JPH054924B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

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】

炭素質固体原料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
炭素質固体原料に直接接触させて加熱し、かつ、
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、燃焼ガス中に含ま
れる酸素によつて炭素質固体原料が酸化されるか
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焼ガスで希釈されて水
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、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
燃料の燃焼によつ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エイトが大きく、
かつ、活性炭製造装置建設費も高いからその償却
費も高く、活性炭製造原価は高額なものとなつて
いる。 これらの欠点を積極的に改善し、品質の良い活
性炭を歩留り良く製造し、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詳しく述べると、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
スの輻射熱によつて流動床を加熱させることによ
つて、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、熱効率良く、そして活性炭
製造装置の運転が定常状態に達した後は外部から
燃料を供給することなしに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、本発明者の研究によれば、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、その必要熱量は燃焼輻射室の燃焼ガ
スの輻射熱による流動床上部への加熱によつてま
かなわれるもので、流動床上部が流動床下部にく
らべて高温となり、流動床の上下方向に大きな温
度分布をもつことになつて、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
に燃焼輻射室の燃焼ガス温度はさらに高温なもの
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する恐れのあることも判つて
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加熱器の耐熱
性にも問題を生じ、熱的損傷のトラブル発生が多
いことも判つてきた。

【発明の開示】

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つて
加熱し、流動床内温度分布を均一ならしめること
によつて、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
源とすることによつて、燃焼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
による賦活によつて活性炭に転化することのでき
る固体原料であつて、この炭素質固体原料として
は、例えば石炭、亜炭、褐炭、泥炭、ピツチ、椰
子ガラ、モミガラ、落花生ガラ、パームシエル、
本屑、鋸屑等が挙げられる。 上記の目的は、次述の技術によつて達成され
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つて
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
方に拡がつている燃焼輻射領域中に前記揮発ガス
及び水性ガスといつ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、これによつて発生した燃焼ガス
の輻射熱によつ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
水性ガスといつた炭素質固体原料からの生成ガス
の燃焼において、酸素又は酸素含有ガスの量の調
節によつ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
ば流動活性化上端附近より揮発ガス及び水性ガス
といつた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1300〜1550℃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1.3〜2.5Kg／Kg炭素質固体原料の割合で供
給されることが、又、燃焼輻射領域中に送入され
る酸素又は酸素含有ガスは酸素量約0.4〜1.5N
m³／Kg炭素質固体原料の割合であることが、又、
２次燃焼室に送入される酸素又は酸素含有ガスは
酸素量約0.1〜0.8Nm³／Kg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
加熱することによつて調製されることが、又、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製されることが、
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次燃焼室で燃焼する
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、その上方に過熱水蒸気の流れを整流する
ためのデイストリビユ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
集合室間を通じ、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
の可燃性ガス排出口が設けられ、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
る活性炭製造装置によつて実施できる。 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
性ガスの燃焼量調節により加熱量を調節すること
が可能であり、よつて流動床温度、特に上下方向
の温度を均一にすることができるので、水性ガス
化反応の均一が計られ、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
均一品質を得ることができる。 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良く、すなわち
燃焼輻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、これによつて得られる燃焼ガスは流動床よ
り高温であり、従つて比重も小さいので、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
つ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、長辺に直角に複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つて炭
素質固体原料の流動床内流れをつくることによつ
て、ピストンフロー状の流動床の形成ができる。
このことによつて、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
スといつ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量の約５倍以上の熱量を有
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
状態に達した後は、補助燃料を供給することな
く、又は少量の供給のみで操業を継続することが
できる。従つ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、スクリユーフイダー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、その長辺側の両側壁内には２次
燃焼室９及び燃焼ガス集合室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。 スクリユーフイダー２は流動活性化室７の短辺
側の一方の側壁の上端部に連結されており、これ
によつ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の短辺側の他方の側壁の下端部の前記スクリユ
ーフイダー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の底部には過熱水蒸気噴出口１
４が開口し、その上方に過熱水蒸気の流れを整流
するためのデイストリビユーター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から水蒸気加熱器４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を経て過熱水蒸
気噴出口１４に送り、デイストリビユーター１５
から流動活性化室７に噴出させる。 炭素質固体原料を所望の粒径に破砕又は造粒
し、これをスクリユーフイダー２によつて流動活
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、炭素質固体原料は約0.1〜９mm
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
いることが望ましく、その供給量は約1.3〜2.5
Kg／Kg炭素質固体原料であることが好ましい。 上記製造システムを始動する際には、まず、空
気を供給ライン１８から空気予熱器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。この始動用バーナ
ー６には、燃料が供給ライン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つて、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1300℃〜1550℃であること
が好ましく、流動床は約800℃〜1100℃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。 上記の始動操作により、流動床内の炭素質固体
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、同時にその一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。これらの水性ガス及び揮発ガ
スは流動活性化室７から燃焼輻射室８内に流入す
る。 上記の始動操作によつて炉内が定常状態に近く
なつたとき、予熱空気の供給ライン２０及び燃料
の供給ライン２１を閉じて始動用バーナー６によ
る燃料の燃焼を停止し、予熱空気を供給ライン２
２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。予熱空気の供給量の
調節により燃焼輻射室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
によつて抜き出され、２次燃焼室９に送られ、次
いで加熱管１１を通つて燃焼ガス集合室１０に送
られる。 ２次燃焼室９に予熱空気を供給ライン２４から
送り、燃焼ガス中の可燃性ガスを燃焼し、加熱管
１１を導入する燃焼ガスを加熱調節する。そし
て、加熱管１１の管理を通しての伝熱によつても
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によつて抜き出され、その一部は分岐ライン
２６を経て水蒸加熱器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、燃焼ガスの他の一
部は分岐ライン２８を通つて空気予熱器５に送入
され、熱交換によつて空気を所望温度に加熱した
後、排ガスライン２９を通つて系外に排出され
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
つ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３
３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に水蒸気を供給ライン３４を通じて送
り、可燃性ガスバーナー３２の内部にエジエクタ
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
量の調節によつて行い、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
℃に保つことによつて、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〜
0.8Nm³／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1.2Nm³／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300℃以上
に、水蒸気が約500℃以上に加熱されることが好
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１２、シールバルブ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化炉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、活性化炉１の内壁は、耐火材
料３６によつて内張りされている。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１１を設け、流動床への伝熱
を行えるようになつている。 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
うになつている。 流動活性化室７の上部に、水性ガス及び揮発ガ
スの可燃性ガスを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はエジエクター構造で、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つている。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３
８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３
２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底部に過熱水蒸気噴出口１４が
開口し、その上部に過熱水蒸気の流れを整流分配
するデイストリビユーター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
ができるようになつている。 流動活性化室７の短辺壁側上部にスクリユーフ
イダー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に向つて、隔壁４０により
形成された画室を隔壁４０の上部又は下部を順次
通過することができる。これによつて、炭素質固
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個であつ
てもよいが、長辺壁側に相対して２個以上等間隔
で設け、必要によつては短辺壁側に相対して２個
以上等間隔で設け、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、好ましくは長辺壁側、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
し得るようになつ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
入できるようになつている。 燃焼輻射室８の容積V₂は流動活性化室の容積
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、その下端断面積S₁よりも上端断面積S₂の
方が大きくなるように、例えば逆角錐状又は逆楕
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、S₂／S₁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８の断面積S₃が大きくなると、流動
床に対する輻射効率が向上するが、炉壁面積も大
きくなつて熱損失が増大し、可燃性ガスの燃焼も
不均一になる等の欠点も生じる。従つて断面積S₃
は、流動活性化室７の上端の断面積S₂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の高さが大きくなると、活性炭
の単位面積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。従つて、流動活性化室７の高さＨは
2m以下が好ましい。

