Aktivkohle – Herstellung und Produktformen

Das beginnend Materialien für die Herstellung von aktivierten Kohlenstoff sind: kohlenstoffhaltige Rohstoffe wie Holz, Torf, Braunkohle, Steinkohle, Fruchtkerne wie Olivenkerne, Kokosnussschales usw. Die Aktivierung dieser Materialien kann mit zwei verschiedenen Methoden erfolgen.

Bei der Gasaktivierung wird bereits karbonisiertes Material verwendet und der oxidierenden Wirkung eines Gasstroms, wie beispielsweise Wasserdampf, Kohlendioxid, Luft oder Gemischen davon, ausgesetzt. Die Aktivierungstemperatur liegt bei etwa 700–1000°C, bei der der Kohlenstoff nach der Wassergasreaktion teilweise verbrannt ist, wodurch ein poröses, hochaktives Kohlenstoffgerüst entsteht.

Bei der chemischen Aktivierung wird üblicherweise zunächst unverkohltes, kohlenstoffhaltiges Material mit dehydratisierenden und oxidierenden Chemikalien vermischt. Das resultierende Gemisch wird anschließend auf 400–800 °C erhitzt. Die Aktivierungsmittel – darunter beispielsweise Zinkchlorid, Phosphorsäure und Schwefelsäure – werden anschließend ausgewaschen und zurückgewonnen.

Die Aktivierung selbst erfolgt in Drehrohröfen, mehrstufigen Öfen, Schachtöfen, Wirbelschichtöfen oder Wirbelschichtreaktoren.

Die gängigen Produktformen für Aktivkohle sind:

geformt (meist in Form von zylindrischen Pellets),

zerbrochene (Granulate oder zerkleinerte Aktivkohle),

in definierten Partikelgrößen pulverisiert.

Zu den speziellen Herstellungsverfahren gehören:

kugelförmige Aktivkohle,

Aktivkohlefasern oder Fasermatten,

sogenannte „Wabenstrukturen“.

Die Herstellungs- und Aktivierungsverfahren sowie das verwendete Rohmaterial beeinflussen die Eigenschaften der Aktivkohle hinsichtlich ihrer Adsorptionskapazität im Einsatz maßgeblich. Insbesondere die Größe der inneren Oberfläche und die Porenstruktur hängen stark vom Aktivierungsprozess ab.