JPH01122913A - 活性炭の製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分！ｌＩＦ】

本発明は、炭素質固体原料を水蒸気により賦活して活性
炭を製造する方法及びその装置に関するものである。

【従来技術とその問題点】

炭素質固体原Ｔ゛１を水蒸気で賦活して活性炭を製造す
る方法として、従来、高温加熱媒体としての燃焼ガスを
水蒸気と混合し、この高温混合ガスを炭素質問（４：原
料にｉｉ接接触させて加熱し、がっ、炭素質固体原料と
水蒸気による水性ガス化反応により活性炭を製造する直
接加熱方式が一般的に実用化されており、ロータリーキ
ルン方式、多段炉方式あるいは流動床方式が用いられて
いる。 これらの方法は、いずれも、燃焼ガス中にＮまれる酸素
によって炭素質固体原料が酸ｆヒされるから、得られる
活性炭の品質が低下したり、収量歩留りが低下するなど
の欠点があり、又、水性ガス化反応において水蒸気が燃
夕３″ｔガスで箱釈されて水蒸気分圧が低くなるので反
応速度が小さく、反応時間を長時間必要とし１、一般に
反応時間はロータリーキルン方式〉多段炉方式〉流動床
方式の順である。 さらに、高温の燃焼ガスは外部から供給される燃料の燃
焼によって調製されている為、活性炭製造コスト中に占
める燃料費のウェイトが大きく、かつ、活性炭ｖＪ造装
置建設費も高いからその償却費も高く、活性炭ｗＩＪ造
原価は高額なものとなっている。 これらの欠点を積極的に改善し１品質の良い活性炭を歩
留り良＜　ｗＩＪ３ｆｉ　Ｌ　、比較的簡単な装置で高
い生産性をもち、熱効率が良く、かつ、燃料消費量の少
ない活性炭の製造方法及び装置が特許第１０２８１０５
号として提案されている。 この提案の技術を多少３Ｔシく述べると、流動活性化室
の上部に連なる燃焼輻射室内で流動床からの揮発ガス及
び水性ガスを燃焼させ、この燃焼ガスの輻射熱によって
流動床を加熱させることによって、炭素質固体原料と流
動媒体である過熱水蒸気の水性ガス化反応を促進させ、
高品質の活性炭を歩留り良く、かつ、熟効率良く、そし
て活性炭製造装置の運転が定常状態に辻した後は外部か
ら燃料を供給することなしｉこ活性炭を製造することが
でき、比較的簡単な装置で、反応速度の大きい、生産性
が高く、経済性の良い活性炭の製造技術が提供されたの
である。 しかしながら、本発明ｎの研究によれば、炭素質固体原
料と過熱水蒸気の水性ガス化反応は吸熱反応であり、そ
の必要熱醗は燃焼輻射室の燃焼ガスの輻射熱による流動
床」二部への加熱によってまかなわれるので、流動床上
部が流動床下部にくらべて高温となり、流動床の」二下
方向に大きな温度分布をもつことになって、炭素質固体
原料の粒子の大きさに対して活性炭の品質が異なり、品
質のむらが生じる欠点を有し、流動床高は高くとれない
欠点を有していることが判明した。 又、受熱面の流動床上部が高温となれば必然的に燃焼輻
射室内 であり、燃焼輻射室はより高温の耐熱性を必要とされ、
実操業においては耐火物が熔融して、損傷するトラブル
が発生ずる恐れのあることも判ってきた。 さらに、燃焼ガスが著しく高温となるため、燃焼ガス排
出口と連絡している水蒸気過熱器の耐熱性にも問題を生
じ、熱的損傷のトラブル発生が多いことも判ってきた。

【発明の開示１ 本発明の目的は、水蒸気分圧の高い状態で流動床を用い
て炭素質固体原料を水蒸気賦活する活性炭製造において
、流動床の加熱を、燃焼輻射領域からの輻射熱と流動床
内の加熱管の伝熱によって加熱し、流動床内温度分布を
均一ならしめることによって、極めて均一で高品質の活
性炭を歩留り良く得ることができる方法及び装置を提供
することにある。 本発明の他の目的は、流動床への加熱源を複数源とする
ことによって、燃９ｆ１輻射室の燃焼ガス温度を下げ、
極所的高温を発生させることなく、活性炭製造装置の熱
的損傷によるトラブルを防止することにある。 本発明のさらに他の目的は、比較的簡単な装置で高い生
産性をもち、熱効率が良く、かつ、燃料消費量の極めて
