DE69412010T2

DE69412010T2 - Verfahren zum Strippen von Verunreinigungen aus Abwasser

Info

Publication number: DE69412010T2
Application number: DE69412010T
Authority: DE
Inventors: Byron Beaumont Texas 77708 Vonklock; Irl Lawrence Bakersfield Ca 93309 Zuber
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 1998-12-03
Anticipated expiration: 2014-02-15
Also published as: EP0633051B1; CA2114358A1; CA2114358C; US5368754A; EP0633051A1; DE69412010D1

Description

Die Erfindung betrifft Umweltschutzmaßnahmen. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entfernen und Wiedergewinnen flüchtiger Verunreinigungen aus Abwasser. Insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung van Aktivkohle, um aromatische Kohlenwasserstoffe zu adsorbieren.
Eine Vielzahl von Technologien ist entwickelt und eingesetzt worden, um flüchtige Verunreinigungen, wie etwa Kohlenwasserstoffe, aus dem Abwasser von chemischen Anlagen und Raffinerien zu entfernen, um es für die Abgabe in das Oberflächen- und Grundwasser sicher zu machen. Diese Technologien sind durch die Entdeckung getrieben worden, daß Wasserressourcen in der Nähe von industriellen Gebieten mit flüchtigen organischen Verbindungen verunreinigt worden sind, wie etwa Benzol, Toluol, chlorierten und halogenierten Lösungsmitteln und anderen aus Erdöl gewonnenen Verbindungen.
Ein übliches Verfahren, das in der Erdölindustrie zum Entfernen von flüchtigen organischen Verbindungen verwendet wird, ist das Luftstrippen von Abwasser in einem Füllkörperturm gewesen. Das Abwasser wird in einem vertikal ausgerichteten Turm bei Atmosphärendruck gestrippt. Verunreinigtes Abwasser wird in den unteren Abschnitt des Füllkörperturms gepumpt und fließt in Kaskaden durch ein Flüssig-Gas-Kontaktmedium nach unten, das in der Technik als Füllung bezeichnet wird. In der Alternative kann die Füllung durch eine Reihe von Kontaktböden ersetzt werden. Luft wird mittels eines Gebläses oder Ventilators durch die Füllung nach oben gedrückt, um organische Verbindungen flüchtig zu machen. Das von Verunreinigungen freie Abwasser wird am Boden des Turmes gesammelt und für eine Entsorgung entnommen, die mit jeglicher verbleibenden Verunreinigung konsistent ist. Die mit Verunreinigungen beladene Luft wird aus dem oberen Ende des Turmes in die Atmosphäre abgegeben. In der Alternative wird die Luft vor der Abgabe in die Atmosphäre gesammelt und gereinigt, um den Kohlenwasserstoffgehalt zu verringern.
