JPH01139135A - 流動賦活炉 - 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】 Ｅｇ業上の利用分野］ 本発明は活性炭の流動賦活炉に関し、更に詳細には、流
動賦活炉の底部から炉の中央部に延びていて上部に粒子
流入口を有する中空中柱と、中空中柱の旧都に被せられ
ている内径が中空中柱の外径の１．２〜３．０倍の椀状
キャップと、椀状キャップの下側に５〜５０朧の間隙を
有するように位置し、１つ中空中柱の上部外周に固定さ
れて流動賦活炉を部分する多孔板で、多孔板の他の部分
の開・孔率に比較して中空中柱の中心を中心とする椀状
ギ！！ツブの外径の１．２〜１．５倍の範囲内の開孔率
が１．２〜３，０倍で、且つ中空中柱固定部に向って２
〜１０’の下り勾配を有するように固定されている多孔
板、中空中柱の外周を覆っているスチームジャケット及
び更にその外側を覆う耐火断熱材、スチームジャケット
に冷却用スチームを導入する冷却用スチーム導入システ
ム及び炉の下部に設けられた高温賦活ガス導入システム
とから成る流動賦活炉に関する。

［先行の技術］ 活性炭の賦活工程ではロータリーキルン、移動層、流０
１層等が用いられているが、中でも流ｖＪ層は、熱交換
速度が早く、全体の粒子温度が均一になり、特にパップ
−反応器では均一な製品が得られるので優れた装置であ
る。

しか１ノ、どの型式の装置で６反応基度は８００℃〜１
０００℃とかなりの高温であり、多山の水蒸気と接触反
応さＩ！なければならない。又、製品を反応装置から抜
出すには何らかの方法で冷却を行う必要がある。ロータ
リーキルンと移！！１３層反応装置に於いては通常連続
的な反応、冷却を行うが、流動層に於ては連続装置とし
ても、バッチ装置としても用いる事ができる。史にバッ
チ装置の場合には、滞留時間にバラツキがなく、反応も
−様な製品を得る事ができ、又反応率を変えた銘柄のも
のも製造し易い特長がある。しかしパップ−式の賦活炉
では連続式と異なり、通常賦活炉自体の温度の上げ下げ
を行うことが毎回必要なため、時間的にもエネルギー的
にもロスが多い。又この熱履歴により装置の劣化等の問
題も住じ易い。さらに、従来の反応層の横底部から製品
粒子を排出する突上弁型のバルブは一部が高温の流動層
にさらされる上、構造上受なくとも多孔板上数１０ＩＩ
ＩＩＩにバルブが位置するため、このバルブ下の部分の
製品粒子は扱出す事が難しい（侵掲第４図参照）。この
粒子はバッチに残り、２倍の賦活反応を受けることにな
るため、製品のバラツキの原因ともなる。

本発明者等の一部はこれらの問題を解決すべく研究の結
果、流動賦活炉の底部から炉の中央部に延びている中空
中柱と、中空中柱の頂部に披Ｖられている椀状キャップ
と、椀状キャップの下側に位置し且つ中９中柱の上部外
周に固定されて流動賦活炉を部分する多孔板と、中空中
柱の外周を覆っでいるスチームジャケット及び耐火断熱
材と冷却スチーム導入システム及び炉の下部に設けられ
た高温賦活ガス導入システムとから成る流動賦活炉を開
発した。

本発明者等はこの流動賦活炉について更に研究をおこな
った結果、中空中柱上部の椀状キ１Ｐツブの大きさ、多
孔板の特定な領域の開孔率及び多孔板の傾斜角度をある
特定な範囲に制御することによって、粒子が多孔板上に
ほとんど残ることなく短時間で実質的に全６１の粒子を
高温のまま扱き出し、−バッチ当りのサイクルタイムを
短縮し得ることを見出し、この知見に繕づいて本発明を
成すに至った。