【効果】

本発明は、上記のように構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
つて加熱されるから、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、よつ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から、活性炭製
造に要する燃料消費量を少なくでき、活性炭の
製造コストを低廉なものにできる。 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図は活性化炉の概略図、第３図は流動活
性化室の概略図である。 １……活性化炉、２……スクリユーフイダー、
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、１
０……燃焼ガス集合室、１１……加熱管、１２…
…活性炭回収口、１４……過熱水蒸気噴出口、１
５……デイストリビユーター、３０……可燃性ガ
ス抜出管、３２……可燃性ガスバーナー、３７…
…燃焼ガス導入口、３８……予熱空気導入口、４
０……隔壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流動活性化領域において炭素質固体原料を加
   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つ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
   と加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つている燃
   焼輻射領域中に前記炭素質固体原料からの揮発ガ
   ス及び水性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、これによつて発生し
   た燃焼ガスの輻射熱によつ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 燃焼輻射領域中における炭素質固体原料から
   の揮発ガス及び水性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つて燃焼量を調節
   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 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 炭素質固体原料からの揮発ガス及び水性ガス
   のうち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 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 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 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 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 過熱水蒸気が流動活性化領域中に約1.3〜2.5
   Kg／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項記載の活性炭の製造方法。 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つて調整される
   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 炭素質固体原料からの揮発ガス及び水性ガ
   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 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0.4〜1.5Nm³／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 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0.1〜0.8Nm³／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 炭素質固体原料からの揮発ガス及び水性ガ
   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 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 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製される
   特許請求の範囲第１５項記載の活性炭の製造方
   法。 １７ 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イストリビユータが配されて
   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 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 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 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 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 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 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１７項記載の活性炭製造装置。 ２４ 酸素又は酸素含有ガス送入口空気予熱器を
   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 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 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 燃焼輻射室の容積V₂が流動活性化室の容
   積V₁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 流動活性化室の上端面における断面積S₂が
   下端断面積S₁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 燃焼輻射室の断面積S₃が流動活性化室上端
   面における断面積S₂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 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。