AKTIV­KOHLE – HERGE­STELLT NACH EU-UMWELT­STAN­DARDS

Mit der präzis steu­er­baren und sauberen PYREG-Karbo­ni­sie­rungs-Tech­no­logie lassen sich in indus­tri­ellem Maßstab Aktiv­kohlen mit einer Ober­fläche von bis zu 1000 m2/g herstellen. Die hoch­wer­tige Spezi­al­kohle wird dabei in einem ener­gie­ef­fi­zi­enten, einstu­figen und umwelt­freund­li­chen Herstel­lungs­pro­zess gewonnen. Eine scho­nende Dampf­ak­ti­vie­rung sorgt für eine möglichst große Ober­fläche, der voll­au­to­ma­ti­sche Betrieb für höchste Effek­ti­vität. Je nachdem, welche Anfor­de­rungen an die Aktiv­kohle gestellt werden, können zudem regional nach­wach­sende Rohstoffe wie Nuss­schalen oder Hart­holz zur Herstel­lung verwendet werden.

MEHR ÜBER AKTIV­KOHLE ERFAHREN

WIRKUNG
Gerade in der Wasser­auf­be­rei­tung spielt das feine, schwarze Pulver eine extrem wich­tige Rolle. Aktiv­kohle ist sehr porös. Wie ein Schwamm besitzt sie unzäh­lige Poren, die nur wenige Nano­meter groß sind. Poren werden in Mikro-, Meso- und Makro­poren einge­teilt und sind zusammen für eine riesige Ober­fläche verant­wort­lich, an der flüs­sige oder gasför­mige Stoff anheften können. Die innere Ober­fläche von 2 Gramm Aktiv­kohle entspricht unge­fähr der Fläche eines Fußball­feldes (Quelle: CHEMIE.DE/lexikon/aktivkohle). Bei beson­ders hoch­wer­tiger Aktiv­kohle kann diese innere Ober­fläche bis zu 2000 Quadrat­meter pro Gramm groß sein.

Durch­strömt eine Flüs­sig­keit oder ein Gas die Aktiv­kohle, werden (vor allem unpo­lare) Schad­stoff-Mole­küle an ihrer Ober­fläche gebunden. Der Prozess der Anhef­tung (Adsorp­tion) geschieht entweder auf physi­ka­li­schem oder chemi­schem Weg. Bei physi­ka­li­schen Anhaf­tungen eines Stoffes erfolgt die Anla­ge­rung aufgrund mole­ku­larer Ober­flä­chen­kräfte (van-der-Waals-Kräften). Bei chemi­schen Anla­ge­rungen gehen der Schad­stoff und die Pflan­zen­kohle eine chemi­sche Reak­tion an der Ober­fläche ein, diese Bindung ist in der Regel stärker (Quelle: QUICKER/WEBER, Biokohle, 2016). Bei indus­tri­ellen Adsor­ben­tien ist neben der Ober­fläche und dem Poren­vo­lumen auch die Dichte und Wärme­leit­fä­hig­keit der Aktiv­kohlen entschei­dend (Quelle: QUICKER/WEBER, Biokohle, 2016). Um eine Poren­struktur mit einer großen Ober­fläche zu errei­chen, wird eine soge­nannte Akti­vie­rung vorge­nommen, die zu einer Erwei­te­rung und Vergrö­ße­rung der Poren­struktur und damit auch der inneren Ober­fläche führt.

BEDARF
Welt­weit besteht ein Bedarf von rund 2 Mio Tonnen Aktiv­kohle pro Jahr. Ein Viertel der welt­weit produ­zierten und vertrie­benen Aktiv­kohle wird in der Wasser- und Abwas­ser­be­hand­lung einge­setzt (Quelle: ELEMENTE 2/2016). Tendenz stei­gend. Die fein­kör­nige Kohle kommt als Adsorp­ti­ons­mittel (Anhaf­tung eines flüs­sigen oder gasför­migen Stoffes an der Ober­fläche eines Fest­stoffes) außerdem in der Chemie, Medizin sowie Lüftungs- und Klima­technik zum Einsatz. Aktiv­kohle wird zum größten Teil im außer­eu­ro­päi­schen Ausland aus Stein- oder Braun­kohle oder Kokos­fa­sern herge­stellt. Die Aktiv­kohle-Importe nach Deutsch­land steigen seit Jahren. Wurden 2006 noch unge­fähr 30.000 Tonnen Aktiv­kohle nach Deutsch­land gebracht, waren es 2017 schon mehr als 70.000 Tonnen (Quelle: DIE ZEIT, Wie aktiv kann Kohle sein, 2018; ESSER-SCHMIT­MANN/ SCHMITZ, Verglei­chende Ökobi­lanzen für Adsor­ben­tien zur Abgas­rei­ni­gung).
AKTI­VIE­RUNG
Die Akti­vie­rung der Aktiv­kohlen aus biogenen Stoffen kann auf zwei Arten erfolgen: Bei der physi­ka­li­schen Akti­vie­rung wird die Biomasse erst karbo­ni­siert und anschlie­ßend durch die Zugabe von Dampf oder Kohlen­di­oxid akti­viert. Bei der chemi­schen Akti­vie­rung wird die Biomasse mit einer chemi­schen Substanz (z.B. NaOH, H3PO4 oder KOH) behan­delt und anschlie­ßend karbo­ni­siert (Quelle: QUICKER/WEBER, Biokohle, 2016). Die chemi­sche Akti­vie­rung ist ein einstu­figer Prozess und vergli­chen mit der physi­ka­li­schen Akti­vie­rung findet dieser meist bei nied­ri­geren Pyro­ly­se­tem­pe­ra­turen statt.
UMWELT­PRO­BLEME
In allen Herstel­lungs­ver­fahren wird der Rohstoff (Braun­kohle, Stein­kohle, Anthrazit, Torf, Holz, Oliven­kerne oder Nuss­schalen) durch Ener­gie­zu­fuhr getrocknet, verkohlt und akti­viert. Ein äußert energie- und ressour­cen­in­ten­siver Prozess (Quelle: ESSER-SCHMIT­MANN/ SCHMITZ, Verglei­chende Ökobi­lanzen für Adsor­ben­tien zur Abgas­rei­ni­gung). Aufgrund des Kosten­drucks und hoher Umwelt­stan­dards gibt es kaum noch Aktiv­koh­le­her­steller in Europa (Quelle: ESSER-SCHMIT­MANN/ SCHMITZ, Verglei­chende Ökobi­lanzen für Adsor­ben­tien zur Abgas­rei­ni­gung). Damit entstehen die Umwelt­be­las­tungen durch Emis­sion von u.a. Kohlen­mon­oxid, flüch­tigen Kohlen­was­ser­stoff­ver­bin­dungen und Rußpar­ti­keln über­wie­gend in Ländern, in denen euro­päi­sche Umwelt­stan­dards nicht greifen (USA, Austra­lien, China, Phil­ip­pinen, Sri Lanka; Quelle: ITHAKA JOURNAL, Aktiv­kohlen – eine saubere Sache, 2018).
MARKT­WERT
Die Fähig­keit der Aktiv­kohle als Wasser- und Parti­kel­filter hat ihren Preis. Je nach Markt­lage kostet eine Tonne Aktiv­kohle zwischen 1.500 bis 2.000 Euro (Quelle: GELSEN­WASSER, Gewäs­ser­schutz & Koope­ra­tionen 2018). Auch hier ist die Tendenz aufgrund der stei­genden Nach­frage (z.B. durch die Einfüh­rung der 4. Reini­gungs­stufe auf Klär­an­lagen) stei­gend.