JPH0128797B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、良質な木酢液と高級活性炭を同時に
製造する方法に関するものである。 木酢液はこれまで木炭の焼成工程で出る煙を冷
却して採取する方法が採られている。木酢液の主
成分は水で酢酸約３％を含むが、その他各種有機
酸など多数の成分を含んでいる。 木酢液の利用は明治10年代に始まるが、第二次
大戦までは酢酸石灰の原料として使用する以外、
目ぼしい用途がなかつた。しかし、ここ数年来多
くの利用方法が開発され、種々様々な特異な用途
が生まれてきている。即ち、農薬的な使い方とし
て土壌殺菌剤としての利用は、合成農薬と異なり
農薬の残留公害の心配がないので注目されてきた
し、家畜飼料への添加により家畜の健康管理に効
果がある。また、畜舎散布による屎尿臭、醗酵臭
の脱臭効果、食品工業への利用ではその強力な抗
酸化性を利用して魚類の鮮度保持加工のための燻
液として利用され、医薬的利用方法としてその滲
透性を利用した皮膚病薬、肝臓解毒作用、尿酸の
毒性抑制作用の発見など様々な用途が開発されて
きており、合成薬剤の見直しの時代に入つて、木
酢液は天然薬用資源として今後の発展が期待され
る。 従来の木酢液製造法は炭がまの煙を冷却筒に導
びいて採取する方法がとられているが、この場合
炭化初期の排煙温度80℃以下の場合は大部分が水
分とメタノールを含み、後期の排煙温度200℃以
上の場合は青紫色の煙が混ざり、これは有害なポ
リフエノール類を多く含むので採取せず、その中
間の排煙温度80℃以上200℃以下の時のみ採取し
木酢液とした。この場合木酢液の生産量は木炭量
の３分の２程度しか得られない。 以上のようにこれまでの木酢液は単に炭焼きの
副産物としてのみ生産され、木酢液製造を目的と
することはなかつた。本発明は木酢液を積極的に
生産する方法で、従来炭焼法に比べて対木材木酢
液生産量は５〜10倍と効率が極めて良く、酢酸濃
度も高くその他の品質も良好な製法であり、しか
も同時に木炭よりもはるかに付加価値の高い高級
活性炭を生産することができる。 即ち本発明は、木質原料100重量部にリン酸100
〜250重量部を加え、徐々に加熱して400℃未満の
温度で乾溜し、その際発生する熱分解ガスを冷却
捕集し木酢液として回収すると同時に乾溜炭化物
を活性炭として用いることを特徴とする良質な木
酢液と高級活性炭を同時に製造する方法を提供す
るものである。 本発明において、リン酸添加量が100重量部に
達しないとリン酸の空気酸化防止の効果が低下
し、250重量部を超えても無駄で操作上も好まし
くない。また、乾溜は通常200℃程度より初まり、
良質の木酢液を得るためには400℃未満の温度に
とどめる。 本発明による木酢液の製法は、木材原料100重
量部に対し100〜250重量部という大量のリン酸を
添加して乾溜するものであり、木材原料を全く空
気にふれさせないでリン酸の脱水縮合性、難燃性
と温度とにより木材を分解し、最高の効率で木酢
液を製造するものであり、木炭の場合のように後
期炭化温度を500〜600℃にする必要がなく、従つ
て有毒なポリフエノール類の生成もない。また、
乾溜工程で空気酸化しないので炭酸ガスや一酸化
炭素の発生によるガス化ロスがなく、使用原料の
殆んど全量が木酢液と活性炭とに分けられる。リ
ン酸は乾溜後の炭化物（活性炭）から水により多
段抽出し再使用される。乾溜工程での温度が400
℃未満と低いことと乾溜ガスの２段冷却により木
酢液中にリン酸分は殆ど含まれず、万一微量含ま
れた場合でも、リン酸は各種食品添加物として使
用されるものであり有害性はない。例えば同じ脱
水縮合性と難燃性のある塩化亜鉛を触媒とした場
合、活性化のための温度が600℃と高くしなけれ
ばならないこと、塩酸の同時添加の必要性からこ
の場合の木酢液には、亜鉛及び塩素の混入が不可
避で木酢液として使用不能である。乾溜温度が
400℃未満と低いことのもう一つの利点は、リン
酸の脱水、縮合力ともあいまつて分解ガス中に木
タール等高分子の有害物質の発生がないことであ
る。更には乾溜の際、炉の材質に安価なガラスや
黒鉛などが利用できる利点がある。 ここで得られる木酢液の量は従来の炭焼法の場
合に比べてはるかに多く、炭焼法の木材100重量
部に対する木酢液生産量20重量部に対し、本発明
によれば100〜180重量部が得られるので５〜９倍
の生産が可能となる。 木酢液の酢酸濃度も炭焼き法の３％に対し、本
発明による方法では木酢液収量の少ない場合５％
の高濃度のものとなる。木酢液の品質も炭焼き木
酢液が褐色であるのに対し、淡黄色の透明なもの
が得られる。一方得られる活性炭は木材原料に含
まれる炭素分の理論歩留りに近く、乾燥木材原料
に対し約50％の活性炭が得られる。 活性炭の製造方法として木粉などにリン酸を加
えて加熱する方法は、薬品賦活法として遠化亜鉛
賦活法と共に知られている。しかし従来法は賦活
（加燃）時に発生する排煙はガスの水洗処理法又
はアフターバーナーによる燃焼法両方を組合せる
処理法等が採られてきた。その理由は従来法では