Eine Reihe von Verfahren zum Abtrennen von Kohlenwasserstoff für den Umweltschutz ist entwickelt worden. U.S. Patent 4,054,429 (N. Ostojic et al.) lehrt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Lösungsmittel aus einem Gas, wie etwa Luft. Mit diesem Verfahren wird mit Lösungsmittel verunreinigte Luft durch einen Ölabsorber geleitet, der das Lösungsmittel absorbiert, wodurch ein sauberes Luf tprodukt erzeugt wird. Die Öl-Lösungsmittel-Mischung wird mit Inertgas gestrippt, um ein lösungsmittelfreies Öl zu erzeugen. Die restliche inerte Gas-Öl- Mischung wird aufgetrennt, indem zunächst das Öl kondensiert und anschließend das Inertgas durch einen Aktivkohlefilter geleitet wird, der letzte Lösungsmittelspuren aus dem Inertgas entfernt. Gereinigtes Inertgas wird zur Rückführung in der Öl-Lösungsmittel-Strippstufe zum Stripper rückgeführt.
U.S.-A-3,876,505 (G. R. Stoneburner) offenbart ein Verfahren zur Herstellung von korniger Aktivkohle aus bituminöser Kohle. Die Aktivkohle wird durch Sieben, Trocknen, Oxidieren und Aktivieren hergestellt.
U.S.-A-4,014,817 (B. C. Johnson et al.) offenbart ein Verfahren zur Herstellung körniger Aktivkohle aus bituminöser Kohle. Die Kohle wird vor der Herstellung mit Säure gewaschen, um das Aktivierungsverfahren zu verlangsamen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung ist ein Verfahren zum Strippen aromatischer Kohlenwasserstoffverbindungen aus einem verunreinigten Abwasser. Das Verfahren umfaßt, daß das verunreinigte Abwasser mit Strippgas in einer Strippzone in Kontakt gebracht wird und das mit aromatischen Verbindungen vermischte Strippgas abgezogen wird. Das Strippgas wird zu einer Rückgewinnungszone geleitet, in der die aromatischen Verbindungen durch Adsorption an Aktivkohle entfernt werden, wodurch ein regeneriertes Strippgas erzeugt wird. Das regenerierte Strippgas wird zur Strippzone rückgeführt. Ein Abwasser mit einem verringerten Gehalt an flüchtigen Verbindungen wird aus der Strippzone abgezogen.
Die Aktivkohle wird aus bituminöser Kohle gewonnen. Sie ist zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß sie eine BET-Oberfläche von wenigstens 1.000 m²/Gramm und ein Porenvolumen von 0,6 bis 0,8 cm³/Gramm besitzt. Das Porenvolumen wird bereitgestellt durch Makroporen mit einem Radius von 200Å bis 10.000Å, Mesoporen mit einem Radius von 50Å bis 200Å und Mikroporen mit einem Radius von weniger als 50Å (1Å = 0,1 nm). Sechzig Prozent bis neunzig Prozent des Porenvolumens werden durch Makroporen und Mesoporen bereitgestellt, und der Rest wird durch Mikroporen bereitgestellt.
Die Makroporen und Mesoporen sind darin wirksam, aromatische Kohlenwasserstoffverbindungen zu adsorbieren. Die geringe Mikroporenverteilung ist für die Desorption von Kohlenwasserstoffverbindungen wirksam. Die Aktivkohle besitzt daher eine hohe Kapazität sowohl für Adsorption als auch für Desorption, definiert als Arbeitskapazität.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUUNGEN

