DK153319B - Aktivt carbon og fremgangsmaade til fremstilling deraf - Google Patents

Description

DK 153319B

Opfindelsen angår et aktivt carbon og en fremgangsmåde til fremstilling deraf. Opfindelsen omhandler mere præcist en fremgangsmåde, hvorved et specificeret carbonholdigt materiale i godt udbytte kan konverteres tilret aktivt carbon med meget højt overfladeareal og med en enestående og anvendelig kombination af egenskaber, hvilke carboner er særligt anvendelige til vandrensning.

De nye aktive carboner har meget højt overfladeareal og har i det væsentlige en burlignende struktur, som udviser mikroporøsitet.

I US patentskrift nr. 3,624,004 er beskrevet en fremgangsmåde, hvor= ved et pyrolysat, der er fremstillet ved at opvarme en aromatisk syre og i det mindste tilstrækkeligt af en elektrolyt, f.eks. kaliumhydroxid, til dannelse af et salt af den aromatiske syre, til over saltdekomponeringstemperaturen, underkastes en kontrolleret oxidativ aktivering over 704° C i nærværelse af carbondioxid til frembringelse af et aktivt carbon med højt overfladeareal og lav løs massefylde.

I US patentskrift nr. 3,624,657 er beskrevet fremgangsmåder, ved hvilke man kan fremstille aktive -carbonprodukter med lavt overfladeareal ved decarboxylering af syrer fra jordoliekoks, og sådanne decarboxylerede materialer opvarmes yderligere over ca. 593° C med et opløst materiale, f.eks. kaliumhydroxid, i nø-rværelse af et hydrogenhalogenid, carbonmonoxid eller carbondioxid, til dannelse af et aktivt carbon med højt overfladeareal og med lav løs massefylde.

I US patentskrift nr. 3,817,874 er beskrevet en fremgangsmåde til forøgelse af overfladearealet af et aktivt carbon med lavt til inter-mediært overfladeareal ved opvarmning af et sådant carbon til over ca. 593° C med natrium- eller kaliumhydroxid i nærværelse af carbondioxid. Fremgangsmåden giver anledning til dannelsen af aktive carboner med højt overfladeareal og med moderat løs massefylde.

I US patentskrift nr. 3,833,514 beskrives en fremgangsmåde til fremstilling af aktive carbonprodukter med højt overfladeareal ved opvarmning af saltet af en aromatisk syre blandet med en elektrolyt, f.eks. kaliumhydroxid, over saltets dekomponeringstemperatur. Under anvendelse af fremgangsmåden frembringes der aktive carboner med lav løs massefylde.

2

DK 153319B

Skønt de aktive carbonprodukter, som frembringes under anvendelse af de ovenfor angivne processer, har et højt effektivt overfladeareal, målt i henhold til BET-metoden, og i almindelighed gode egenskaber, foreligger der adskillige bemærkelsesværdige proces- og produkt-mangler: l) processerne yder ikke det maximale udbytte, baseret på det carbonholdige udgangsmateriale, som forbruges, når man anvender det mere økonomiske vandholdige alkali, 2) når man anvender sure, carbonholdige udgangsmaterialer fra koks, kræver hele processen extra behandlingstrin, og 3) udgangsmaterialekombinationen omfattende alkali og carbonholdigt materiale danner under calcinering en klæbrig, viskos masse, der er meget vanskelig at håndtere i kommerciel drift, hidrørende fra adhæsion til væggene og tilstopning af calcineringsbeholderen (aktiveringsbeholderen). Kilden til problemerne 1) og 2) synes i de tilfælde, hvor man anvender kaliumhydroxid, at ligge i anvendelsen af det mere økonomiske vandholdige alkali til kontinuerlig behandling, hvor brugte carbonvaskeopløsninger fordampes og behandles med henblik på udvinding af alkali med henblik på recirkulering. Især antages det, at udbyttetab skyldes oxidativt angreb af vanddamp under calcinering ved høj temperatur af kombinationen alkali og carbonholdigt udgangsmateriale.

Yderligere er den løse massefylde af det aktive carbon, der er fremstillet på basis af en aromatisk syre eller jordoliekokssyre, lavere end ønskværdigt til mange kommercielle anvendelser, og det totale organiske carbonindex per volumen anvendt carbon, et vigtigt og i industriel henseende anerkendt mål for evnen af det aktive carbon til at fjerne organiske materialer fra vandige udgående væsker, er langt fra maximeret. Heller ikke er det effektive BET overfladeareal af sådanne carboner ikke maximeret, selv om det er højt.