１問題を解決する為の手段］ 本発明の流動賦活炉は第１図に示すような構造を有する
炉である。

流動賦活炉１は炉上部側壁に配置する粒子導入口２０と
、底部から炉の中央部に延びていて上部に粒子の流入口
を有する中空中柱２と、炉の下部に設けられた高温賦活
ガス導入口３及び炉の頂部に設けられた流動ガスの排出
口４を具備する。中空中柱２の頂部には椀状キャップ５
が被せられており、椀状キャップ５の下側には多孔板６
が中空中柱の上部外周に固定されて流動賦活炉内部を部
分している。多孔板上には活性炭粒子の流動層７が形成
される。中空中柱２の外周はスチームジャケット８で覆
われており、更にその外側は耐火断熱材９で覆われてい
る。炉下部の高温賦活ガス導入口３には燃焼炉１０とス
チーム導入部１１とからなる高温賦活ガス導入システム
が設置ノられており、高温賦活ガスが炉の下部より炉内
に導入される。炉の底部の冷却用スチーム導入口１２′
から冷却スチーム１２がスチームジャケット８に導入さ
れ中空中柱２の内部を通る賦活された活性炭を冷却する
。

中空中柱２の内部を通って冷却された活性炭は炉から離
れたところに位置するバルブ１３を通って冷却用流動層
槽１４に導びかれる。高温賦活ガス導入口３から導入さ
れた賦活ガスは多孔板６の孔を通って活性炭粒子を流動
さＵて賦活し、排出口４を通り炉外に排出される。炉外
に出た排ガスは排出ラインに設けられたダンパー１５を
通って熱回収装置に導かれる。

本発明の流動賦活炉の中空中柱の上部、椀状キャップ及
び多孔板の構造は第２図に示すとおりである。第２図に
示すような構成とすることによっ（′、流ＩＪＪ層の活
性炭の粒子を多孔板上にほとんど残すことなく、短時間
で実質的に全量の活性炭粒子を高温のまま炉外に抜き出
すことが出来る。

多孔板６は、中央に位置し上部に粒子の流入口を有する
中空中柱２の上部に固定され、中柱頂部には逆さの椀状
キャップ５がかぶせられている。

このキャップによって賦活炉外部のバルブ１３によって
ガスの流れを遮断する事により、賦活中、中柱内に粒子
が流入するのを防ぎ、バルブ１３を開ける事によって流
動層７を形成する粒子は流動ガスと共に矢印の方向にそ
って中柱内に流入し、炉外部へ導かれる。粒子の流入口
は多孔板から５０〜３００厘、好ましくは１００〜２０
０ｓ上部に位置する。

この時実質的に全粒子を排出するためには粒子をこの抜
出し口付近に集め、なるべく最後まで流動させておく必
要がある。

このため多孔板６は中央に向かってθ−２＠〜１０°、
好ましくは４〜８°のＦり勾配をつけ、中央付近の流動
性を良くするためにキャップ５の内径ｄ２の１．２〜１
．５倍の範囲ｄ３の多孔板６の開孔率をそれ以外の通常
の多孔板の開孔率の１．２〜３．０倍、好ましくは１．
５〜２．０倍として、粒子レベルが低くなっても粒子を
流動させながら中央に奇Ｕる事ができるようになってい
る。

また、キャップ５の内径ｄ２は中空中柱２の外ｔ＊　ｄ
　１より１．２〜３．◇倍で、好ましくは１５〜２．０
倍である。これより小さい径では中柱との間が狭く汰き
出しに時間がかかり、これより大きい径では流動ガス吊
が大となり、中空中柱２の内部あるいはこれに接続りる
配管内の圧損が大となる。

しかし、ル損が大きくなる割には中空中柱２とキｔ！ツ
ブ５の間のガス速度は低く、粒子が十分に気流に乗れず
、多孔板６上に残ってしまう。同様にキャップ下端と多
孔板との間隙も重要であり粒子の流れを妨げずしかもガ
ス流速を適当に保つ必要がある。この間隙は５〜５０ｔ
ｒａ、好ま１）くは１０〜３０膿である。