少ない活性炭の製造方法を提供することにある。 尚、ここで炭素質固体原料というのは、水蒸気による賦
活によって活性炭に転化することのできる固体原料であ
って、この炭素質固体原料としては、例えば石炭、亜炭
、褐炭、泥炭、ピッチ、椰子ガラ、モミガラ、落花性ガ
ラ、バームシェル、木屑、鋸Ｍ等が挙げられる。 上記の目的は、次述の技術によって達成される。 すなわち、本発明は、流動活性化領域において炭素質固
体原料を過熱水蒸気の気流により流動させて流動床を形
成し、この流動床の加熱によって炭素質固体原料から揮
発ガスを発生させると共に、炭素質固体原料と過熱水蒸
気との水性ガス化反応で水性ガスを発生させることによ
り活性炭を製造する方法において、前記流動活性化領域
の上方に拡がっている燃焼輻射領域中に前記揮発ガス及
び水性ガスといった炭素質固体原料からの生成ガスを流
入させると共に酸素又は酸素含有ガスを送入して燃焼し
、これによって発生した燃焼ガスの輻射熱によって流動
床を加熱させ、さらに流動床内に設けた管に燃焼ガスを
導き、管壁を介しての伝熱により流動床を加熱する活性
炭の製造方法を提供するものである。 そして、燃焼輻射領域中における揮発ガス及び水性ガス
といった炭素質固体原料からの生成ガスの燃焼において
、酸素又は酸素倉吉ガスの量の調節によってこの生成ガ
スの燃焼量を調節し、燃焼輻射領域の温度を変えること
により燃焼ガスの輻射熱による流動床への加熱皿を調節
したり、又、流動床を形成する為の内部空間を有する流
動活性化室の一方の壁内の管と通じる２次燃焼室に燃焼
ガスを導入し、燃焼ガス中の可燃性ガスを酸素又は酸素
含有ガスを送入して燃焼し、管に導入する燃焼ガスの温
度を調節することにより、管の伝熱による流動床への加
熱量を調節したり、又、例えば流動活性化領域、Ｅ端附
近より揮発ガス及び水性ガスといった炭素質固体原料か
への生成ガスの一部を燃焼輻射領域を経由ぜずに直接２
次燃焼室に導入すると共に、酸素又は酸素含有ガスを送
入して燃焼し、燃焼輻射領域からの燃焼ガスと合流して
管に導入する燃焼ガスの温度を調節することにより、管
の伝熱による流動床への加熱量を調節したりすることが
望ましく、又、流動床は約８００〜１１００℃の温度に
加熱されることが、又、燃焼ガスは約１３００〜１５５
０℃の温度を有することが、又、管導入の燃焼ガスは約
１３００〜１６５０℃の温度を有することが、又、過熱
水蒸気は約５００〜９００℃の温度を有することが、又
、過熱水蒸気は流動活性化領域中に約１．３〜２゜５に
ｇ／にビ炭素質固木原料の割合で供給されることが、又
、燃焼輻射ｆｆ［Ｊ！ＩＩ中に送入される酸素又は酸素
含有ガスは酸素盟約０．４〜１．５８ｍ’／Ｋ［ｒ炭素
質固体原料の２．１１合であることが、又、２次燃焼室
に送入されるｉｌＩ！２素又は酸素含有ガスは酸素盟約
０．１〜０．８８＋ｌ’／にビ炭素質固体原料の割合で
あることが、又、燃焼輻射領域中および２次燃焼室に送
入される酸素又は酸素含有ガスは約３００〜８００℃に
予熱されていることが、又、過熱水蒸気は管から排出さ
れた燃焼排ガスにより水蒸気を加熱することによって：
Ａ製されることが、又、予熱されるＩｌ！＊素又は１Ｉ
ｆ２″Ｊ：含有ガスは管から排出された燃焼排ガスによ
り加熱して：ＩＩＭｍされることが、又、炭素質固体原
料からの生成ガスの燃焼に加えて別の補助燃料を前記燃
焼輻射領域内で燃焼することが、又、炭素質固体原料か
らの生成ガスの燃焼に加えて別の補助燃料を２次燃ｔｎ
室で燃焼することが望ましい。 そして、このような方法は、流動床を形成する為の内部
空間を有する例えば平断面が長方形又は楕円形の流動活
性化室と、例えば短辺側の一方に炭素質固体原料供給口
を有し、短辺側の他方に活性炭回収口を有し、底部に過
熱水蒸気噴出口が形成され、その」一方に過熱水蒸気の
流れを整流するためのディストリビュータが配されてい
る活性炭ｖＪ造装置であって、前記流動活性化室の例え
ば長辺側の両壁内に２次燃焼室と燃焼ガス集合室を設け