Det er således opfindelsens formål at angive et aktivt carbon, hvis løse masseflyde er høj, hvis totale organiske carbonindex per volumen anvendt carbon er tilfredsstillende højt, og hvis effektive BET overfladeareal også er passende højt, samt at angive en fremgangsmåde til fremstilling af et sådant aktivt carbon, som er tilfredsstillende i procesteknisk henseende.

3

DK 153319B

Det aktive carbon ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne. Det nye aktive carbon udviser den før angivne kombination af ønskede egenskaber.

Fremgangsmåden til fremstilling af det aktive carbon ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 7 angivne. Ved denne fremgangsmåde fremkommer der et meget højt udbytte, fremgangsmåden er simpel at udføre, og alle materialer og mellemprodukter er lette at håndtere.

Opfindelsen angår sålédes en fremgangsmåde til fremstilling af et aktivt carbon ud fra et carbonholdigt materiale, og det aktive car-bonprodukt, der frembringes derved, og især en fremgangsmåde med trinvise temperaturer til forbedring af udbyttet og forarbejdeligheden under fremstilling af et nyt aktivt carbon med meget højt overfladeareal og med en i det væsentlige burlignende struktur, der udviser mikroporøsitet, hvilket carbon har en god løs massefylde og et overlegent totalt organisk carfoonindex.

I henhold til opfindelsen opvarmer man således et udgangsmateriale af kulkoks, jordoliekoks eller en blanding deraf under omrøring og i nærværelse af et væsentligt vægtforhold af vandholdigt kaliumhydroxid til en første lavere temperatur for at dehydratisere kombinationen, hvorpå temperaturen hæves til en anden, højere temperatur for at aktivere kombinationen, og den resulterende blanding bliver derpå afkølet og vasket for at fjerne uorganiske materialer til dannelse af et aktivt carbon med meget højt overfladeareal og med i det væsentlige burlignende struktur, som udviser mikroporøsitet, hvilket carbon har god løs massefylde og overlegent totalt organisk carbon-index.

Man kender ganske vist fra DE offentliggørelsesskrift nr. 1 671 355 en fremgangsmåde til fremstilling af et aktivt carbon under anvendelse af et carbonholdigt udgangsmateriale og kaliumhydroxid, hvor det carbonholdige udgangsmateriale er "backender Kohle" eller "coking coal", der er en meget dyr kulkvalitet, der anvendes til fremstilling af koks til stålindustrien. Ifølge opfindelsen anvendes

DK 153319B

4 der et andet carbonholdigt udgangsmateriale-, nemlig det langt billigere koks (kulkoks eller jordoliekoks), og ligeledes anvendes der langt mindre kaliumhydroxid for hver del carbonholdigt udgangsmateriale end ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Det nye produkt, der fremkommer ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fremkommer på ingen måde ved den kendte fremgangsmåde.

Der er således ifølge opfindelsen udviklet en højere ydende proces, der gør brug af vandholdigt kaliumhydroxid, og som i det væsentlige eliminerer de ovenfor angivne procesproblemer. Yderligere kan processen give anledning til produktion af et carbon, der har den enestående kombination, der omfatter god løs massefylde, meget højt overfladeareal og udmærket totalt organisk carbonindex. Det væsentlige ved den nye proces er at gennemføre opvarmningen af kombinationen af vandholdigt alkali og carbonholdigt udgangsmateriale i to trin, hvorved det første, ved lav temperatur gennemførte trin gennemføres under omrøring og dehydratiserer portionen af udgangsmateriale før det andet, ved højere temperatur gennemførte aktiveringstrin. Det væsentlige ved den nye kombination af produktegenskaber er frembringelsen af en carbonstruktur, hvori en væsentligt større del af oveifladen er i det væsentlige burlignende, hvilken burlignende struktur udviser egenskaber svarende til mirkoporøsitet.

Fig. 1 viser et mikrofotograf! med fasekontrast fra et elektronmikroskop af et carbon ifølge opfindelsen under lav total forstørrelse (x 142,000).

Fig. 2 viser et mikrofotografi med fasekontrast fra et elektronmikroskop af et carbon ifølge opfindelsen under høj total forstørrelse (x 3,116,000).

