Bei der Regeneration von Aktivkohle wird die verbrauchte Kohle auf hohe Temperaturen erhitzt, um adsorbierte Verunreinigungen zu entfernen und ihre Adsorptionseigenschaften wiederherzustellen.
Der Temperaturbereich für dieses Verfahren liegt in der Regel zwischen 200-300 °C.
Dieser Bereich kann je nach der spezifischen Regenerationsmethode und der Art der adsorbierten Stoffe variieren.
Dieser Prozess ist entscheidend für die Verlängerung der Lebensdauer von Aktivkohle und die Verringerung des Abfalls in industriellen Anwendungen.
200-300°C: Die wichtigsten Punkte werden erklärt
Temperaturbereich für die Regeneration
Der wichtigste Temperaturbereich für die Regeneration von Aktivkohle liegt zwischen 200 und 300 °C.
Bei diesen Temperaturen kann der kohlenstoffhaltige Rückstand zu brennen beginnen, wenn Sauerstoff vorhanden ist, was zu einer exothermen Reaktion führt.
Sobald die Verbrennung des Kohlenstoffs einsetzt, steigt die Temperatur spontan an, so dass sich der Rückstand in eine Glut verwandelt und Kohlendioxid und/oder Monoxid freigesetzt wird.
Diese Reaktion ist stark exotherm und kann zu einem erheblichen Temperaturanstieg führen.
Chemische Veränderungen während der Regeneration
Ein Teil des im Rückstand verbliebenen Stickstoffs kann bei diesen hohen Temperaturen zu Stickoxiden wie NO2 und N2O3 oxidiert werden.
Auch Schwefel, Chlor und Arsen können in dieser Phase oxidiert werden und sich verflüchtigen, was zur Entfernung von Schadstoffen aus der Aktivkohle beiträgt.
Verschiedene Stadien der Karbonisierung
In der Trocknungsphase der Briketts wird die Biomasse auf eine Temperatur von 160 °C erhitzt, um vor allem die Feuchtigkeit ohne chemische Veränderungen zu verdampfen.
In der ersten Karbonisierungsstufe steigt die Temperatur auf 160-280 °C, wobei die Hemizellulose thermisch zersetzt wird und CO2, CO und Essigsäure entsteht.
Die umfassende Karbonisierungsphase findet bei Temperaturen zwischen 300-650°C statt, bei denen eine radikalchemische Zersetzung stattfindet, bei der Essigsäure, Karbinol, Holzteer und brennbare Gase wie Methan und Ethylen entstehen.
Besondere Überlegungen zur Biomasseaktivierung
In kleinen Anlagen werden niedrigere Gastemperaturen am Eingang verwendet, um die Effizienz zu verbessern, aber die gesamte Wärmeübertragung ist durch die Wärmekapazität des Gasstroms und seine Geschwindigkeit begrenzt.
Für die Herstellung von Pyrokohlenstoff muss die Ofentemperatur 800-1000°C erreichen, was deutlich höher ist als die typischen Regenerationstemperaturen.
Regenerierung des Katalysators
Der auf dem Katalysator abgelagerte Kohlenstoff wird abgebrannt, indem die Temperatur der Retorte unter 700 °C gesenkt und Luft durch die Retorte geleitet wird.
Dieser Vorgang erfolgt in der Regel alle 3 Wochen und beinhaltet eine teilweise Oxidation des Nickelkatalysators.
Nach dem Abbrand wird der Katalysator durch Durchleiten eines Gemischs mit dem richtigen Luft-Gas-Verhältnis für einige Stunden zu metallischem Nickel reduziert.
Effektivität der Regeneration
Die Wirksamkeit der Aktivkohleregeneration hängt von der Zusammensetzung des Abfallmaterials und den Prozesseinstellungen wie Temperatur, Druck und Gasverweilzeit ab.
Hohe Verbrennungstemperaturen (1000°C oder 1220°C) können die CSB- und TOC-Werte je nach Gasverweilzeit um bis zu 80 % bzw. 99 % senken.
Unterstützende Produkte
In der Regel sind für den Regenerationsprozess keine zusätzlichen Hilfsmittel erforderlich, so dass es sich um eine eigenständige und effiziente Methode zur Wiederherstellung der Adsorptionseigenschaften von Aktivkohle handelt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Regeneration von Aktivkohle ein entscheidender Prozess ist, um die Effizienz von Aktivkohle in verschiedenen industriellen Anwendungen zu erhalten.
Der Temperaturbereich von 200-300 °C ist typisch für diesen Prozess, aber für spezielle Anwendungen wie die Pyrokohlenstoffproduktion oder die Katalysatorregeneration können höhere Temperaturen erforderlich sein.
Das Verständnis dieser Schlüsselpunkte hilft bei der Optimierung des Regenerationsprozesses und gewährleistet die Langlebigkeit und Wirksamkeit der Aktivkohle.
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