、前記２次燃焼室間及び２次燃焼室と燃焼ガス気合室間
を通じ、前記流動活性化室を例えば水平によこぎる管を
設け、前記２次燃焼室の一方に１個以」二の燃焼ガス送
入口と、酸素又は酸素含有ガス送入口と、可燃性ガス入
１１を設け、前記２次燃焼室の他方に１個以上の酸素又
は酸素含有ガス送入口と、可燃性ガス入口とを設け、前
記燃焼ガス集合室に１個以−にの燃焼ガス排出口を設け
、さらに前記流動活性化室の１＠面が」一方に向って開
放されており、前記流動活性化室の上方には燃焼ガスを
発生させる為の燃焼輻射室が設けられていて、その内部
空間は前記流動活性化室の内部空間にその開放上端面に
おいて接続されており、そして前記燃＃１＠射室に１個
以上の酸素又は酸素含有ガス送入口と撚りｌガス排出口
とが設けられており、さらにｎ方記流動活性化室」二端
付近に１個以上の可燃性ガス抽出口が談けられ、かつ前
記流動活性化室中に１個以、Ｅの垂直な隔壁が配置され
ている活性炭製造装置によって実施できる。 そして、本発明においては、流動床への加熱が燃焼輻射
室からの輻射熱と流動床内の管からの伝熱による加熱と
で行なわれ、しかもいずれも可燃性ガスの燃焼量！１１
１節により加熱−暇を調節することが可能であり、よっ
て流動床温度、特に上下方向の温度を均一にするこεが
できるので、水性ガス化反応の均一化が計られ、かつ水
蒸気分圧の高い水性ガス化反応となり、極めて品質の良
い活性炭を均一品質で得ることができる。 又、流動床への加熱が、燃焼輻射室の輻射熱のみの場合
に比べて、管からの伝熱も加えられることにより、輻射
熱量が少なくても艮＜、すなわち燃ｍｕｌａ射室の温度
を低下させることができるので、燃焼輻射室の耐火物の
熱的損傷を著しく軽減することができ、装置の維持管理
が容易で経済的である。 さらに、燃焼輻射室に送入する酸素又は酸素含有ガスは
燃焼輻射室で揮発ガス及び水性ガスを燃焼し、これによ
って得られる燃焼ガスは流動床より高温であり、従って
化量も小さいので、燃焼ガス排出口を燃焼輻射室上部に
設けることにより、燃焼ガスが流動活性化室に侵入し、
流動床と混合することは実質的にない、又、流動床内の
管内の燃焼ガスは流動床と直接接触することはなく、よ
って流動床内の炭素質固体原料は水蒸気分圧の高い雰囲
気で流動し、均一な水性ガス化反応を行うことができ、
均一で高品質な活性炭を歩留まり良く製造することがで
きる。 又、流動活性化室の平断面を長方形又は楕円状とし、長
辺に直角にＮ数の垂直な隔壁を設け、短辺の一方から炭
素質固体原料を供給し、他方から活性炭を回収し、隔壁
の上部又は下部を通って炭素質固体原料の流動床内流れ
をつくることによって、ピストンフロー状の流９ｈ床の
形成ができる。 このことによって、流動床の特徴の一つである完全混合
による炭素質固体原料と活性炭の混合を抑制することが
でき、製品である活性炭に炭素質固体原料あるいは反応
中間体が混合して活性炭品質を低下させる、いわゆるむ
らが生じることなく、活性炭品質を低下させることがな
い。 又、水性ガス化反応による水性ガス及び揮発ガスといっ
た可燃性ガスの燃焼熱量は、吸熱反応である水性ガス化
反応熱暇の約５倍以−りの熱量を有している。そして、
本発明は、発生するこれらの可燃性ガスを同一装置内の
燃焼輻射室及びさらには２次燃焼室において燃焼し、発
生する燃焼熱を輻射熱及び管による伝熱で流動床を加熱
するから、効率よく水性ガス化反応熱に利用することが
できる。 そして、本発明の活性炭製造装置の運転が定常状態に達
しな後は、補助燃料を供給することなく、又は少呈の供
給のみで操！を１を続することができる。従って本発明
は非常に経済的な活性炭製造方法と装置を提供できる。 【実施例】 第１図〜第３図は、本発明に係る活性炭製造装置の１実
施例を示すものである。 第１図に示された活性炭製造システムは、活性化炉１、
スクリューフィダー２、冷却器３、水蒸気加熱器４、空
気予熱器５及び始動用バーナー６を有している。 活性化炉１は、流動活性化室７及びその上方に連続して