De carbonholdige udgangsmaterialer i forbindelse med opfindelsen er som nævnt kulkoks, jordoliekoks eller blandinger deraf.

Sådanne udgangsmaterialer anvendes fortrinsvis i pulveriseret form, fortrinsvis under ca. 10 mesh, og især under ca. 20 mesh.

5

DK 153319B

De carbonholdige udgangsmaterialer indeholder i almindelighed ca. 1 til ca. 10 % svovl og ca. 3 til ca. 20 % flygtige stoffer. Fortrinsvis ligger indholdet af de flygtige stoffer og svovlindholdet på den lave side af de ovenfor angivne tal for at maximere produktudbyttet og forbedre effektiviteten af alkali-recirkuleringen, men dette er ikke kritisk, og det afhænger af de tilgængelige udgangsmaterialer.

Før behandlingen af det carbonholdige udgangsmateriale blander man dette grundigt med fast eller flydende, vandholdigt kaliumhydroxid, der indeholder mere end 2 vægt-% vand, fortrinsvis i pulvereller flageform. Den lavere grænse for vandindholdet i kaliumhydroxi-det sættes af økonomien i forbindelse med fjernelsen af vand fra alkali før anvendelsen, og den øvre grænse på 25 vægt-% sættes af letheden af alkalibehandlingen og blandingen af alkali og carbonholdigt udgangsmateriale under forcalcineringstrinnet. Især anvender man vandholdigt kaliumhydroxid, der indeholder mellem 5 og 15 vægt-% vand. Mesh-størrelsen af kaliumhydroxidet er ikke kritisk, når blot det dispergeres godt med partiklerne af carbon-holdigt udgangsmateriale.

Vægtforholdet mellem kaliumhydroxid og carbonholdigt udgangsmateriale ligger mellem 0,5 og 5, især mellem 2,5 og 3,5.

Kombinationen carbonholdigt udgangsmateriale og kaliumhydroxid opvar-r mes under omrøring i forcalcineringstrinnet, fortrinsvis i et indirekte opvarmet calcineringsapparat med roterende rør og forsynet med roterende sneglebor indenfor et temperaturinterval mellem 316° c og 482° C, især mellem 371° C og 399° c, fortrinsvis i tidsrum på 15 minutter til 2 timer, og især mellem 0,5 og 1,5 timer. Den øvre tidsgrænse er ikke kritisk, og den sættes i almindelighed af økonomiske betragtninger. Det, som kræves i forcalcineringstrinnet, er tilstrækkelig opvarmningstid til i det væsentlige at de-hydratisere kombinationen af udgangsmateriale og alkali og tilvejebringe en i det væsentlige ensartet reaktion. Ved væsentlig dehydra- 6 DK 1533196 ti sering menes, at der frembringes et fast produkt ud fra forcalci-neringstrinnet indeholdende ikke over 2 vægt-% vand.

Ved opstarten kan forcalcineringsapparatet indeholde et indifferent gastæppe af nitrogen, argon, o.s;v., men når først operationen er i gang, er de gasser, der er tilstede under forcalcineringen, sædvanligvis tilstrækkelige til at opretholde den indifferente karakter af den atmosfære, der er nødvendig til opnåelse af maximalt udbytte.

Produktet fra forcalcineringstrinnet tilføres derpå i almindelighed uden afkøling eller formaling (selvom hver enkelt af eller begge disse yderligere operationer kan være fordelagtige) til et andet indirekte opvarmet calcineringsapparat, der er opvarmet til en temperatur mellem 704° C og 982° C, i særdeleshed mellem 760° C Og 927° C i 20 minutter til 4 timer, i særdeleshed mellem 30 minutter og 2 timer. Den øvre grænse er ikke kritisk, men for lange opholdstider i calcineringsapparatet kan reducere udbyttet af det aktive carbonprodukt. Fortrinsvis anvender man et indirekte opvarmet roterende calcineringsapparat, fordi omrøring af calcineringsblandingen er gavnlig for driften af processen. Det er med henblik på opnåelsen af gode resultater ved calcineringstrin-net (aktiveringstrinnet) vigtigt at opnå smeltning af det materiale, der foreligger i calcineringsapparatet.

I almindelighed bør atmosfæren i det roterende calcineringsapparat være indifferent med henblik på opnåelsen af maximalt udbytte, og de gasser/ der er tilstede under reaktionen, er tilstrækkeligt indifferente til i rimeligt omfang at tilvejebringe de foretrukne betingelser i det lukkede system, man foretrækker at anvende.

