JPH0383811A - 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】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は活性炭の製造方法に関する。このプ法によって
製造された活性炭は上水および排調中の有害物質の除去
、ガソリン等の揮発性有劇物、排ガス中の有害ガスある
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ｉ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
、気孔壁が厚く、比表面積の小さ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る。

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５ｏ−５１９９６号公報は、粘結性か弱い
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、これら褐炭を原料ヒ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。このように、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
の使用は活性成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。

さらには、米国特許３４８３１３４号公報には穀物を微
粉炭に１〜１０％添加する方法も開示されている。

［発明が解決しようとする課！！Ｉ］ しかしながら、これら公知の活性炭製造方法では、高強
度、高比表面積の活性炭が製造できない。また、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
溶融塊成炭の製造が困難で、もし均質な不溶融塊成炭を
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。更に高い比表面積の活性炭を得ようと
すれば賦活時間を長くし賦活歩留を減少させなくてはな
らない。以上の点から、粘結炭を主体として、比表面積
の高い良質活性炭を簡素に、しかも安価に賦活歩留を高
くする製造方法の確立は！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、その目的を遺戒するために、微粉粉砕した粘
結炭に、微粉砕した揮発分４５％（ｄ、、ａ、ｆ、）以
上の非粘結炭を２０重量％以上９０重量％未満添加後、
粘結剤を使用することなく、加圧成形し造粒炭とし、そ
のまま、または整粒した後、炭化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、褐炭あるいは無煙炭が一般に使
用されている。しかし、機械的強度が強く、かつ比表面
積の高い活性炭の製造は困難である。このため機械的強
度の高い活性炭の製造には、高価な粘結剤を使用するか
粘結炭を微粉砕し、造粒した造粒炭が使用されている。

このため活性炭原料コストが高くなる。また、粘結炭を
使用した場合には、炭化過程での造粒炭の軟化溶融現象
を防止する必要がある。

このため造粒炭の不溶融化ｆｉ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されているが、
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。

そこで、本発明は、粘結炭を微粉化し粘結炭の比表面積
を大きくすると共に粘結炭の不溶融化処理を省略するた
め、炭化過程で収縮量が大きく、酸素含有量の多い揮発
分４５％（ｄ。

ａ、ｆ、）の非粘結炭を使用し、粘結炭を不溶融化処理
せず、造粒炭相互の融着を防止すると共に、造粒炭内部
では粘結炭の溶融を起こさせ、この溶融物で炭化物の機
械的強度を発現させ、さらには非粘結炭を強固に固定し
、かつ造粒炭内部に多数のマクロ気孔を形成させる事を
種々研究の結果見出したものである。

本発明による粘結炭は、微粉砕された石炭であるが、好
ましくは７４μｍより小さく粉砕された石炭がよい。

粘結炭に配合する揮発分４５％（ｄ、　ａｆ、）以上の
非粘結炭は、粘結炭の粉砕粒度と同等で良いが、粘結炭
よりも小さいほうが好ましい。なお、揮発分４５％（ｄ
、ａ、ｆ、）以上の非粘結炭の配合量が粘結炭より多い
場合は、粘結炭の粒度を揮発分４５％（ｄ、　　ａｆ、
）以上の非粘結炭より小さくする必要がある。

揮発分４５％（ｄ、ａ、ｆ、）以上の非粘結炭を配合す
るのは加熱過程における酸性ガスおよび酸性液状物の発
生と軟化溶融しないため石炭粒子相互の強固な融着を防
止し、炭化物の賦活時に賦活ガスが容易に炭化物内部ま
で拡散するようなマクロ気孔を形成させるためである。

なお、揮発分４５％（ｄ、ａ、ｆ、）未満の非粘結炭で
は賦活によって細孔が開きにくい。

粘結炭への揮発分４５％（ｄ、ａ、ｆ、）以上の非粘結
炭の添加量を２０重量％以上９０１ｉ量％未溝と規定し
たのは、２０重量％未満では炭化物に充分なマクロ気孔
を形成させる事および造粒炭相互の融着を防止出来ない
ためである。また上限を９０重量％未満としたのは、９
０重量％以上添加すると造粒炭の機械的強度が低下し、
活性炭製造工程で粉化が起こり活性炭歩留が著しく低下
し経済的でないためである。