設けられた燃焼輻射室８を有している。 流動活性化室７の平断面は長方形状又は楕円形状をなし
ており、その長辺側の両ｌＩ！ｌＩ壁内には２次ｍ焼室
９及び燃焼ガス集α室１０を有し、２次燃焼室９間及び
２次燃焼室、９と燃焼ガス集合室１０間を通じ、流動活
性化室７を水平によこぎる複数の加熱管１１を有してい
る。 スクリューフィダー２は流動活性化室７の短辺側の一方
の面壁の上端部に連結されており、これによって炭素質
固体原料を流動活性化室７中に連続的に供給することが
できる。又、流動活性化室７の短辺側の他方のｔＩｌ壁
の下端部の前記スクリューフィダー２の連結部の反対側
には、活性炭回収口１２にシールバルブ１３を介して冷
却器３が連結されている。 流動活性化室７の底部には過熟水蒸気噴出口１４が開口
し、その］ユ方に過熱水蒸気の流れを整流するためのデ
イストリビューター１５が配置されている。 燃焼輻射室８の側壁には始動用バーナー６が取り付けら
れている。 水蒸気を供給ライン１６がら水蒸気過熱Ｐ＋ｉｉ４に送
り、ここで所望の温度に過熱する。ここで発生した過熱
水蒸気を供給ライン１７を経て過熟水蒸気噴出口１４に
送り、デイストリビューター１５から流動活性化室７に
噴出させる。 炭素質固体ＭＣ石を所望の粒径に破砕又は造粒し。 これをスクリューフィダー２によって流動活性化室７に
供給する。流動活性化室７にて、炭素質固体原料は、下
方からの過熱水蒸気の気流により流動し、流動床を形成
する。 このとき、炭素質固体原料が良好な流動床を形成し得る
ように、炭素質固体原ｎは約０．１〜９ＩＩＩＩの粒径
に破砕又は造粒されていることが好ましい。 又、過熱水蒸気は約５００〜９００℃の温度を有してい
ることがｔＩｌましく、その供給量は約１．３〜２．５
Ｋｇ／Ｋｇ炭素質固体原石であることが好ましい。 上記製造システノ、を始動する際には、まず、空気を供
給ライン１８から空気予熱２；５に送入し、ここで所望
温度に予熱する。 次に、この予熱空気を供給ライン１９．２０を経て始動
用バーナー６に送る。このｆ！（ｚ動用バーナー６には
、燃ｆ１が供給ライン２１を経て送られ、燃料と予熱空
気とは始動用バーナー６内で混合され、燃焼輻射室８内
に吹き込まれ、ここで点火されて燃焼する。このように
して発生した高温燃焼ガスからの輻射熱によって、流動
活性化室７内の流動床が所望の温度に加熱される。この
とき、高温燃焼ガスの温度は約１：１００℃〜１５５０
℃であることが好ましく、流動床は約８００℃〜＋　１
００℃に加熱されることが望ましい、又、始動用バーナ
ー６に送られる予熱空気は約３００℃〜８００℃に予熱
されていることが好ましい、尚、燃料は気体燃料、液体
燃料のいずれでも良い。 上記の始動操ｆヤにより、流子Ｉ）床内の炭素質固体原
料はそれ自身過熱水蒸気により活性化されて活性炭とな
り、同時にその−・部は水蒸気と反応して水性ガスを発
生し、又、炭素質固体原料中の揮発性物質を揮発する。 これへの水性ガス及び揮発ガスは流動活性化室７かｒ、
燃焼輻射室８内に流入する。 上記の始動操作によ・）て炉内が定常状態に近くなった
とき、′ｒ−熱空気の供給ライン２０及び燃料の供給う
、イン２１を閏じてｌｆｌ動用バーナー６による燃石の
燃焼を停止し、予熱空気を供給ライン２２を通して燃焼
輻射室８に送入し、室内の水性ガス及び揮発ガスを燃焼
する。予熱空気の供給皿の調節により燃４ｆｔ輻射室８
内の温度を所望温度に調節する。 燃焼ガスは燃焼輻射室８から排ガスライン２３によって
抜き出され、２次燃焼室９に送られ、次いで加熱管１１
を通って燃焼ガス集り室１０に送られる。 ２次燃焼室９にＴ′−熱空気をｌｊ給プライン２４ら送
り、燃焼ガス中の可燃性ガスを燃焼し、加熱管１１を導
入する燃；ｎガスを加熱調節する。そして、加熱管１１
の管壁を通しての伝熱によっても流動床を加熱して、水
性ガス化反応を促進する。 燃焼ガス集合室１０の燃焼ガスは排ガスライン２５によ
って抜き出され、その一部は分岐ライン・２６を経て水