Derefter bliver - især hvis man anvender et carbonholdigt udgangsmateriale med højt svovlindhold - produktet fra calcineringsapparatet desulfuriseret på optimal måde, f.eks. ved hjælp af den dampmetode, der er beskrevet i US patentskrift nr. 3,726,808. Det resulterende produkt bliver derpå afkølet, vasket med vand for at fjerne uorganiske materialer og tørret. Ved en kontinuerlig proces er det ønskværdigt at tilbagevinde og recirkulere det alkaliske materiale

DK 153319B

7 ved rekaustificering og fordampning af den brugte vaskevæske til dannelse af som udgangsmateriale tjenende alkali.

Det aktive carbon ifølge opfindelsen har fortrinsvis en burlignende struktur, der bidrager med over 60 % af overfladen deraf, og især over 80 % af overfladen deraf, og i særdeleshed over 90 % af carbon-overfladen, målt ved hjælp af mikroskopi med fasekontrast og høj resolutionsevne. Denne burlignende struktur er karakteriseret ved, at de individuelle bure har en sådan størrelse, at de udviser mikro-porøse egenskaber, d.v.s. i det væsentlige fuldstændig opfyldning af de individuelle bure af adsorbatet ved lav effektiv koncentration til dannelse af et stort mikroporevolumen. Deres størrelse er også i det væsentlige homogen (fig. 1), hvilket fremgår af mikrofotografier med lav forstørrelse (f.eks. x 140,000) taget under anvendelse af elektronmikroskopi med fasekontrast og høj resolutionsevne på et JEOL 100C elektronmikroskop leveret af JEOL Ltd., Colindale, London, England. Under anvendelse af den samme type af enhed ved høj forstørrelse (f.eks. x 3.000,000) kan man tydeligt se de individuelle bure, og de synes at være dannet under anvendelse af enkelte lag af lameller af grafittypen (fig. 2). Denne burlignende struktur er ansvarlig for den multilagsadsorption, som udvises af de aktive carbonmaterialer ifølge opfindelsen, og for de yderst store effektive oveirfladearealer, målt i henhold til BET metoden.

Det fremstillede aktive carbonprodukt har fortrinsvis et effek- 2 tivt BET overfladeareal, der er større end ca. 2300 m /g, især over ca. 2700 m /g og i særdeleshed over ca. 3000 m /g. Det aktive carbon har fortrinsvis en løs massefylde, der er større end ca. 0,25 g/cm , især større end ca. 0,27 g/cm , og i 3 særdeleshed over ca. 0,30 g/cm . Yderligere har produktet fortrinsvis et totalt organisk carbonindex, der er større end ca.

300, især større end ca. 500 og i særdeleshed større end ca. 700.

Typiske egenskabsintervaller for aktive carbonprodukter, der kan fremstilles under anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, er vist i den nedenstående tabel.

8

TABEL

DK 153319B

_Egenskab_ Udgangsmateriale

Koks Kul

Effektivt overfladeareal, BET m2/g . 3000-4000 1800-3000 lodtal 2200-3400 1800-2000

Methylenblåtadsorption, mg/g 300-600 400-500

Phenoltal 8-16 12-20

Melassetal 30-70 100-150 '

Totalt organisk carbonindex. (TOCI) 300-1000 300-1000

Hovedsageligt interval for poreradius, ÅK 15-60 ****

Gennemsnitlig poreradius, ÅK 20-30 --- Løs massefylde g/cm3 0,25-0,4 0,24-0,4

Aske, vægt-% 1,5 2-4

Vandopløselige materialer, vægt-% 1 1 pH 7,5-8,5 7,5-8,5

Adsorptionskapacitet (CO« ved 195°K; cnP/gr* 2 0,9-2

Burdimensioner, Å*** 10-50 --- *Målt ved nitrogenadsorption under anvendelse af en Digasorb 2500 enhed fremstillet af Micromeritics, Norcross, Georgia.

arar . ^

Antaget massefylde af CO« er 1 g/cm · 3EX3L ^ På basis af billedmikrofotografier under anvendelse af et JEOL 100C elektronmikroskop· KX3£KIkke målt.

