JPH0375213A - 活性炭の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は活性炭の製造方法に関する。この方法によって
製造された活性炭上水および排水中の有害物質の除去、
ガソリン等の揮発性有機物、排ガス中の有毒ガスあるい
は臭気を吸収するために使用する。

［従来の技術］ 石炭を原料とした活性炭は、炭化物を製造し、この炭化
物を種々の方法で賦活し製造されている。

この場合、良質活性炭を製造するには原料石炭の選択お
よび炭化物を製造する過程において、石炭が軟化溶融し
、気孔壁の厚い炭化物を形成しないように処理すること
が重要であるとされていた。

このため、従来から種々の方法が提案されている。すな
わち、特開昭５０−５１９９６号公報は粘結性が弱いか
全く無い石炭、例えば加熱しても軟化溶融しない褐炭の
ような低石炭化度炭を選定し活性炭を製造している。し
かし、これら褐炭を原料とする場合は粘結剤が必要とな
る。また、特開昭５０−１２５９８９号公報には米国ア
ラバマ州産のブラック・クリーク炭を使用した例が示さ
れているが、この場合は水の存在下にナフタリンスルホ
ン酸ホルマリン縮合物又はその塩を粘結剤として使用し
ている。この様に、これらの活性炭の製造法においては
何等かの結合剤が使用されている。これら結合剤の使用
は活性炭の製造工程を複雑にし、またコストを高くして
いる。他方、特開昭５０−１５２９９３号公報には粘結
剤を使用せず、塊成化した造粒炭を酸素含有ガスで処理
する方法が提案されている。

このように現在知られている活性炭の製造方法は、炭化
過程で溶融しない石炭を用いる方法、あるいは粘結炭を
用いた場合は酸素含有ガスにより不溶融化した後、炭化
賦活し活性炭を製造する方法である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これら公知の活性炭製造方法では、粘結
炭を使用した場合は酸素含有ガスによって不溶融化する
ため塊成炭表面と内部で酸化の進行状態が異なり、均質
な不溶融化工程の製造が困難で、もし均質な不溶融化工
程を製造しようとすれば、酸化処理時間を長くする必要
があり経済的でない。また炭化物を製造する装置として
ロータリキルン等特殊な炭化炉が必要になる。また、褐
炭を主体とした非粘結炭からの活性炭は機械的強度の低
い活性炭となる。以上の点から、石炭から良質活性炭を
簡素に、しかも安価に製造する方法の確立は、重要であ
り切望されている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、その目的を達成するために、微粉砕した粘結
炭に揮発分４５％（ｄ、ａ、ｆ、）以上の微粉状の非粘
結炭を２０重量％以上、７０重量％未満混合し、加圧成
形し、そのまま又は破砕し粒度調整した後、室炉式炭化
炉で炭化し、炭化物とした後破砕整粒し、賦活すること
を特徴とする。

以下本発明の詳細な説明する。

石炭系活性炭の原料は、褐炭から無煙炭までの広い範囲
の石炭が使用されている。しかし、高品位の活性炭の製
造は粘結炭の微粉砕し、造粒した造粒炭が使用されてい
る。

このため炭化過程での造粒炭の軟化溶融現象を防止する
ため、造粒炭の不溶融化処理が酸素含有ガスによって行
われ、その処理は回転炉などを使用し、酸素濃度を低く
しているため処理時間が長くなり、しかも均質な不溶融
化処理が困難になる欠点がある。

他方、揮発分４５％（ｄ、ａ、ｆ、）以上の褐炭を主体
とした非粘結炭から製造される活性炭は、有害物質を吸
収する特性は非常に優れているが、機械的強度が弱くハ
ンドリングあるいは再生時粉化し易く好ましくない。

そこで本発明は粘結炭に揮発分４５％（ｄ。

ａ、ｆ、）以上の褐炭を主体とした非粘結炭を混合し、
微粉砕し、加圧成型した後そのまま又は破砕してから室
炉式炭化炉に装入して炭化するものである。

このため、粘結炭の不溶融化工程は不要になる。また揮
発分４５％（ｄ、ａ、ｆ、）以上の褐炭を主体とした非
粘結炭部分の炭化物は粘結炭との反応によって機械的強
度は著しく高くなる。

他方、粘結炭部分は溶融現象を示し、揮発分４５％（ｄ
、ａ、ｆ、）以上の微粒子の褐炭を主体とした非粘結炭
をコークス壁内に多数固定する。この事は粘結炭と非粘
結炭との収縮率の違いにより両者の間に無数の間隙が発
生する。

この間隙が賦活時に、軟化溶融して形成された粘結炭の
コークス壁内への賦活ガスの拡散を容易にし、粘結炭の
溶融が起こっても賦活には何の影響も及ぼさない事が明
らかになった。

以上のように、揮発分４５％（ｄ、ａ、ｆ、）以上の褐
炭を主体とした非粘結炭の機械的強度の強化および粘結
炭の溶融特性を従来技術のように酸化によって低下させ
るのではなく、溶融特性を生かし、粘結炭で機械的強度
の強いネットワークを形成させ、しかも賦活の容易な炭
化物とすることを多くの研究によって見出し本発明に至
ったものである。

さらには、炭化物の製造には特殊な装置は不要であり通
常のコークス炉が使用できる。

本発明による粘結炭と揮発分４５％（ｄ。

ａ、ｆ、）以上の非粘結炭の混合は、微粉砕した後に混
合するが、一定の粒度例えば−ｆｏｍｍ程度に粉砕した
後混合し微粉砕しても差し支えない。但し両者の粉砕特
性には十分考慮する必要がある。すなわち、両者の粉砕
特性が著しく異る場合には、本発明に示しているように
微粉砕した後混合した方が良い。これら石炭の粉砕粒度
は、７４μｍより小さく粉砕された方が良い。