賦活反応は８００〜１０００℃で行われるため中柱を高
温の賦活ガスから保護する心髄がある。

多孔板６は中空中柱２に固定されるが中空中柱が熱伸縮
による変形を起したりすると多孔板が動いて外周にすき
間ができ粒子がもれる恐れがある。

このため、中空中柱２を、少なくとも２重のスチームジ
ャケット８で覆い内側ジャケットにノズル１２′から冷
却用スチームを入れ、ノズル１２″から冷却用スチーム
を扱き出す。ざらにジｔ？ケット８の外側に耐火断熱材
９を巻いて熱放射を防いでいる。また、ガス遮断バルブ
１３を第１図のように炉の底部より下側に即ち外部に設
置する事によりバルブが賦活時の高温にさらされる事な
く、又抜出し時に高温粒子が通過する時にもバルブをジ
ャケットで冷部する事が容易となり、バルブの信頼性を
高めることができる。

さらに、中空中柱の寸法安定性を高めるため、多孔板と
炉の内壁との係合方法を第３図の様に、多孔板６をサポ
ート１７ではさみこむ構造にする。

サポート１７はシェル１８に固定され、耐火断熱材１９
で保護されている１、この構造により多孔板の熱による
伸縮を外周のみで吸収し、中空中柱のゆがみ等がなくな
り寸法安定性が増す。

さらに、輸送先の冷却用流動層槽の圧力よりも流動層内
ＬＬを高くし差圧をつければつける稈単位時間当りの輸
送間は増大するので、流動ガスの炉の排出ラインにダン
パー１５を設置ｆｆ　Ｌ、活性炭粒子抜出時にこれを絞
り輸送頃を上げる事も可能である。

［発明の効果］ 本発明の流動賦活炉を用いる事によって、賦活終了後の
粒状活性炭を高温のまま短時間にしかも実質的に全量抜
出す事が可能となり、−バッチのり”イクルタイムを短
縮することが出来る。

以下、実施例によって本発明を更に説明するのが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。

実」［例 第１図に示される流動賦活炉を用いて粒状活性炭の賦活
を行った。賦活中の流１１１層部圧力はゲージ圧で５０
ｍ　Ｈ２０であったが冷却用流動層槽に抜出すためダン
パー１５を少し閉めてゲージ圧で５００調Ｈ２０の内圧
をかけた後パルプ１３を開いた。冷却用流動層にはあら
かじめ冷却用流動ガスとして水蒸気を流しておいたが、
流動層内圧はほぼ大気圧だった。この状態で約２５００
　Ｋｇの活性炭を約３０分で抜出せた。完全に冷却後多
孔板ｔに残った活性炭を計量したところ、１４．５Ｋｇ
であった。これは全体の約０．６％であり実質的に全量
抜出しできた。

この時中空中柱２の径は６インチであり、これに連結す
る配管およびバルブも６インチ、賦活炉１内径は３４５
０ｍ　、多孔板６の開孔率は０．９％であり、中柱中心
を中心とする６７０＃１１以内の多孔板部の開孔率は１
．８％であり多孔板の穴径は１．５ｍであった。多孔板
は外周から中心に向かって４°の下り勾配をつけた。中
央のキ１シップ部５の外径は４５０ｓであり、キャップ
下端と多孔板とのキャップの距離は３０ｍｒｒｒで、粒
子流入口と多孔板の距離は２００調であった。この時の
粒状活性炭の平均粒径は７２０μであった。

置皿１ 第４図のような内径１２００ｍの流動１試活炉２１、側
壁２２に多孔板２５１５０Ｍに下端を位置する汰出しバ
ルブ２４を持つ流動層２３で賦活を行い賦活終了後冷却
用流動層槽２６に汰出しを行った。賦活炉内圧はゲージ
圧で１５０ｓ＋　８２０１冷却用流動層槽内Ｆ［は流動
用水蒸気を流した状態でゲージ圧で３０ａＨ２０だった
。