De aktive carbonprodukter ifølge opfindelsen er anvendelige til alle de formål, som hidtil kendte aktive carbonprodukter,har været anvendt til, herunder vandbehandling, gas- og dampadsorption, f.eks. adsorption af carbondioxid, methan, kvælstofforilte, o.s.v., affarvning, kompoundering af dæk med hvid væg, o.s.v. Carbonproduk-terne ifølge opfindelsen er regenererbare under anvendelse af enhver metode, der er anvendelig til carbonregenerering.

9

DK 153319B

Opfindelsen illustreres nærmere ved de nedenfor angivne, specifikke eksempler.

Det vandholdige kaliumhydroxid, som blev anvendt, indeholdt ca. 10 vægt-% vand.

Elektronmikroskopien med fasekontrast og høj opløsningsevne blev udført med et JEOL 100C elektronmikroskop leveret af JEOL Ltd.,

Colindale, London, England.

Man gennemførte målinger af overfladeareal ved hjælp af BET metoden under anvendelse af et punkt og en blanding af 10% nitrogen og 90% helium. Prøven af det aktive carbon blev forbehandlet i omgivelsernes miljø i ca. 1 time i en langsom strøm af den ovenfor angivne gasblanding, derpå afkølet til en temperatur svarende til flydende nitrogen i ca. 45 minutter med henblik på nitrogenadsorption og slutteligt opvarmet til omgivelsernes temperatur, og sammensætningen af den desorberede gas blev målt med en termisk konduktivitets-detektor.

Der fremstilles fem separate prøver af det aktive carbon, som skal undersøges, med vægte på henholdsvis 0,025 g, 0,05 g, 0,10 g, 0,15 g og 0,25 g. Hver prøve bliver derpå holdt under omrøring i 1 time i kontakt med en 500 ml spildevandsprøve (primærspiIdevand fra kloaksystemet i Chicago Metropolitan Sanitary District og City of Naperville, Illinois), hvorefter carbonet fjernes ved filtrering, og filtratet analyseres for totalt organisk carbon (TOC) under anvendelse af den metode, der er angivet i ASTM D 2579-74 med henblik på opnåelse af det residuale TOC.

Det residuale TOC af hvert af filtraterne bliver derpå subtraheret fra TOC (bestemt på lignende måde) af en 500 ml portion af ubehandlet spildevand (C ) og divideret med vægten

DK 153319B

10 af det aktive carbon, som anvendes til at behandle den pågældende aliquot af filtrat, således at man opnår værdier af TOC absorberet pr. g carbon (PPM/g). De residuale TOC værdier bliver derpå afbildet mod PPM/g værdierne på en log-log skala, og den resulterende kurve bliver extrapoleret til en værdi af residual TOC lig med CQ, og den tilsvarende værdi af PPM/g bliver bestemt. Denne værdi, der benævnes TOC isothermværdien, bliver derpå divideret med TOC isothermværdien for et standardiseret aktivt carbon (Aqua Nuchar købt fra Westvaco Inc., Covington, Virginia) og multipliceret med 100. Det resulterende tal er TOCI. Se H.J. Forwalt og R.A. Hutchins, Chemical Engineering, udgaven fra 11. april 1966.

2 g aktivt carbonprodukt blev tilført til en 25 ml målecylinder med inddelinger, og bunden af cylinderen blev forsigtigt banket mod en træoverflade i 10 minutter. Det viste sig, at dette tidsrum var passende til, at der ikke fremkom nogen yderligere ændring af voluminet af carbonet.

Phenoltallet blev bestemt ved hjælp af den i A.W.W.A. 3600-66, 4.7.2. angivne metode.

Melassetalindex blev bestemt ved at måle melassetallet af filtreret majssirupmelasse i en Darco S-51 referenceprøve leveret af ICI America, N.Y., N.Y. og ved at tildele den en værdi på 100. Melassetalindex er herefter melassetallet af et carbonprodukt i-følge opfindelsen i sammenligning med melassetallet af Darco S-51, som antages at være lig 100. For at bestemme melassetal tegnede man en afbildning af g adsorberet pr. g carbon mod procent ad-sorberet, baseret på forsøg, der gjorde brug af adskillige vægte af carbon, og den samme totale mængde af adsorbat og melassetal bestemt som g adsorberet pr. g carbon med 90$ reduktion af den oprindelige opløsnings' koncentration af adsorbat.

EKSEMPEL 1

Jordoliekoks fra raffinaderiet i Sugar Creek, Missouri og inde- DK 153319 B ·.