蒸気加熱器４に送入され、熱交換により水蒸気を所望温
度に加熱し、排ガスライン２７を通り系外に排出される
。又、燃焼ガスの池の一部は分岐ライン２８を通って空
気予熱２ｉ１５に送入され、熱交換によって空気を所望
温度に加熱した後、排ガスライン２９を通って系外にｉ
ＪＦ出される。 ２次燃焼室９での燃焼ガスの燃焼は、流動活性化室上部
に設けた可燃性ガス抜出管３０から燃焼輻射室８に入る
手前の水性ガス及び揮発ガスといった可燃性ガスを高濃
度で抜き出し、可燃性ガスライン３１を経て２次燃焼室
９に設けた可燃性ガスバーナー３２に送り、予熱空気を
供給ライン３３から送り、混合して燃焼することもでき
る。このときの可燃性ガスの抜き出しは、可燃性ガスバ
ーナー３２に水蒸気を併給ライン３４を通じて送り、可
燃性ガスバーナー３２の内部にエジェクター構造を用い
て、水蒸気により可燃性ガスの吸引を行わしめて行う。 燃焼輻射室８での可燃性ガスの燃焼と２次燃焼室９での
可燃性ガスの燃焼を、供給する予熱空気量の調節によっ
て行い、燃焼輻射室８の温度を約１３００〜１５５０℃
、２次燃焼室９の温度を約１３００〜１６５０℃に保ち
、かつ、流動床温度を約８００〜１１００℃に保つこと
によって、定常状態となる。このとき、燃焼輻射室８に
送入する予熱空気は、酸素量で約０．４〜１．５Ｎｍ３
／Ｋｇ炭素質固体原料、２次燃焼室９に送入する予熱空
気は、酸素量で約０．１〜０．８Ｎｍ２／Ｋｇ炭素質固
体原料が好ましく、燃焼輻射室８と２次燃焼室９に送入
される予熱空気量の総量の酸素量が約１．２Ｎ＋ｓコ／
Ｋｇ炭素質固体原料以上で、定常操業される場合は補助
燃料の利用は殆ど不要である。このときは、空気が約３
００℃以上に、水蒸気が約５００℃以上に過熱されるこ
とが好ましい。 流動活性化室７内で生成される活性炭は活性炭回収口１
２、シールパルプ１３を経て冷却器３に入り、空気と接
触することなく、冷却されて活性炭ライン３５から系外
に排出され、捕集される。 本発明方法に使用される活性他炉１の一実施態様につい
て、第２図及び第３図により更に詳しく説明する。 第２図において、活性他炉１の内壁は、耐火材料３６に
よって内張すされている。流動活性化室７の平断面は長
方形又は楕円形状をなしており、その長辺側の両側壁内
に２次燃焼室９と燃焼ガス集合室１０を有し、２次燃焼
室９及び燃焼ガス集合室１０はそれぞれ１個以上ある。 相対する２次燃焼室９間あるいは２次燃焼室９と燃焼ガ
ス集合室１０間には、流動活性化室７を水平によこぎる
高さ方向１段以上、短辺方向１列以上の複数の加熱管１
１を設け、流動床への伝熱を行えるようになっている。 ２次燃焼室９には燃焼ガス導入口３７及び予熱空気導入
口３８があり、２次燃焼室９内で燃焼ガス中の可燃性ガ
スと空気が混合して燃焼できるようになっている。 流動活性化室７の上部に、水性ガス及び揮発ガスの可燃
性ガス番高濃度で抜き出す可燃性ガス抜き出し管３０を
１個以上設け、可燃性ガスライン３１を経て、２次燃焼
室９に設けた可燃性ガスバーナー３２に接続している。 可燃性ガスバーナー３２はエジェクター構造で、水蒸気
の噴射により可燃性ガスを吸引し、予熱空気と混合して
可燃性ガスを燃焼するしくみになっている。２次燃焼室
９での燃焼ガスの加熱調節は、予熱空気導入口３８から
の予熱空気の吹き込みによる燃焼ガス中の可燃性ガスの
燃焼あるいは可燃性ガスバーナー３２による可燃性ガス
の燃焼により行い、どちらか一方又は両方により可燃性
ガスの燃焼による加熱管１１の加熱を行う。 流動活性化室７底部に過熟水蒸気噴出口１４が開口し、
その上部に過熱水蒸気の流れを整流分配するデイストリ
ビューター１５が配置され、過熱水蒸気を所望の方向に
所望の割合で分配することができるようになっている。 流動活性化室７の短辺壁側上部にスクリューフィダー２
が連結した炭素質固体原料の送入口３９が開口し、その
反対側短辺壁下部に活性炭回収口１２が開口し、シール
バルブ１３を介して冷却器３が連結されている。流動活
