Forschungsprojekt
Projektbeschreibung

Projektlaufzeit: 03.2019 - 05.2022

Projektstatus: abgeschlossen

Förderkennzeichen: AiF 20617N

 

Gefördert durch

Das Vorhaben wurde über die AiF im Rahmen des Programms der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Ziele und Methodik

Ziel von Opt-Aktiv-C war die Optimierung der thermischen Reaktivierung von Aktivkohlen, die zur Reinigung von Flüssigkeiten eingesetzt werden. Unternehmen, die thermische Reaktivierung nutzen bzw. "reaktivieren", sollen künftig die Betriebsparameter von Reaktivierungsöfen so einstellen können, dass

  • eine möglichst vollständige Wiederherstellung der Adsorptionseigenschaften der Frischkohlen,
  • ein maßgeschneidertes Reaktivat mit einer definierten Qualität („Up-/Downcycling“),
  • ein möglichst geringer Massenverlust,
  • eine hohe Langzeitstabilität auch bei wiederholten Reaktivierungen erreicht und
  • der Energieeinsatz und die CO2-Emissionen des Reaktivats minimiert wird.

Dabei haben die Forschenden zwei sich ergänzende Arbeitsschwerpunkte bearbeitet:

  1. Weiterentwicklung von Charakterisierungs-Parametern und -Methoden, die quantitative Aussagen über die chemischen Eigenschaften der Aktivkohleoberfläche ermöglichen und eine nachvollziehbare Bewertung der Qualität der Kohlen und somit der Reaktivierungserfolg zulassen
  2. Ermittlung von Einflussparametern wie Aufheiz- und Abkühlrate, Haltedauer der maximalen Temperatur, Gesamt-Reaktivierungsdauer und Zusammensetzung der Gasatmosphäre mathematische Zusammenhänge zwischen Betriebsparametern und anwendungsrelevanten Charakteristika des Reaktivats

Weitere Informationen finden Sie in der Projektbeschreibung, die nachfolgend zum Download bereitsteht.

 

Hintergrund

Aktivkohlen werden künftig knapp und teurer, denn der globale Bedarf steigt. Eine effiziente Alternative zum Einsatz frischer Aktivkohle stellt die thermische Reaktivierung dar. Dabei wird das Material unter definierter Gasatmosphäre erhitzt. Die zuvor adsorbierten Schadstoffe werden so wieder herausgelöst. Prozessbedingungen bei der Reaktivierung wie Temperatur, Verweilzeit im Reaktivierungsofen oder die Gasatmosphäre haben einen entscheidenden Einfluss auf die Eigenschaften der reaktivierten Kohle und damit auf deren weitere Verwendung. Ziel des Projekts Opt-Aktiv-C war es, die thermische Reaktivierung von Aktivkohlen für die Reinigung von Flüssigkeiten zu optimieren.

Ergebnisse

Im Rahmen des Projektes wurden drei Aktivkohlen aus der Abwasserreinigung und vier Aktivkohlen aus der Trinkwasseraufbereitung in jeweils 26 Reaktivierungsversuchen in einem Drehrohrofen im Labormaßstab reaktiviert. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die Aufheizrate und die Aufheizdauer den größten Einfluss auf den Reaktivierungserfolg für die Abwasser- und die Trinkwasserkohlen. Wasserdampf- und CO2-Konzentration im Prozessgas haben nur einen untergeordneten Einfluss auf die Qualität.

Bei den Abwasserkohlen erwiesen sich Aktivierungstemperaturen von 900°C als nahezu ausreichend für eine vollständige Rückgewinnung der strukturellen Eigenschaften. Zur Reaktivierung der Trinkwasserkohlen reichten hingegen bereits etwa 600°C aus. Dadurch konnte der Energieverbrauch bei der Reaktivierung im Vergleich zu den konventionellen Einstellungen deutlich minimiert werden.

Weitere Informationen finden Sie in der Projektbeschreibung, die nachfolgend zum Download bereitsteht.

 

Ansprechpartner
Bei Fragen zum Forschungsprojekt wenden Sie sich bitte an
Barbara Immig
Hauptgeschäftsstelle / Technologie und Innovationsmanagement

Telefon+49 228 91 88-832
Forschung zum Thema Wasseraufbereitung