11 holdende ca. 9,7% flygtige materialer og 4,9% svovl, knust til en partikelstørrelse af ca. 40 mesh, blev anvendt i dette eksempel. Der anvendtes et forhold KOH til koks på 3/1. Det roterende forcalcineringsapparat., som var forsynet med modroterende sneglehor, hlev holdt på en temperatur af ca. 385°C, og den gennemsnitlige opholdstid i forkalcineringsapparatet var ca. 1 time.

Det roterende calcineringsapparat hlev holdt på en temperatur af 843°C, og den gennemsnitlige opholdstid i calcineringsappara-tet var ca. 2 timer. Det afkølede produkt blev vasket med vand og tørret ved 110°C i en vakuumovn. Egenskaber af det aktive carbonprodukt efter udvaskning af uorganiske materialer og tørring er angivet i den følgende tabel.

TABEL

Udbytte 60-65 %

Løs massefylde 0,3 g/cjsP

Effektivt overfladeareal, BET 3600-3900 m^/g

Totalt organisk carbonindex 400-800

Methylenblåt-adsorption 500-550 mg/g

Phenoltal 10-12

Eksempel 2 (sammenliqninqseksempel)

De knuste jordoliekoks, der anvendtes i dette eksempel, var dem samme som dem, der blev anvendt i eksempel 1. Der anvendtes et forhold KOH til koks på 3/1. Calcineringsapparatet blev holdt på en temperatur af. ca. 760°C (en højere temperatur kunne ikke anvendes på grund af problemer i forbindelse med tilstopning og klæbning), og den gennemsnitlige opvarmningstid af de adskillige, diskontinuerlige forsøg, som dette eksempel bestod af, Varierede mellem 24 og 48 minutter. Det afkølede produkt blev vasket med vand og tørret ved 11°C i en vakuumovn. Egenskaberne af det aktive carbonprodukt er vist i den følgende tabel.

12

TABEL

DK 153319B

Udbytte 55-58% Løs massefylde 0,375 g/cnr*

Effektivt overfladeareal, BET 3900 m^/g

Totalt organisk carbonindex 170 lodtal 2900

Phenoltal 12,5

Melassetalindex 3

Methylenblåt-adsorption 392 mg/g EKSEMPEL 3

Dette eksempel viser virkningen af opholdstid i calcineringsappa-ratet på visse egenskaber af carbonproduktet. Forcalcineringen blev gennemført ved ca. 385°C med en opholdstid på ca. 1 time med et tilført materiale af jordoliekoks med en partikelstørrelse svarende til ca. 60 til 100 mesh. Der anvendtes et forhold Κ0Η til koks på 3/1. Det afkølede produkt blev vasket ned vand og· tørret ved 110°C i en vakuumovn. Resultaterne er angivet i den følgende tabel.

TABEL

Temperatur i calcineringsapparatet: 788°C

Opholdstid i cal- Effektivt BET T0CI Løs massefyl- Udbytte cineringsapparatet overfladeareal /λ„3ν (%) (minuttlr)__(m2/g)__de (s/cm }___ 10 3482 110 0,37 61,5 30 3733 235-750 0,35 59,5 60 3350 430-550 0,34 59,0 120 3736 570-1240 . 0,35 58,6

DK 153319B

13

Temperatur i calcineringsapparatet: 843°C

10 3996 910 0,32 58,6 30 4057 910 0,32 58,6 60 3821 1620 0,33 57,7 120 3748 760 0,32 57,7 EKSEMPEL 4 (sammenligningseksempel)

Illinois kul nr. 6 blev knust til en partikelstørrelse mellem 60 og 100 mesh og forcalcineret i en blanding af KOH til kul på 3/1. Temperaturen af forcalcineringsapparatet var 385°C, og der anvendtes en opholdstid i forcalcineringsapparatet på ca.

1 time. Calcineringstemperaturen er ca. 954°C med en holdetid på to timer. Det afkølede produkt blev vasket med van,d og tørret ved 110°C i en vakuumovn.