Fig. 1 ist ein schematisches Verfahren und eine schematische Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus Abwasser gemäß der Erfindung.
Fig. 2 ist ein Diagramm von Daten der Henry-Konstante gegen die Temperatur für Benzol.
Fig. 3 ist ein Diagramm von Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichtsdaten für Benzol.
Fig. 4 ist ein Diagramm von Daten der maximalen Benzoldampfkonzentration gegen die Temperatur.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es wird Bezug genommen auf Fig. 1, die repräsentativ für ein Verfahren zum Entfernen von flüchtigen Verunreinigungen aus Abwasser ist. Abwasser ist ein allgemeiner Begriff, der industrielles Wasser beschreibt, das mit irgendeinem aus Erdöl, Kohle oder Schieferöl gewonnenen Material verunreinigt ist. Die Verunreinigungen umfassen Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Molekulargewicht und andere Verbindungen, die in Wasser recht gut löslich sind. Aromatische Kohlenwasserstoffverunreinigungen schließen Benzol, Toluol und Xylol ein. Diese werden in Kombination mit anderen Verunreinigungen angetroffen, wie etwa Ethern, Ketonen, Benzin, Dieselkraftstoff, Leichtölen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen und halogenierten Kohlenwasserstoffen, wie etwa Trichlorethylen, Tetrachlorethylen, Tetrachlorkohlenstoff und den Freonen. Flüchtige anorganische Verbindungen schließen Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Cyanwasserstoff ein. Die Menge der Verunreinigung ist nicht kritisch. Ein Volumenprozent ist eine übliche Menge an Verunreinigung, wobei viel höhere Mengen nicht unüblich sind.
Abwasser, das etwa 100 ppm gelöste aromatische Kohlenwasserstoffe enthält, wird über Leitung 10 Stripperbehälter 20 zugeleitet. Stripperbehälter 20 ist vertikal ausgerichtet und hat eine Höhe von 12,2 bis 6,1 m (20 bis 40 ft.) und einen Durchmesser von 0,6 bis 4,6 m (2 bis 15 ft.), ausgelegt auf eine Abwasserrate durch den Behälter von etwa 6,7 bis 40,3 kg/m².s (5.000 bis 30.000 lb/sq. ft.-h). Der Behälter 20 umfaßt drei Abschnitte: einen oberen Abschnitt 20a, einen mittleren Kontaktabschnitt 20b und einen unteren Abschnitt 20c. Das Abwasser wird über den oberen Teil des oberen Abschnitts 20a verteilt. Ein mit aromatischen Kohlenwasserstoffen verunreinigtes Strippgas wird auch aus dem oberen Abschnitt 20a über Leitung 12 abgezogen. Der über Leitung 12 abgezogene Kohlenwasserstoff ist im wesentlichen der gesamte Kohlenwasserstoff, der im Abwasser enthalten ist, das über Leitung 10 eingeleitet wird. Das Material in Leitung 12 wird zu einem Rückgewinnungssystem 13 geleitet, das ein Aktivkohlebett umfaßt, welches etwa 95% des Kohlenwasserstoffs in einem Absorptionsverfahren entfernt. Ein Strippgas, das weniger als 10 ppm Kohlenwasserstoff enthält, ist ausreichend regeneriert zur Wiederverwendung im Strippbetrieb. Regeneriertes Strippgas wird über Leitung 14 zu Gebläse 25 geleitet.
Gebläse 25 drückt Strippgas in den unteren Abschnitt 20c von Stripperbehälter 20c. Die Verwendung, Regenerierung und Umwälzung von Strippgas wird ohne das Ausspülen von Strippgas in die Atmosphäre durchgeführt. Daher wird kein aromatischer Kohlenwasserstoff in die Atmosphäre abgegeben. Die Strippgaszusammensetzung schließt alle für diese Zwecke verwendeten chemisch inerten Gase ein, z.B. Luft, Stickstoff, Kohlendioxid, Methan, Ethan, Ethylen, Propan, Propylen, Hehum, Wasserstoff, Neon, Argon und Mischungen derselben. Stickstoff ist bevorzugt, weil es das Wachstum aerober Bakterien unterdrückt. Gebläse 25 gibt Gas mit einer Rate von etwa dem 10- bis 100-fachen der volumetrischen