発生ガスが木酢液であることに気付いていない
か、気付いていたとしても排ガスから木酢液を回
収することが不可能と考えられていたものであ
る。即ちこれまでのリン酸法による活性炭の製造
は活性化の温度を部分的に500〜600℃に上げざる
を得ない炉の構造のため排ガス中にかなり多くの
リン酸ガスの混入がさけられず、生成する木酢液
にリン酸が混入した。更には炉の形式が殆んど内
燃法であり、加燃用燃焼ガスがこれに加わるので
排ガス中のHC、SOx、NOx、ばいじん等の有害
物質が回収木酢液に混入することが避けられず、
木酢液として使用に耐えないものである。 そこで発生する排煙の洗浄に際しては活性炭１
トンの製造に対し排煙量２〜3.5トン及びそのた
めの水洗水が同量以上必要なため４〜７トンの排
水が生じ、その処理を行わなければならない。そ
の排水の水質もPH３、COD物質が2500〜
3000ppmあり、活性汚泥法、凝集沈澱法、活性炭
法、濃縮法等の組合わせによる高度な排水処理を
行わなければならない。そこに加熱用排ガスが加
われば水処理量は更に増加する。アフターバーナ
ーで燃焼させるにしても排煙ガス２〜3.5トンを
600〜700℃に昇温分解させなければならず、更に
は排ガス中のリン酸ガスを別途処理しなければな
らない。このいずれの方法を採用するにしても排
ガス処理に多額の費用がかかり活性炭の製造コス
トに大きなウエイトを占めることとなる。 本発明によれば排ガス処理の必要がないばかり
か多量で良質の木酢液が製造できると同時に活性
炭が製造され、まさに一石二鳥である。 更にはここで副生する活性炭は低温乾溜である
ため吸着に関与する細孔径が大きな製品となつて
いる。即ち一般ガス賦活法による活性炭の細孔径
は10〜30Å、塩化亜鉛法で20〜40Åであるのに対
し、本発明により副生する活性炭の細孔径は10〜
160Åと極めて大きく分布巾が広い。低温乾溜の
もう一つの利点は炭素表面に表面官能基として
種々の酸性官能基を多く残しており、これがイオ
ン交換的収着作用として働き、一般市販活性炭に
は見られない特徴となつている。細孔径が大き
く、分布巾が広いことは、単に吸着量が多いとか
広い範囲の吸着ができるとかの特性があるばかり
でなく、被吸着物質の脱離も容易である。従来法
による活性炭はその再生に際しては600〜700℃に
加熱する方法が採られている。本発明により副生
する活性炭は脱離し易いので熱アルカリ溶液等に
よる薬液洗浄のみで再生可能で、高温焼成の必要
はない。このことは従来の焼再生による再生ロス
が１回再生毎に数％であるのに反し薬液再生での
ロスは0.1％以下である。細孔径の大きいことの
もう一つの利点は吸着速度が早いことである。液
相吸着では溶液の高い場合が多いが、この場合特
に差が出る。例えば砂糖液Brix60゜温度70℃の場
合で一般活性炭の３〜６倍の吸着速度を示す。即
ち吸着設備の小型化が可能となる。 本発明により副生する活性炭はこのように数多
くの特徴を持つた高級特殊活性炭である。 炭焼法と本発明による製法で得られる木酢液と
木炭又は活性炭の収量及び品質を比較すると次表
のとおりである。（表において部及び％は重量に
よる。）

【表】 次に実施例によつて本発明を更に具体的に説明
する。以下の実施例において割合を出す部、％は
重量による。 実施例 １ 杉材おが屑100部を乾燥機で60℃24時間乾燥し
た後、リン酸（工業用75％）を純リン酸分として
220部加えて良く混ぜ合す。混合物をマツフル炉
中で徐々に加熱し２時間30分で350℃まで昇温、
更に30分かけて390℃まで加熱し乾溜を完了した。 その間の熱分解ガスは30℃まで冷却し木酢液と
して回収した。炭化物はカラムに水を通してリン
酸を回収し、活性炭を得た。 原料および製品の割合は次のとおりである。 原料おが屑内地材杉（10〜100メツシユ） 100ｇ
−含有水分５％− 添加リン酸（75％）量 293ｇ 回収木酢液 182c.c.−酢酸濃度3.1％− 活性炭 47ｇ−ベンゼン吸着42％、見掛比重0.21
ｇ／c.c.− 実施例 ２ ヤシ殻（未炭化）100部を粉砕して粒度を10〜
20メツシユに揃えた後、リン酸（75％）を純リン
酸分として130部加え混合、リン酸分をよくしみ
込ませる目的で100時間ねかせる。その後マツフ
ル炉に入れ徐々に加熱し、３時間で380℃まで昇
温し更にその温度に３時間保持し乾溜を完了し
た。 原料及び製品の割合は次のとおりである。 原料ヤシ殻（10〜20メツシユ） 100ｇ−水分11
％− 添加リン酸（75％）量 173ｇ 回収木酢液 123c.c.−酢酸濃度5.0％− 活性炭 43ｇ−ベンゼン吸着42.3％、見掛比重
0.3ｇ／c.c.−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 木質原料100重量部にリン酸100〜250重量部
   を加え、徐々に加熱して400℃未満の温度で乾溜
   し、その際発生する熱分解ガスを冷却捕集し木酢
   液として回収すると同時に乾溜炭化物を活性炭と
   して用いることを特徴とする良質な木酢液と高級
   活性炭を同時に製造する方法。