TABEL

Udbytte 48-52 % Løs massefylde 0,24 g/cm^

Effektivt overfladeareal, ΒΞΤ 2580 m^/g

Total organisk carbonindex 550

Melassetalindex 110-120 EKSEMPEL 5 (sammenligningseksempel)

Illinois kul nr. 6- blev knust til en partikelstørrelse mellem 60 og 100 mesh, blandet med jordoliekoks fra Sugar Creek raffinaderiet indeholdende ca. 10 til 12% flygtige materialer og forcalcineret mellem 371°C og 482°C i et vægtforhold KOH/kul/koks på 3/0,25/0,75 i 1 time. Opholdstiden i calcineringsapparatet var 2 timer, og calcineringstemperaturen varierede som angivet i den følgende tabel. Nogle egenskaber af de fremstillede aktive carbon produkter er også angivet i tabellen.

14

TABEL

DK 153319B

Temperatur Effektivt Løs masse- Melasse- · TOCI lodtal i calcine- BET over- fylde tal ringsappa- fladeareal (g/ml) ratet (m2/g)______ 788 3753 0,135 32 1300 843 2745 0,283 79 500 2776 743 3586 0,315 39 320 899 3658 0,257 165 750 EKSEMPEL 6

Jordoliekoks fra Sugar Creek Raffinaderiet indeholdende ca. 10% flygtige materialer og 5% svovl blev knust til en partikelstørrelse af 40 mesh, blandet med Κ0Η og koks i vægtforholdet 3/1 og forcalcineret til 725°C i 7 timer. Det blev derefter calcineret ved 843°C i 1-1/2 time. Det afkølede produkt blev vasket med vand og tørret. Egenskaber af produktet er angivet i den følgende tabel. Mikrofotografier af materialet er vist på tegningen.

' TABEL

Effektivt overfladeareal, BET 3704 m^/g lodtal 3226

Methylenblåt-adsorption 550 mg/g Løs massefylde 0,313 g/cm^

Phenoltal 9,7

Totalt organisk carbonindex 1500

Melassetalindex 3

Claims (7)

1. Aktivt carbon, kendetegnet ved, at det er fremstillet af. et carbonholdigt materiale, der omfatter kulkoks, jordoliekoks eller blandinger deraf og har en burlignende struktur med en mikroporøsitet, som udgør over 60% af overfladen, samt et effektivt BET overfladeareal, der er større end ca. 2 2300 m /g og en løs massefylde, der er større end ca. 0,25 g/cnf*.

2. Aktivt carbon ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det har en burlignende struktur med en mikroporøsitet, som udgør over 80% af overfladen, samt et effektivt BET overflade- 2 areal, der er større end ca. 2700 m /g og en løs massefylde, 3 der er større end ca. 0,25 g/cm .

3. Aktivt carbon ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det har en burlignende struktur med en mikroporøsitet, som udgør over 90% af overfladen, samt et effektivt BET overflade- 2 areal, der er større end ca. 3000 m /g og en løs massefylde, 3 der er større end ca. 0,25 g/cm .

4. Aktivt carbon ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det har et BET overfladeareal, der er større end ca. 2300 2 3 m /g, en løs massefylde, der er større end ca. 0,25 g/cm og et totalt organisk carbonindex, der er større end ca. 300.

5. Aktivt carbon ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det har et effektivt BET overfladeareal, der er større end 2 ca. 2700 m /g, en løs massefyldef der er større end ca. 3 0,27 g/cm og et totalt organisk carbonindex, der er større end ca. 500.

6. Aktivt carbon ifølge krav 5» kendetegnet ved, at det har et effektivt BET overfladeareal, der er større end 2 ca. 3000 m /g, en løs massefylde, der er større end ca. 3 0,30 g/cm , og et totalt organisk carbonindex, der er større end ca. 700. DK 153319B

7. Fremgangsmåde til fremstilling af det aktive carbon ifølge krav 1-6, kendetegnet ved, (a) at man i det væsentlige dehydratiserer en under omrøring stående kombination af fast kaliumhydroxid, der indeholder mellem 2 og 25 vægt-% vand, og et carbonholdigt materiale, der omfatter kulkoks, jordoliekoks eller en blanding deraf, ved at opvarme denne kombination i et vægtforhold mellem hydroxidet og det carbonholdige materiale mellem 0,5 til 1 og 5 til 1, ved en temperatur, der er lavere end 482 °C, (b) at man aktiverer produktet fra (a) ved at opvarme det til mellem 704 °C og 982 °C, og (c) at man afkøler produktet fra (b) og fjerner i det væsentlige alt det uorganiske materiale derfra ved vandvask til dannelse af det aktive carbon med stort overfladeareal.