Durchflußrate des Abwassers ab. Das Strippgas und Abwasser werden im Gegenstrom im mittleren Kontaktbereich 20b bei Temperaturen im Bereich von 4,4ºC bis 66ºC (40ºF bis 150ºF) und Drücken von 0,99 bis 2,03 bar (0,98 bis 2 Atmosphären) in Kontakt gebracht. Um die Oberfläche für den Kontakt zu erhöhen, wird Abschnitt 20b mit Tumfüllkörpermaterial gefüllt. Die Füllung besteht aus unregelmäßig geformtem Material, das Durchlässe für Gas und Flüssigkeit bereitstellt, damit diese im Gegenstrom durch die gesamte Länge des mittleren Kontaktbereichs strömen können. Die Oberfläche der Füllung liefert auch Fläche für Dünnfilmkontakt von Flüssigkeit und Gas und den Übergang von flüchtigem Kohlenwasserstoff aus dem Abwasser in das Strippgas.
In der Alternative kann der Kontaktbereich 20b Böden umfassen, die für den Kontakt von Flüssigkeiten und Gasen konstruiert sind, wie etwa Glockenböden oder Klappenböden.
Der Übergang von aromatischen Kohlenwasserstoffverbindungen aus einer Wasserphase zu einer Gasphase wird mathematisch beschrieben durch das Henry'sche Gesetz. Für den Kontakt von flüssigem Was-ser und Gasen gibt das Henry'sche Gesetz an, daß bei niedrigen Konzentrationen der Partialdampfdruck einer flüchtigen Kohlen-wasserstoffverbindung gleich der Konzentration der Verbindung in der Wasserphase ist, multipliziert mit einer Henry-Konstante. Dies wird ausgedrückt durch die Gleichung:
Y = (H/Pt)X
wobei:
Y = Konzentration der Kohlenwasserstoffverbindung in der Dampfphase,
X = Konzentration der Kohlenwasserstoffverbindung in der flüssigen Phase.
H = Henry-Konstante, atm.
Pt= Gesamtdruck, atm.
Fig. 2 ist ein Diagramm der Henry-Konstante gegen die Temperatur für die aromatische Verbindung Benzol. Bei 38ºC (100ºF) beträgt die Henry-Konstante für Benzol 450 atm. Dieser Wert wird verwendet, um Flüssigkeits-Dampf-Gleichgewichtskonzentrationen im Stripperbehälter zu berechnen. Die Ergebnisse dieser Berechnungen sind in Fig. 3 für Benzol bei 1 atm Gesamtdruck bei 38ºC (100ºF) aufgetragen.
Fig. 3 wird verwendet, um den Betriebsbereich für den Stripper zu bestimmen. Wenn es zum Beispiel erwünscht ist, einen Abwasserstrom mit weniger als 500 ppbw Benzol zu erzeugen, ist es erforderlich, daß das Strippgas, das den Stripper verläßt, eine Konzentration von wenigstens 50 ppmv bei 38ºC (100ºF) besitzt. Mit demselben Verfahren wurde die begrenzende (maximale) Konzentration von Benzol im Strippgas, um eine Benzolkonzentration von 500 ppbw in Abwasser bei einer Reihe von Temperaturen von 10ºC bis 90ºC (50ºF bis 195ºF) zu erreichen, berechnet. Die Ergebnisse sind in Fig. 4 aufgetragen. Aus Fig. 4 kann man sehen, daß bei 49ºC (120ºF) ein 75 ppmw Benzol im Strippergas ein 500 ppmv Abwasser liefert.
Perry's Chemical Engineers' Handbook 4th Ed., S. 14-3 bis 14-11 listet Henry-Konstanten für übliche industrielle Systeme auf und bezieht sich auf Seidell, Landolt-Boernstein, International Critical Tables, Vol 3, S. 371-381, für Löslichkeiten von Gasen in wäßrigen Lösungen.
Die Konstruktion von Füllkörperkolonnen und Bodenkolonnen für das Gasstrippen von Verunreinigungen aus Abwasser ist gut quantifiziert worden und Konstruktionstechniken sind in Literaturstellen, wie etwa dem oben zitierten Perry's, S. 18-3 bis 18-51 veröffentlicht.