この状態でバルブ２４を開け３０分後に約３００　Ｋｇ
の活性炭を抜き出したが、冷ｆＪＩ後多孔板１に残った
粒子は１６．９１（ｇであり全体の５．３％であった。

実施例の約９倍の残部率だった。

多孔板は水平に設冒され穴径は１．５ｍ１聞孔率は１，
５％で全面均一であった。

この時の平均粒径は６９０μであり実施例とほぼ同じ粒
子であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流動賦活炉の概略図であり、第２図は
本発明の流動賦活炉の中空中柱、椀状キャップ及び多孔
板の係合状態を示す図であり、第３図は本発明の流動賦
活炉の多孔板と流動賦活炉の内壁との係合状態を示す図
であり、且つ、第４図は従来の流動賦活炉のｎｌｌ＋層
及び粒子の取出し口を示す図である。 １・・・・・・流動賦活炉、２・・・・・・中空中柱、
５・・・・・・椀状キャップ、６・・・・・・多孔板、
７・・・・・・流動層、８・・・・・・スチームジャケ
ット、２０・・・・・・粒子導入口、２１・・・・・・
流ｖＪ賦活炉、２３・・・・・・流動層、２４・・・・
・・抜出しパルプ、２５・・・・・・多孔板。 第１図 手続ネｉｌｉ正害 １．事ｆ［の表示　　　昭和６２年特許願第２９６６６
０号２、発明の名称　　　流動賦活炉 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　　　（１１０）呉羽化学工業株式会社４、代
　理　人　　　東京都新宿区新宿１丁目１番１４号　山
田ビル８、補正の内容 （１）　　明細店中、特許請求の範囲を別紙の通り補正
づる。 （２）　　間中、第３頁第８行目に「外径」とあるを「
内径］と補正する。 （３）　　間中、第６貞第４行目に「開発した。」とあ
るを［開発した。〔化学装＠：５月号、３８〜４４員（
１９７５）　］。と補正する。 （４）　　間中、第６頁第１０〜１１行目に１゛扱き出
し、」とあるを［抜き出けることによって、］と補ｉ［
する。 （５）　　間中、第８頁第５行目に「させて」とあるを
「ざぜつつＪと補正する。 （６）　　間中、第８頁第８行目に１−置」とあるを「
置（図示せず）」と補正する。 （１）　　間中、第９頁第１２行目、「つけ、中」とあ
るを［つける。θが２°未満であると、粒子を多孔板の
中央の抜き出し口付近に集めるのに時間がかかるように
なり、θが１０°を越えると多孔板の中央部での流動性
が悪くなる。中」と補正する。 （８）　　間中、第９真第１４行目「範囲ｄ３」とある
を［径ｄ３の範囲Ｊと補正する。 （９）　　間中、第１２頁第１４行目「説明するの］と
あるを［°説明する」と補正する。 （１０）間中、第１３頁第４行目「流動層槽に」とある
を［流動層槽１４（図示せず）に」と補正する。 （１１）間中、第１３頁第７行目「流動層」とあるを１
゛流動槽１４」と補正する。 （１２）間中、第１３頁第１０行目「掻出せた。」の後
に１゛活性炭抜出し後賦活用スチームの供給を停止した
。」を挿入する。 （１３）間中、第１３頁第１０行目「多孔板上に」とあ
るを「多孔＆６上に」と補正する。 （１４）間中、第１３頁第１３行目［中柱２の径は６イ
ンチＪとあるを１中柱２の内径は約１５０＋ｎｍ　Ｊと
補正する。 （１５）間中、第１３頁第１４行目、１６インチ」とあ
るを「公称６インチ」と補正する。 （１６）間中、第１３真第１５行目、「１内径」とある
を「　１の流動層形成部分の内径」と補正する。 （１７）間中、第１４真第２行目、１外径」とあるを１
内径］と補正する。 （１８）間中、第１４真第７行目、１°比較例」とある
を「比較例１」と補正づる。 （１９）間中、第１４頁第１１行目、［流動ｌ１１４！
　２６Ｊとあるを１゛流動庖槽２Ｇ（図示せず）］と補
正する。 （２０）間中、第１５頁第５行目と第６行目の間に次の
文を挿入する。 １ＬＬ２ 多孔板６の開孔率を全面均一に０．９％とした以外は、
実施例第１図と同様の流動賦活炉を用いて粒状活性炭の
賦活を行った。賦活中の圧力及び冷却用流動層槽１４に
抜き出しを開始する時の排ガスダンパー１５による炉内