性化室７には１枚以上の垂直な隔壁４０が加熱管１１と
平行に設けられ、これにより送入された炭素質固体原料
が過熱水蒸気により流動床を形成しながら、送入口３９
から活性炭回収口１２に向って、隔壁４０により形成さ
れた画室を隔ｍ４０の上部又は下部を順次通過すること
ができる。 これによって、炭５Ｆｉ質固体原料の流動床内の流れは
ピストンフロー状とすることができる。 燃焼輻射室８には１個以上の始動用バーナー６が設けら
れている。始動用バーナーは１個であってもよいが、長
辺壁側に相対して２偏成上等間隔で設け、必要によって
は短辺壁側に相対して２偏成上等間隔で設け、燃焼輻射
室８内を均一に加熱し得るものであることが好ましい、
又、燃焼輻射室８には１個以上の予熱空気の送入口４１
が上向きに設けられている。予熱空気送入口４１は１個
でも良いが、好ましくは長辺ｌ側、短辺壁側とも相対し
て等間隔で複数個設け、燃焼輻射室８内の水性ガス及び
揮発ガスの可燃性ガスを均一に燃焼し得るようになって
いることが望ましい。 燃焼輻射室８の頂部には燃焼ガスの排出口４２が設けら
れており、燃焼ガスを排ガスライン２３を経て、２次燃
焼室９の燃焼ガス導入口３７に送入できるようになって
いる。 燃焼輻射室８の容Ｍ　ｖ　ｔは流動活性化室の８蹟ｖ１
の約３〜１０倍であることが好ましく、これは燃焼輻射
室８内での可燃性ガスの燃焼による酸素含有ガスの流動
床への拡散による悪影響を防止し、かつ、十分に輻射熱
を流動床に与える為である。 流動床は燃焼輻射室８からの輻射熱を受けており、流動
床上部は下部よりも温度が高く、又、炭素質固体原料と
過熱水蒸気との反応による水性ガス及び揮発ガスも多く
なる。この為、流動活性化室７は、その下端断６面積Ｓ
１よりも上端断面積Ｓ寞の方が大きくなるように、例え
ば逆角錐状又は逆積円錐状に形成されていることが安定
な流動床を形成する為に好ましく、特に、Ｓｉ／Ｓ＋の
比が約１．２〜２の範囲にあることが望ましい。 燃焼輻射室内料 床に対する輻射効率が向」−するが、炉壁面積も大きく
なって熱損失が増大し、可燃性ガスの燃焼も不均一にな
る等の欠点も生じる。従って断面積Ｓ。 は、流動活性化室７の上端の断面積Ｓ、の約１．２〜３
倍程度であることが好ましい。 流動化活性室７の高ざが大きくなると、活性炭の単位面
櫃当りの生産量が増大するが、輻射熱より加熱管１１に
よる伝熱の割合がより高くなることが必要となり、限界
がある。又、流動床の上部と下部との温度差が大きくな
り、流動床が不安定となり、かつ、得られる活性炭の品
質の均一性が低下する。従って、流動活性化室７の高さ
Ｈは２−以下が好ましい。

【効果】

本発明は、上記のように椙成させたから次のような特長
を有する。 ■　流動床が燃焼輻射熱と加熱管からの伝熱によって加
熱されるから、流動床の温度分布にばらつきが少なく、
均一で高品質の活性炭が歩留り良く得られる。 ■　燃焼輻射室内の温度を必要以上に高くしなくてすみ
、よって燃焼輻射室を構成する炉の熱的損傷が少なく、
耐久性に富む。 ■　流動床が効果的に加熱されるがら、活性炭製造に要
する燃料清Ｙ！及を少なくでき、活性炭の製造コストを
紙庫なものにできる。 ■　上記特長をもたらす製造装置は複雑なものでなく、
製造装置自体も低コストで提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に係る活性炭製造装置の１実施
例を示すもので、第１図は全体の概略図、第２図は活性
他炉の概略図、第３図は流動活性化室の概略図である。 １・・・活性化Ｐ、２・・・スクリューフィダー、３・
・・冷却器、４・・・水蒸気加熱器、５・・・空気予熱
器、６・・・始動用バーナー、７・・・流動活性化室、
８・・・燃焼輻射室、９・・・２次燃焼室、１０・・・
燃焼ガス集合室、１１・・・加熱管、１２・・・活性炭
回収口、！４・・・過熱水蒸気噴出口、１５・・・デイ
ストリビューター、３０・・・可燃性ガス抜出管、３２
・・・可燃性ガスバーナー、３フ・・・燃焼ガス導入口