Rückgewinnungssystem 13 enthält ein Bett aus Aktivkohle. Das Bett aus Aktivkohle wird unter Verwendung von Absorptionsfaktoren für die identifizierten flüchtigen Verbindungen, die im Strippgas enthalten sind, dimensioniert. Auf der Grundlage dieser Absorptionsfaktoren wird eine Menge an Aktivkohle verwendet, um eine geeignete Durchlauflänge zu ergeben. In der Praxis werden zwei Betten aus Aktivkohle bereitgestellt. Während ein Bett in Betrieb ist, wird das andere Bett regeneriert. Thermische Wechselregenerierung besteht aus dem Durchleiten von heißem Regenerationsgas durch das Bett bei einer Temperatur und für eine ausreichende Zeit, auf der Basis von Erfahrungen für die Desorption von Verunreinigungen. Dampf ist das bevorzugte Regenerationsgas. Dampf kann durch das Bett bei einer Temperatur von 100ºC bis 149ºC (212ºF bis 300ºF) für 2 bis 6 Stunden hindurchgeleitet werden, um die Aktivkohle zu regenerieren. Die Dampfmenge beträgt 1 lb. Dampf/lb. Aktivkohle oder weniger.
Weitere heiße Regenerationsgase sind Stickstoff, Luft, Wasserstoff, Hehum, Argon und Kohlendioxid. Das Spülgas aus der Regenerierung des Aktivkohlebetts wird zur Vorlauffraktionierung zum Abfangen und zur Rückführung geleitet, abgestimmt auf ihre Verwendung und ihren Wert. Wenn die Regeneration abgeschlossen ist, wird das Aktivkohlebett wieder in Betrieb genommen und das andere Bett für die Regeneration abgeschaltet. Auf diese Weise ist immer frisches Adsorptionsmittel zum Dekontaminieren von Abgas verfügbar.
Wir haben festgestellt, daß das Verfahren der Erfindung eine richtige Auswahl von Kohle-Ausgangsmaterial zur Herstellung der Aktivkohle erforderlich macht. Das Verfahren erfordert eine bituminöse Kohle, wie definiert in Classification of Coals by Rank, American Standards Association, ASTM D-388-64T (1964). Bituminöse Kohle liefert die für das Verfahren der Erfindung erforderliche Porenstruktur. Subbituminöse Kohle, Lignit oder Holz liefern eine Porenstruktur, die nicht für die Entfernung von aromatischen Kohlenwasserstoffen aus der Dampfphase geeignet ist.
Das Ausgangsmaterial aus bituminöser Kohle sollte ein abgebautes, natürlich vorkommendes Produkt sein, das nicht in solcher Weise behandelt oder verarbeitet worden ist, daß seine inhärenten Eigenschaften verändert worden sind. Im Herstellungs- und Aktivierungsverfahren verliert Kohle 60 bis 70 Gew.-% ihres Kohlenstoffgehalts, obgleich sie nichts von ihrem Mineralgehalt verliert. Mineralien, die in Kohle anzutreffen sind, werden im allgemeinen als anorganische Materialien definiert, die in vollständig oxidierter Kohle als Asche analysiert werden. Mineralien schließen Silikate, Aluminate, Aluminosilikate, Calcium, Magnesium, Natrium, Kalium und Eisen ein, die zusammen 95 Gew.-% der Asche umfassen. Eine relativ schlechte Qualität von bituminöser Kohle umfaßt 4 bis 5 Gew.-% oder mehr mineralisches Material. Eine gute bituminöse Kohle umfaßt 3 bis 4 Gew.-% mineralisches Material und liefert 8 bis 12 Gew.-% Aktivkohle. Die besten bituminösen Kohlen umfassen 2 Gew.-% oder weniger mineralisches Material und liefern die größte Menge an Aktivkohle.
Die bituminöse Kohle wird zunächst zerkleinert und fakultativ mit Säure gewaschen, gemäß U.S.-A-4,014,817, und anschließend auf eine Pulvergröße im Bereich von U.S.-Sieb No. 2 bis U.S.- Sieb No. 40, vorzugsweise U.S.-Sieb No. 4 bis U.S.-Sieb No. 8 getrennt. Das Kohlepulver wird mit Wasser und 5 bis 25 Gew.-% eines kohlenstoffhaltigen Bindemittels, wie etwa Stärke oder Kohleteerpech, aufgeschlämmt, um eine Paste herzustellen. Polymere Bindemittel schließen Polymere und Copolymere von Acrylestern, Methacrylestern, Acrylamiden und Methacrylamiden oder mit zum Beispiel Hexamethylentetramin modifizierte Lignine ein. Für die Paste ist es erforderlich, daß sie durch einen Extruder hindurchgeht, um Pellets mit einem Radius von 2 mm bis 6 mm und einem Längen/Durchmesser-Verhältnis von etwa 2 bis 4 herzustellen.