微粉砕した粘結炭に揮発分４５％（ｄ、ａ。

ｆ、）以上の微粉砕した非粘結炭を２０重量％以上７０
重量％未満混合するのは、非粘結炭の混合量２０重量％
未満では粘結炭のコークス気孔壁内への非粘結炭の分散
量が少なくなり、粘結炭と非粘結炭の境界に発生する微
少クラックが減少し、賦活時に賦活ガスの拡散が困難に
なり、粘結炭部分から生成した炭化物の賦活が出来なく
なるためである。また、非粘結炭の混合量の上限を７０
重量％未満と規定したのは非粘結炭を７０重量％以上混
合すると生成炭化物の機械的強度が弱くなるためである
。好ましくは３０重量％以上５０重量％未満が良い。

混合炭を加圧成型するのは、微粉砕した粘結炭に揮発分
４５％（ｄ、ａ、ｆ、）以上の微粉状の非粘結炭を２０
重量％以上、７０重量％未満混合するため混合炭の粘結
性が低下する為、塊コークス（炭化物）を形成させるた
めには石炭粒子間を小さくしておく必要がある為である
。更に加圧成形した塊成物を破砕するのは、塊成物が一
定の大きさであると炭化炉に装入した時に装入密度が高
くならないため、装入密度が高くなるような粒度分布に
するためである。

塊成炭の炭化を室炉式炭化炉で炭化するのは、現在の各
種炭化炉の中で最も多量に処理できる能力を有している
と共に炭化過程で粘結炭による非粘結炭の機械的強度の
改質が容易なためである。この場合の炭化温度は７００
℃から１１００℃の間が好ましい。ただし連続式のロー
タリー・キルン等においても塊成炭を従来の方法で酸化
ＩＡ理を行ってから炭化すれば容易に炭化物を製造する
ことが出来る。

なお、機械的強度の著しく高い活性炭が必要なときには
タール、ピッチの結合剤を添加すると良い。

生成した炭化物は目的とする活性炭の粒度に応じて粒度
調整し、その後通常の手段でもって賦活し活性炭を製造
する。

本発明は以上のように、微粉砕した粘結炭に揮発分４５
％（ｄ、ａ、ｆ、）以上の微粉砕した非粘結炭を２０重
量％以上、７０重量％未満混合し、加圧成形し、そのま
ま又は破砕した後、室炉式炭化炉で炭化し、炭化物とし
た後破砕整粒し、賦活することを特徴とする活性炭の製
造方法であり、粘結炭の不溶融化工程を省略し、かつ既
存の室炉式コークス炉を使用して簡素に炭化物を製造す
るものである。本発明の方法によって製造した炭化物は
水蒸気あるいはＣＯ２等の公知の方法で賦活し活性炭と
する。

［実　施　例］ 次に本発明を実施例に基いて説明する。使用した粘結炭
および非粘結炭の性状を表１に示す。

なお、揮発分Ｃ％、ｄ、ａ、ｆ、）とはＪＩＳＭ８８１
２−１９７２に従って測定した揮発分を純炭ベースに換
算した値である。

表　　１ 一７４μｍ以下に粉砕した粘結炭と非粘結炭を表２に示
す混合割合で混合し、加圧成型し塊成化し、この塊成炭
を表２に示す条件で破砕し、内容積５００ｍＪｌの炭化
炉に３５０ｇ装入し３℃／ｆｆｌ１ｎの加熱速度で７０
０℃まで昇温し３０分保定後取り出し炭化物とした。

表　　２ クロ強度を測定した結果を表３に示した。

表　　３ これらの炭化物は実施Ｎｏ、１および２を除いて塊コー
クスを形成した。この点は非粘結炭を７０重量％以上粘
結炭に混合すると塊コークスが形成せず、室炉式コーク
ス炉から排出することが困難である事を示している。

生成した炭化物を３〜０．５ｍｍに整粒し、１５０ｇを
内容積２０００＋ｎ４の反応管に装入し、　９００℃で
もって水蒸気量７　ｇ／ｍｉｎで４時間賦活し活性炭と
した。生成した活性炭の比表面積およびマイなお、マイ
クロ強度は、内径２５　ｍｍ、長さ３０５　ｍｍのステ
ンレス管に、直径８ｍｍステンレス鋼球１０個と０．６
■以上の活性炭１０ｇを入れ、回転数２５　ｒｐｍで４
０分間回転させた後の活性炭の０．３５ｍｍ以上の歩留
である。

表３の結果から比表面積は非粘結炭の混合量が増加する
ことにより大きくなり活性炭とじて好ましいが、マイク
ロ強度は低下する。比較の市販活性炭と比較するとマイ
クロ強度の面から非粘結炭の混合上限は７０重量％であ
る。他方、比表面積からは非粘結炭の混合下限は２０重
量％である。

以上実施例及び比較例に示したように、本発明の方法に
よって活性炭用炭化物を容易に製造することが出来る。

本発明の方法の炭化物から製造した活性炭は、水処理用
活性炭、溶剤吸着、ガソリン、有毒ガス、あるいは脱臭
剤として使用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　微粉砕した粘結炭に揮発分４５％（ｄ、ａ、ｆ、）
   以上の微粉砕した非粘結炭を２０重量％以上、７０重量
   ％未満混合し、加圧成形し、そのまま又は破砕し粒度調
   整した後、室炉式炭化炉で炭化し、炭化物とした後、破
   砕整粒し、賦活することを特徴とする活性炭の製造方法
   。