加圧並びに冷ｆＪＩ用流動層内圧を実施例と１］−とし
た。この状態で約２５００　Ｋ９の活性炭を扱き出すの
に約７０分かかった。多孔板上に残った活性炭は約５７
に９であった。これは全体の約２．３％であり、実施例
の約４倍の残量率であつＩこ　。　　」 （２１）間中、第１５貞第１４行目〜１８行目に［１・
・・・・・流動賦活炉・・・・・・・・・・・・・・・
２５・・・・・・多孔板」とあるを「１・・・・・・流
動賦活炉、２・・・・・・中空中柱、５・・・・・・椀
状キャップ、６・・・・・・多孔板、７・・・・・・流
動層、８・・・・・・スチームジャケット、９・・・・
・・耐火断熱材、１０・・・・・・燃焼炉、１１・・・
・・・賦活スチーム導入１」、１２′・・・・・・冷却
用スチーム導入口、１５・・・・・・排ガスダンパー、
２１・・・・・・流動賦活炉、２３・・・・・・流動層
、２４・・・・・・抜出しバルブ、２５・・・・・・多
孔板。」２、特許請求の範囲 （１）　　流動賦活炉の底部から炉の中央部に延びてい
て上部に粒子流入口を有する中空中柱と、該中空中柱の
頂部に被せられている椀状キャップと、該椀状キャップ
の下側に位置し、且つ該中空中柱の上部外周に固定され
て該流動賦活炉を部分する多孔板と、 該中空中柱の外周を覆っているスチームジャケット及び
更にその外側を覆う耐火断熱材と、スチームジャケット
に冷却用スチームを導入する冷却用スチーム導入システ
ム及び炉の下部に設（プられた高温賦活ガス導入システ
ムとから成る流動賦活炉において、 該椀状キャップの内径が該中空中柱の外径の１．２〜３
．０倍で、該椀状キャップの下端と多孔板との間隙が５
〜５０履で、中空中柱の中心を中心とする椀状キャップ
の曲の１．２〜１．５倍の範囲内の多孔板の開孔率が多
孔板の他の部分の開孔率の１．２〜３．０倍で、１つ該
多孔板が中空中柱固定部に向って２〜１０°の下り勾配
を有するように固定され工いることを特徴とする流動賦
活炉。 ■　該流動賦活炉の頂部の流動賦活ガス出口配管にダン
パーを具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の流動賦活炉。 （Ｊ　該多孔板の外周部がスライド可能に流動賦活炉の
内壁に係合していることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の流動賦活炉。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）流動賦活炉の底部から炉の中央部に延びていて上
   部に粒子流入口を有する中空中柱と、 該中空中柱の頂部に被せられている椀状キャップと、該
   椀状キャップの下側に位置し、且つ該中空中柱の上部外
   周に固定されて該流動賦活炉を二分する多孔板と、 該中空中柱の外周を覆っているスチームジャケット及び
   更にその外側を覆う耐火断熱材と、スチームジャケット
   に冷却用スチームを導入する冷却用スチーム導入システ
   ム及び炉の下部に設けられた高温賦活ガス導入システム
   とから成る流動賦活炉において、 該椀状キャップの内径が該中空中柱の外径の１．２〜３
   ．０倍で、該椀状キャップの下端と多孔板との間隙が５
   〜５０ｍｍで、中空中柱の中心を中心とする椀状キャッ
   プの外径の１．２〜１．５倍の範囲内の多孔板の開孔率
   が多孔板の他の部分の開孔率の１．２〜３．０倍で、且
   つ該多孔板が中空中柱固定部に向って２〜１０°の下り
   勾配を有するように固定されていることを特徴とする流
   動賦活炉。
2. （２）該流動賦活炉の頂部の流動賦活ガス出口配管にダ
   ンパーを具備することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の流動賦活炉。
3. （３）該多孔板の外周部がスライド可能に流動賦活炉の
   内壁に係合していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の流動賦活炉。