Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Vorhabens war die Entwicklung und halbtechnische Erprobung eines emissionsarmen und kos-teng\u00fcnstigen Alternativverfahrens zur Aktivkohleherstellung auf der Grundlage einer mechanischen Aktivierung.
\nAnlass f\u00fcr die Aufnahme der Arbeit waren die positiven Ergebnisse eines vorausgegangenen DFG-Projektes Grundlagenuntersuchungen zur Erzeugung reaktiver Formen des Kohlenstoffes durch mechanische Aktivierung. Mit diesem Projekt wurde die mechanische Aktivierbarkeit von Anthraziten oh-ne hohen Energieaufwand und Einsatz von Chemikalien nachgewiesen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Bearbeitung erfolgte in nachfolgenden Hauptschritten:
\n–\tLaboruntersuchungen zur Aktivierbarkeit und Charakterisierung verschiedener Ausgangskohlen: Auswahl und Vergleich verschiedener Ausgangskohlen; Entwicklung und Erprobung der Mahltechnologie; Vergleich verschiedener Zerkleinerungsapparate.
\nAls Aktivierungsmethode im kleintechnischen Ma\u00dfstab wurde eine Scheibenschwingm\u00fchle eingesetzt. Als Charakterisierungsmethode des Produkts wurden u.a. K\u00f6rnungsanalyse und BET-Oberfl\u00e4chenbestimmung durchgef\u00fchrt.
\n–\tErrichtung und Betrieb einer halbtechnischen Aktivierungsanlage (Kugelm\u00fchle).In einer Kugelm\u00fchle mit 13 kW Antriebsleistung und einer Mahlraumgr\u00f6\u00dfe von 1,5 m L\u00e4nge und 0,9 m Durchmesser konnte ein Durchsatz von 12 kg\/h erzielt werden.
\n–\tEignungstests im Bereich der Abwasserreinigung: Bestimmung der Adsorption von definierten chemischen Stoffgruppenvertretern (Laboruntersuchungen an Modellsubstanzen).
\nDas Adsorptionsverm\u00f6gen wurde hinsichtlich der Adsorption organischer Wasserschadstoffe, der Entf\u00e4rbung von Abw\u00e4ssern und der Schwermetallentfernung aus Abw\u00e4ssern untersucht.
\n–\tVersuchseins\u00e4tze in anderen Anwendungsbereichen, z.B. in der Abgasreinigung.
\n–\tZur Beurteilung der erzeugten Produkte durch Dritte wurden potentielle Anwender bemustert.
\n–\tVersuche zur Modifizierung der erzeugten Pulverkohle durch Additive und durch Agglomeration zu Formkohlen.
\n–\t\u00d6konomische Bewertung und Kostensch\u00e4tzungen f\u00fcr eine Produktionsanlage.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Ergebnisse der durchgef\u00fchrten Labor- und halbtechnischen Untersuchungen k\u00f6nnen wie folgt zusammengefasst werden:
\n1.\tVon den einbezogenen Rohstoffen ergab sich nur der Anthrazit der Lagerst\u00e4tte Ibbenb\u00fcren als geeignete Ausgangskohle.
\nEine Auswahl der Rohstoffe ist nur anhand von Adsorptionstests an aktivierten Produkten m\u00f6glich.
\n2.\tMit allen gepr\u00fcften Zerkleinerungsaggregaten (Trommelm\u00fchle, Planetenm\u00fchle, R\u00fchrwerkskugelm\u00fchle) k\u00f6nnen aktivierte Kohleprodukte hergestellt werden.
\nEs gelang aber nicht, Produkte mit spezifischen Oberfl\u00e4chen > 200 m2\/g (was f\u00fcr Aktivkohlen gefordert ist) zu erzeugen, auch wenn der Energieeintrag auf 10000 kWh\/t erh\u00f6ht wird.
\n3.\tF\u00fcr eine gro\u00dftechnische Aktivierung ist eine Trommelkugelm\u00fchle geeignet. Der notwendige Energieeintrag betr\u00e4gt 600 – 700 kWh\/t.
\n4.\tDie erzeugten Aktivkohlen weisen f\u00fcr die als Modelsubstanz verwendeten Wasserschadstoffe Phenol, p-Cl-Phenol, p-Nitrophenol sowie Na-Dodecylbenzolsulfonat wesentlich h\u00f6here spezifische Adsorptionsenergien als eingef\u00fchrte Aktivkohlen auf, erreichen aber wegen der geringeren spezifischen Oberfl\u00e4che nicht deren Adsorptionsverm\u00f6gen. Lediglich f\u00fcr Hg-Ionen wurde f\u00fcr den aktivierten Anthrazit eine bessere Adsorption als f\u00fcr die Vergleichsaktivkohle festgestellt.
\n5.\tDie betr\u00e4chtlichen Kosten f\u00fcr die Rohkohle und die Aktivierung verhindern einen wirtschaftlichen Einsatz. F\u00fcr eine technische Anwendung nachteilig ist die Feink\u00f6rnigkeit des aktivierten Anthrazit. Ohne die Adsorptionseigenschaften vermindernde Zus\u00e4tze liefert eine nachfolgende Granulierung keine Granulate mit ausreichender Stabilit\u00e4t.
\n6.\tDurch Aktivierung unter Zusatz von Ligninsulfonat k\u00f6nnen auch mit Wasser benetzbare Produkte hergestellt werden, wobei die Adsorptionseigenschaften dadurch nicht ver\u00e4ndert werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Hergestellte A-Kohleproben wurden Aktivkohleproduzenten f\u00fcr Tests zur Verf\u00fcgung gestellt. Daraus ergaben sich keine Einsatzm\u00f6glichkeiten.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Es ist mit relativ einfachen Prozessen m\u00f6glich, in kontinuierlicher Produktion eine aktivierte Kohle zu erzeugen. Deren Eignung ist aber gegen\u00fcber den auf dem Markt befindlichen A-Kohlen eingeschr\u00e4nkt. Auch aus \u00f6konomischen Gr\u00fcnden ist eine technische Umsetzung des Verfahrens nicht sinnvoll.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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