Die Pellets werden zunächst durch Backen in Luft bei einer Temperatur von 240ºF (115ºC) bis 750ºF (400ºF) für einen Zeitraum von 120 bis 360 Minuten oberflächenoxidiert. Es ist wünschenswert, die Pellets in die Backzone bei einer Temperatur von etwa 212ºF (100ºC) einzubringen und die Temperatur allmählich über einen Zeitraum von 45 bis 60 Minuten auf die endgültige Backtemperatur anzuheben. Solch ein allmählicher Anstieg der Temperatur bewirkt, daß die Oberfläche der Pellets Feuchtigkeit verliert und ohne die Bildung von Koks oxidiert, was unerwünscht wäre. Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft wird mittels eines Gebläses in die Backzone gedrückt. Die Pellets quellen während des Backens in einem geringen Umfang, bis die äußere Oberfläche getrocknet und oxidiert ist. Nach der Oxidation ist die Pelletgröße fixiert und wird sich während des restlichen Aktivierungsverfahrens nicht verändern.
Die Pellets werden als nächstes in inerter Atmosphäre bei einer Temperatur von 800ºF (426ºC) bis 1.200ºF (649ºC) verkohlt. Die Pellets werden in einem geschlossenen Muffelofen unter Stickstoffatmosphäre für 5 bis 20 Minuten auf eine Temperatur von etwa 538ºC (1.000ºF) gebracht, um das gesamte Wasser, den gesamten Sauerstoff und das gesamte flüchtige Material auszutreiben, um eine künstliche Kohle zu erzeugen. Die resultierende künstliche Kohle hat eine relativ kleine Oberfläche und keine Porösität.
Die künstliche Kohle wird aktiviert, um ein Porenvolumen von 0,6 bis 0,8 cm³/Gramm zu schaffen. Im Aktivierungsverfahren wird die künstliche Kohle einer kontrollierten Sauerstoffaktivierungsatmosphäre ausgesetzt, wie etwa Dampf, Kohlendioxid, Luft oder Mischungen derselben, bei einer Temperatur von 816ºC bis 1.093ºC (1.500ºF bis 2.000ºF) für einen ausreichenden Zeitraum, um das gewünschte Porenvolumen zu liefern, für 30 Minuten bis 10 Stunden. Chemische Mittel, wie etwa Zinkchlorid, Phosphorsäure, Schwefelsäure und andere, können ebenfalls für die Aktivierung verwendet werden. Die Atmosphärenzusammensetzung und -temperatur wird so eingestellt, daß sie die gewünschte Porengrößenverteilung liefert.
Insbesondere kleine Mikroporen mit einem Radius von weniger als 50Å sollten minimiert werden. Es ist festgestellt worden, daß 60 % bis 90 % des Porenvolumens zwischen Mesoporen mit 50Å bis 200Å und Makroporen mit 200Å bis 10.000Å und mehr (1Å = 0,1 nm) verteilt werden können.
Ein Porenvolumen von 0,6 bis 0,8 cm³/Gramm mit einem beträchtlichen Anteil des Porenvolumens im Bereich der Meso- und Makroporen wird erreicht. Das Vorhandensein eines signifikanten Anteils des Porenvolumens in diesem Bereich liefert eine Porenstruktur, welche die Adsorption von relativ großen Kohlenwasserstoffmolekülen, wie etwa aromatischen Kohlenwasserstoffen, ermöglicht. Ein relativ kleiner Anteil des Porenvolumens wird von Mikroporen eingenommen, die für die Adsorption von aromatischen Kohlenwasserstoffen nicht brauchbar sind.
Die Arbeitskapazität einer Aktivkohle ist die Gesamtkapazität, abzüglich der Retentivität. Die Gesamtkapazität ist eine Funktion der Gesamtoberfläche, typischerweise 30 % bis 35 % der Oberfläche. Diese Oberfläche liegt fast vollständig in den Poren. Die Retentivität ist die Oberfläche, ausgedrückt als ein Prozentanteil, von der Kohlenwasserstoff nicht desorbiert werden kann, typischerweise 28 % bis 33 %. Mikroporen tragen einen beträchtlichen Anteil zur Retentivität in Aktivkohle in einem Adsorptionsprozeß für aromatische Verbindungen bei. Die niedrige Mikroporösität der Aktivkohle liefert eine große Arbeitskapazität für die Aktivkohle.
Diese Erfindung wird mit Hilfe des Beispiels dargestellt.

