Хартмут Кинле Эрих Бадер

С развитием промышленного производства активного угля в начале нашего столетия применение этого продукта неуклон­но возрастает. В настоящее время активный уголь использует­ся во многих процессах химической технологии. Кроме того, очистка отходящих газов и сточных вод основана главным об­разом на адсорбции активным углем. Только активный уголь позволяет удовлетворить постоянно возрастающие требования к чистоте нашей питьевой воды. Успешному развитию совре­менной адсорбционной техники в значительной степени способ­ствует постоянное повышение качества этого продукта, обус­ловленное усовершенствованием способов его производства. В ряде процессов промышленное применение активного угля стало возможным только после разработки соответствующих методов реактивации.

Последняя монография на немецком языке, посвященная активному углю, появилась 18 лет назад. Предлагаемая книга заполняет этот пробел, описывая развитие производства, при­менение и реактивацию активных углей за истекший период времени.

Мы благодарны всем фирмам, производящим оборудование и разрабатывающим технологические процессы, которые предо­ставили нам иллюстративный материал для оформления книги. Мы благодарим также доктора Офферманса за совет написать эту книгу. Большую поддержку оказала нам фирма Degussa AG во Франкфурте-на-Майне, предоставив возможность пользовать­ся литературой и оказывая существенную помощь в подготовке графического материала.

Хойзенштамм-Рембрюккен унд Ханау, декабрь 1979. Хартмут фон Кинле, Эрих Бадер.

1. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Адсорбционную способность древесных углей впервые заме­тили в конце 18 века. Так, в 1773 г. химик из Штральзунда, Карл Шееле сообщал об адсорбции газов на древесном угле. Через несколько лет, в 1785 г., Ловиц установил, что древес­ный уголь может обесцвечивать определенные жидкости. Это открытие привело к первому промышленному применению дре­весного угля на английском сахаро-рафинадном заводе в 1794 г. После установления блокады на континенте в 1808 г. один из французских заводов также использовал древесный уголь для осветления сахарных сиропов.

В 1811 г. во время опытов с приготовлением черного са­пожного крема Фигье заметил обесцвечивающую способность костяного угля. Благодаря опубликованию этого открытия кос­тяной уголь нашел впоследствии широкое применение в сахар­ной промышленности. Поскольку костяной уголь можно реак­тивировать прокаливанием, производство на основе древесного угля не получило дальнейшего развития. Тем не менее, в 1850 г. была предпринята попытка приготовить обесцвечиваю­щие угли обработкой древесных опилок карбонатом магния [1] и торфа водяным паром [2], однако эти продукты не вы­держивали конкуренции с костяным углем. Кровяной уголь сильного осветляющего действия, открытый де Бюсси в 1828 г., также не изменил этого положения.

Только появление двух патентов Острейко в 1900—1901 гг, открыло путь современной технологии производства активных углей. Предмет изобретения одного патента составляло нагре­вание растительного материала с хлоридами металлов, а во втором [3] описано активирование древесного угля диоксидом углерода и водяным паром при нагревании до слабо-красного каления.

В 1909 г. на химических заводах в Ратиборе (Силезия) по Патенту Острейко была выпущена первая промышленная пар­тия порошкового угля эпонит. В 1911 г. за ним последовали норит и пурит — торфяные угли, активированные водяным па­ром. Химическое активирование древесных опилок хлоридом цинка [4] впервые осуществили на Австрийском объединении химической и металлургической продукции в Ауссиге (в 1914 г.) и на фабриках красителей Байера (в 1915 г.) для производ­ства карборафина. Эти порошковые угли использовались в ос­новном в качестве осветляющих в химической и сахарной про­мышленности.

Во время первой мировой войны был впервые применен активный уголь из скорлупы кокосового ореха в качестве ад­сорбента в противогазных масках. Благодаря этому опыту и разработке в середине 30-х годов технологии производства гранулированных углей типа суперсорбон и бензосорбон актив­ные угли нашли применение в адсорбции газов и паров. Воз­можность извлечения бензола из светильного газа и другие рекуперационные процессы сыграли решающую роль в расши­рении областей применения активных углей. В настоящее вре­мя мировое производство активного угля составляет примерно 300 тыс. т/год (1977 г.), из которых примерно треть выпускает­ся в Северной Америке и Европе [5].