、３８・・・予熱空気導入口、４０・・・隔壁。

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. （１）流動活性化領域において炭素質固体原料を過熱水
   蒸気の気流により流動させて流動床を形成し、この流動
   床の加熱によって炭素質固体原料から揮発ガスを発生さ
   せると共に、炭素質固体原料と過熱水蒸気との水性ガス
   化反応で水性ガスを発生させることにより活性炭を製造
   する方法において、前記流動活性化領域の上方に拡がっ
   ている燃焼輻射領域中に前記炭素質固体原料からの生成
   ガスを流入させると共に酸素又は酸素含有ガスを送入し
   て燃焼し、これによって発生した燃焼ガスの輻射熱によ
   って流動床を加熱させ、さらに流動床内に設けた管に燃
   焼ガスを導き、管壁を介しての伝熱により流動床を加熱
   することを特徴とする活性炭の製造方法。
2. （２）燃焼輻射領域中における炭素質固体原料からの生
   成ガスの燃焼において、酸素又は酸素含有ガスの量の調
   節によってこの生成ガスの燃焼量を調節し、燃焼輻射領
   域の温度を変えることにより燃焼ガスの輻射熱による流
   動床への加熱量を調節する特許請求の範囲第１項記載の
   活性炭の製造方法。
3. （３）流動床を形成する為の内部空間を有する流動活性
   化室の一方の壁内の管と通じる２次燃焼室に燃焼ガスを
   導入し、燃焼ガス中の可燃性ガスを酸素又は酸素含有ガ
   スを送入して燃焼し、管に導入する燃焼ガスの温度を調
   節することにより、管の伝熱による流動床への加熱量を
   調節する特許請求の範囲第１項記載の活性炭の製造方法
   。
4. （４）炭素質固体原料からの生成ガスの一部を燃焼輻射
   領域を経由せずに直接２次燃焼室に導入すると共に、酸
   素又は酸素含有ガスを送入して燃焼し、燃焼輻射領域か
   らの燃焼ガスと合流して管に導入する燃焼ガスの温度を
   調節することにより、管の伝熱による流動床への加熱量
   を調節する特許請求の範囲第１項記載の活性炭の製造方
   法。
5. （５）流動床が約８００〜１１００℃の温度に加熱され
   る特許請求の範囲第１項記載の活性炭の製造方法。
6. （６）燃焼ガスが約１３００〜１５５０℃の温度を有す
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の活性炭の製造
   方法。
7. （７）管導入の燃焼ガスが約１３００〜１６５０℃の温
   度を有する特許請求の範囲第１項、第３項又は第４項記
   載の活性炭の製造方法。
8. （８）過熱水蒸気が約５００〜９００℃の温度を有する
   特許請求の範囲第１項記載の活性炭の製造方法。
9. （９）過熱水蒸気が流動活性化領域中に約１．３〜２．
   ５Ｋｇ／Ｋｇ炭素質固体原料の割合で供給される特許請
   求の範囲第１項の記載の活性炭の製造方法。
10. （１０）過熱水蒸気は管から排出された燃焼排ガスによ
    り水蒸気を加熱することによって調製される特許請求の
    範囲第１項又は第８項記載の活性炭の製造方法。
11. （１１）炭素質固体原料からの生成ガスの燃焼に加えて
    別の補助燃料を前記燃焼輻射領域内で燃焼する特許請求
    の範囲第１項記載の活性炭の製造方法。
12. （１２）燃焼輻射領域中に送入される酸素又は酸素含有
    ガスが酸素量約０．４〜１．５Ｎｍ＾３／Ｋｇ炭素質固
    体原料の割合である特許請求の範囲第１項又は第２項記
    載の活性炭の製造方法。
13. （１３）２次燃焼室に送入される酸素又は酸素含有ガス
    が酸素量約０．１〜０．８Ｎｍ＾３／Ｋｇ炭素質固体原
    料の割合である特許請求の範囲第３項又は第４項記載の
    活性炭の製造方法
14. （１４）炭素質固体原料からの生成ガスの燃焼に加えて
    別の補助燃料を２次燃焼室で燃焼する特許請求の範囲第
    ３項又は第４項記載の活性炭の製造方法。