BEISPIEL 1A

Aktivkohle wurde mit dem Verfahren aus bituminöser Kohle hergestellt und hatte die folgenden Eigenschaften:
Größe 4 mm Pellet
Tetrachlorkohlenstoffzahl 65 %
Rententivität 28 %
BET-Oberfläche 1100 Minimum
Porenvolumen 0,7 cm³/Gramm
Hohlraumfraktion 40 %
Feuchtigkeit 1 % oder weniger
Härte Nr. 95 Minimum
Scheinbare Dichte 0,4 g/cm³
(27 lb/ft³)
Iodzahl 1000
Asche 12-15 Gew.-%
Makroporen 30-50% des Porenvolumens
Mesoporen 30-40% des Porenvolumens

BEISPIEL 1B

Das System in Fig. 1 wurde mit einem digitalen Computer durch die Anwendung des Henry'schen Gesetzes simuliert. In der Simulation wurde Benzol aus 1,5 m³ (400 Gallonen) pro Minute Abwasser bei einer Konzentration von 5,0 mg/l (Milligramm/Liter) bis 0,2 mg/l bei einer Stripper-Temperatur von 26,7ºC (80ºF) luftgestrippt.
Die Henry-Konstante für Benzol bei 26,7ºC (80ºF) beträgt 76,5 Pa (0,00111 psia) Benzol/Teile pro Million Benzol in Wasser, gewichtsbezogen (wppm).
Ein Stripper mit vier theoretischen Böden wurde berechnet, um 0,0061 mg/l Benzol in Abwasser bei einem Luft: Wasser-Volumenverhältnis von 20:1 zu liefern. Das Abgas enthielt 78,6 ppm Benzol, volumenbezogen, 7,9 Pa (0,00115 psia Benzol)
Das Abgas wurde durch Kondensation von 100 % relativer Feuchte auf 50 % relative Feuchte bei 43ºC (110ºF) korrigiert und über ein 1.350 kg (3.000 lb.) schweres Bett der Aktivkohle von Beispiel 1A mit einer 95 %igen Effizienz der Entfernung geleitet. Das Abgas, das zum Stripper rückgeführt wird, enthielt 3,9 ppm Benzol, volumenbezogen. TABELLE DER TESTVERFAHREN
Obgleich besondere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, wird man verstehen, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.

Claims

1. Ein Verfahren zur Rückgewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffverbindungen aus Abwasser, welches die Schritte umfaßt:

Leiten eines Strippgases durch eine Strippzone mittels einer Gasumwälzeinrichtung;

In-Kontakt-Bringen besagten verunreinigten Abwassers in Gegenstrom zu besagtem Strippgas in besagter Strippzone;

Abziehen von Strippgas, das mit aromatischen Kohlenwasserstoffverbindungen vermischt ist, aus besagter Strippzone;

Leiten besagten Strippgases und besagter aromatischen Kohlenwasserstoffverbindungen zu einer Rückgewinnungszone, in der aromatische Kohlenwasserstoffverbindungen durch Adsorption an Aktivkohle entfernt werden, um regeneriertes Strippgas zu erzeugen;

Leiten besagten regenerierten Strippgases zu besagter Gasumwälzeinrichtung, wodurch besagtes Strippgas zu besagter Strippzone rückgeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivkohle:

(a) aus bituminöser Kohle gewonnen ist,

(b) eine BET-Oberfläche von wenigstens 1000 m²/Gramm besitzt und

(c) ein Porenvolumen von 0,6 bis 0,8 cm³/Gramm besitzt, das bereitgestellt wird von

Makroporen mit einem Radius von 20 nm bis 1000 nm (200Å bis 10.000Å)

Mesoporen mit einem Radius von 5 nm bis 20 nm (50Å bis 200Å) und

Mikroporen mit einem Radius von weniger als 5 nm (50Å),

wobei 60 bis 90% des Porenvolumens von Makroporen und Mesoporen bereitgestellt werden und der Rest von Mikroporen bereitgestellt wird.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aktivkohle 30% bis 50% des Porenvolumens von Makroporen bereitgestellt werden und 30% bis 40% des Porenvolumens von Mesoporen bereitgestellt werden.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aktivkohle die BET-Oberfläche wenigstens 1100 m²/Gramm beträgt.

4. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aktivkohle das Porenvolumen 0,65 bis 0,75 cm³/Gramm beträgt.

5. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bituminöse Kohle 4 Gew.-% oder weniger Mineralien umfaßt.

6. Ein Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bituminöse Kohle 3 Gew.-% oder weniger Mineralien umfaßt.