賦活時に賦活ガスが容易に炭化物内部まで拡散するよう
なマクロ気孔を形成させ、かつ造粒炭の機械的強度を十
分確保するためには、粘結炭への揮発分４５％（ｄ、ａ
、ｆ、）以上の非粘結炭の添加量は好ましくは２５重量
％以上７０重量％未満が良い。

粉砕された粘結炭と揮発分４５％（ｄ、ａ。

ｆ、）以上の非粘結炭の混合炭は、粘結剤を使用するこ
となく加圧成形し、造粒炭としてから回転炭化炉、流動
炭化炉あるいは傾斜炉などで炭化する。生成した炭化物
は、目的とする活性炭の粒度に通していればそのまま、
もし炭化物の粒度が大きい場合は破砕整粒する。

粒度調整した炭化物は、通常の手段でもって賦活し活性
炭を製造する。

なお排煙脱硫用活性炭のように大きな比表面積を必要と
しない場合には、炭化物のまま賦活することなく使用し
ても差し支えない。

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、）以上の非粘結炭を添加することによ
って石炭の不溶融化を省略し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を水蒸気ある
いはＣＯ２等の公知の方法で賦活し活性炭とする。更に
、賦活速度をより速めるためには公知のカリウム、ナト
リウム等触媒を添加すれば良い。

［実　施　例コ 次に本発明を実施例に基いて説明する。本発明の方法に
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、表１の揮発分（％、ｄ、ａ、ｆ、）とはＪＩＳＭ
８８１２−１９７２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 平均粒度２５μｍに粉砕した粘結炭と非粘結炭とを表２
に示す配合割合で混合し、加圧成型し塊成炭とした後、
表２に示すようは粒度調整した。

表 粒度調整造粒炭を内容積２２００ｍ１の炭化炉に３００
ｇ装入し、７００℃まで昇温し３０分保定後取り出し炭
化物とした。生成した炭化物１５０ｇを内容積２２００
ｍｊ！の反応管に装入し、９００℃でもって水蒸気量６
ｇ／ｗｉｎで４時間賦活し活性炭とした。生成した活性
炭の性状を表３に示した。但し表３の実施Ｎｏ、７は造
粒炭相互の融着が若干起こり、実施Ｎｏ、８　（比較例
）では大部分が融着した。

表　　３ なお、マイクロ強度は、内径２５ｍｍ、長さ３０５ｍｍ
のステンレス管は、直径８ｖｎのステンレス鋼球１０個
とＯ，［！ｍｏ＋以上の活性炭１０ｇを入れ、回転数２
５　ｒｐｍで４０分間回転させた後の活性炭の０．３５
ｍｍ以上の歩留であり、活性炭の機械的強度をあられす
指数である。

表３の結果から比表面積は非粘結炭の配合量が増加する
ことにより大きくなり活性炭としては好ましい。しかし
、マイクロ強度は非粘結炭の配合量が増加することによ
り低下する。比較の市販活性炭と比較すると比表面積か
らは非粘結炭の配合量の下限は２０重量％であり、マイ
クロ強度の面からは非粘結炭の配合量の上限は９０！量
％未満である。

［本発明の効果］ 以上実施例および比較例に示したように、本発明の方法
すなわち、微粉砕した粘結炭に揮発分４５％（ｄ、ａ、
ｆ、）以上の非粘結炭を２０重量％以上９０重量％未満
添加することによって、活性炭用炭化物を簡素に製造す
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、あるいは脱臭剤として使用
できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　微粉粉砕した粘結炭に、微粉砕した揮発分４５％（
   ｄ、ａ、ｆ、）以上の非粘結炭を ２０重量％以上９０重量％未満添加後、粘結剤を使用す
   ることなく、加圧成形し造粒炭とし、そのまま、または
   整粒した後、炭化賦活することを特徴とする活性炭の製
   造方法