15. （１５）燃焼輻射領域中及び２次燃焼室に送入される酸
    素又は酸素含有ガスが約３００〜８００℃に予熱されて
    いる特許請求の範囲第１２項又は第１３項記載の活性炭
    の製造方法。
16. （１６）予熱される酸素又は酸素含有ガスは管から排出
    された燃焼排ガスにより加熱して調整される特許請求の
    範囲第１５項記載の活性炭の製造方法。
17. （１７）流動床を形成する為の内部空間を有する流動活
    性化室と、一方に炭素質固体原料供給口を有し、他方に
    活性炭回収口を有し、底部に過熱水蒸気噴出口が形成さ
    れ、その上方に過熱水蒸気の流れを整流する為のディス
    トリビュータが配されている活性炭製造装置であつて、
    前記流動活性化室に対して２次燃焼室と燃焼ガス集合室
    を設け、前記２次燃焼室と燃焼ガス集合室間を通じ、前
    記流動活性化室をよこぎる管を設け、前記２次燃焼室に
    は１個以上の燃焼ガス送入口と、酸素又は酸素含有ガス
    送入口と、可燃性ガス入口を設け、前記燃焼ガス集合室
    には１個以上の燃焼ガス排出口を設け、さらに前記流動
    活性化室の上端面が上方に向つて開放されており、前記
    流動活性化室の上方には燃焼ガスを発生させる為の燃焼
    輻射室が設けられていて、その内部空間は前記流動活性
    化室の内部空間にその開放上端面において接続されてお
    り、そして前記燃焼輻射室に１個以上の酸素又は酸素含
    有ガス送入口と燃焼ガス排出口とが設けられており、さ
    らに前記流動活性化室上端付近に１個以上の可燃性ガス
    抽出口が設けられ、かつ前記流動活性化室中に１個以上
    の垂直な隔壁が配置されていることを特徴とする活性炭
    製造装置。
18. （１８）燃焼輻射室の燃焼ガス排出口と２次燃焼室の燃
    焼ガス送入口はダクトで連結されている特許請求の範囲
    第１７項記載の活性炭製造装置。
19. （１９）流動活性化室上端付近の可燃性ガス抽出口と２
    次燃焼室の可燃性ガス入口とはダクトで連結されている
    特許請求の範囲第１７項記載の活性炭製造装置。
20. （２０）活性炭回収口に活性炭冷却器が連結されている
    特許請求の範囲第１７項記載の活性炭製造装置。
21. （２１）燃焼ガス集合室の燃焼ガス排出口に水蒸気過熱
    器が連結されている特許請求の範囲第１７項記載の活性
    炭製造装置。
22. （２２）燃焼ガス集合室の燃焼ガス排出口に空気予熱器
    が連結されている特許請求の範囲第１７項記載の活性炭
    製造装置。
23. （２３）過熱水蒸気の噴出口に水蒸気過熱器を通る過熱
    水蒸気供給ラインが連結されている特許請求の範囲第１
    ７項記載の活性炭製造装置。
24. （２４）酸素又は酸素含有ガス送入口に空気予熱器を通
    る予熱された酸素又は酸素含有ガス供給ラインが連結さ
    れている特許請求の範囲第１７項記載の活性炭製造装置
    。
25. （２５）燃焼輻射室に始動用バーナーが設けられている
    特許請求の範囲第１７項記載の活性炭製造装置。
26. （２６）２次燃焼室に始動用バーナーが設けられている
    特許請求の範囲第１７項記載の活性炭製造装置。
27. （２７）燃焼輻射室の容積Ｖ＿２が流動活性化室の容積
    Ｖ＿１の約３〜１０倍である特許請求の範囲第１７項記
    載の活性炭製造装置。
28. （２８）流動活性化室の上端面における断面積Ｓ＿２が
    下端断面積Ｓ＿１の約１．２〜２倍である特許請求の範
    囲第１７項記載の活性炭製造装置。
29. （２９）燃焼輻射室の断面積Ｓ＿３が流動活性化室上端
    面における断面積Ｓ＿１の約１．２〜３倍である特許請
    求の範囲第１７項記載の活性炭製造装置。
30. （３０）流動活性化室の高さＨが約２ｍ以下である特許
    請求の範囲第１７項記載の活性炭製造装置。