle und der verbrauchten, unter den genannten Bedingungen regenerierten Aktivkohle im wesentlichen das gleiche Gewicht hatten und daß die regenerierte Kohle die gleiche Jodzahl wie neue

jo Kohle aufwies. Bei diesem Versuch war somit die vollständige Entfernung der Stoffe gelungen, die während der Klärungsbehandlung und Reinigung der gezuckerten Säfte gebunden worden waren.

Claims

sionen der zu bindenden Moleküle angepaßt sein, Dk Patentansprüche: Adsorption und die Sättigung der Kohle sind eng mit der Konzentration der Reagenzien in der zu behan-

1. Verfahren zum Regenerieren von verbrauch- delnden Lösung sowie mit der Art des Einsatzes vcrter Aktivkohle durch Behandeln der Kahle mit 5 knüpft.

wäßriger Alkalilösung bei Temperaturen im Be- Selbstverständlich ist das Regenerieren von verreich von mindestens Umgebungstemperatur und brauchter Aktivkohle aus wirtschaftlichen Gründen, spätere restlose Entfernung des Alkalis durch hauptsächlich wegen des hohen Preises der Aktiv-Waschen der Aktivkohle mit Säure, dadurch kohle, unerläßlich, da die mit »verlorener Kohle« gekennzeichnet, daß man die Alkalibe- to arbeitenden Anlagen zwar ausgezeichnete Ergebnisse handiungbei 20° bis 130° C in der Kolonne wall- hinsichtlich der Reinigung liefern, aber schwierig rend 30 Minuten bis 2 Stunden unter praktisch wirtschaftlich zu betreiben sind. Es sind bereits zahlstatischen Bedingungen oder bei niedriger Ge- reiche Verfahren zum Regenerien von verbrauchter schwindigkeit von nicht mehr als 1 m/Std. wan- Aktivkohle bekannt, beispielsweise Behandlungen rend des Kontakts von Alkalilösung und Kohle 15 mit anorganischen oder organischen Säuren, Behanddurchführt, anschließend bei einer Geschwindig- lungen mit Alkalischen Lösungen, wie Natriumkeit von mehr als 1 m/Std. bis 10 m/Std. eine hydroxyd und Ammoniak, mit Lösungsmitteln und wäßrige Lösung, die mindestens ein organisches sogar mit Gasen, wie Stickstoff und Helium und am Lösungsmittel enthält, umwälzt, das Lösiingsmit- häufigsten mit Gemischen oder sogar mit oxydierentel durch Einblasen von Wasserdampf entfernt 20 den chemischen Lösungen.

und die Aktivkohle dann der Säurewäsche unlcr- Als Veröffentlichungen, die den Stand der Technik

wirft. auf dem Gebiet der Reaktivierung gewisser Adsorp-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- tionsmittel darstellen, sind die britische Patentschrifkennzeichnet, daß man wäßrige Lösungen von ten 636 752 und 434 695, die französischen Patent-Natrium-, Kalium- oder Ammoniumhydroxyd 25 Schriften 481511 und 1409 050 sowie die L¹SA.-verwendet, vorzugsweise eine 0.5 bis 25 Gewicht«;- Patentschrift 2 763 580 zu nennen.

prozent enthaltende Natriumhydroxydlösung. Die britische Patentschrift 636 752 betrifft speziell

3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch das Regenerieren von verbrauchten mineralischen gekennzeichnet, daß man bei der alkalischen Be- Adsoi tionsmitteln wie Ton, Kieselgel und Bauxit handlung im Temperaturbereich zwischen 25° 30 oder Tonerde. Diese Patentschrift schlägt eine Be- und 90° C, vorzugsweise zwischen 70° und SO° handlung des verbrauchten Materials mit einer Komarbeitet. bination eines ersten flüssigen polaren Lösungsmit-

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch tels, das mit Wasser mischbar ist, mit einem zweiten gekennzeichnet, daß man als organische Lösungs- nicht-polaren Lösungsmittel, das mit dem ersten mittel niedere Alkohole und andere nichtpolaie 35 Lösungsmittel nicht mischbar ist, vor. Die organi-Lösungsmittel verwendet. sehen Verunreinigungen werden extrahiert und die

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch Phasen des Lösungsmittels getrennt. In der Einleitung gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Lösung der Beschreibung dieser Patentschrift wird festgestellt, mit 20 'is 75 Volumprozent Isopropanol verwen- daß bereits der Vorschlag gemacht wnrdc. als Stoffe det. 40 zum Regenerieren solcher mineralischen Adsorptionsmittel alkalische Substanzen, die Lösungsmitteln zugemischt sind, zu verwenden. Als Beispiele alkalischer

Substanzen werden wäßrige und/oder alkoholische

Alkalihydroxyde und Ammoniak genannt. Als neu-

45 trale organische Lösungsmittel werden Alkohole,

Ketone, aromatische und aliphatische Kohlenwasser-

Es ist bekannt. Aktivkohle pflanzlichen oder mine- stoffe verwendet. Es wird ferner festgestellt, daß eine rauschen Ursprungs in Pulvet^form oder körniger Behandlung mit einem Alkalihydroxvd, das in einem Form für die Reinigung von Lösungen zu verwenden, Lösungsmittel, beispielsweise einem Alkohol, gelöst die kontinuierlich oder diskontinuierlich mit den 5° ist, r ehr wirksam für die Entfernung der sauren Vertktivierten oder nicht aktivierten Kohlen in Beruh- unreinigungen ist, daß diese Behandlung jedoch den rung gebracht werden. Diese Kohlen haben die Nachteil hat, daß sie anschließend eine Nachbehand-Fähigkeit, gewisse Produkte, die in den behandelten lung mit einer starken Säure erfordert. Zwar wird Lösungen enthalten sind, zurückzuhalten. Die Pro- hier das Problem des Rcgenerierens von Aktivkohle, duktmengen. die von diesen Kohlen gebunden wer- 55 nicht erwähnt, doch zeigt diese Veröffentlichung des den, sind sehr unterschiedlich und betragen beispiels- Standes der Technik, daß diese Auslaugungsmetho-Weise I bis 30% des Gewichts der reinigender: Kohle. den nicht völlig befriedigend sind.

Die eingesetzten Aktivkohlen dienen im alllgemei- Ein Verfahren zum Regenerieren von verbrauchter

nen dazu, den größten Teil der organischen Substan- Aktivkohle beschreibt dagegen die britische Patentzen in Lösung zu adsorbieren. Diese Adsorption ^6o schrift 934 695. Hierbei wird jedoch nur mit Schwehängt von der Polarität der Kohle, ihrer Struktur, ielsäure und gegebenenfalls mit Alkali, nicht aber ihrer Grundnatur und von verschiedenen cha.raktcri- unter Einsatz eines organischen Lösungsmittels regestischcn Kcnnzahlen ab. beispielsweise von der Jod- neriert, und darüber hinaus kann nicht jede Art von zahl, vom Methylcnblauindex, vom Erythrosinindex, Aktivkohle nach diesem bekannten Verfahren wieder vom Mclasseindex und vom Permanganatindex, die ⁶S in die aktive Form überführt werden; denn das Verinsbesondere die Oberfläche sowie die Verteilung der fahren ist schon nicht wirksam bei einer Aktivkohle. Poren einer Kohle bestimmen. die bei der Reinigung von Zuckersaft oder der Be-

Jeder Kohletyp muß an die Polaritäten und Dirnen- handlung von Trinkwasser verwendet wurde.