JPH0920511A - 活性炭の製造方法及び装置 - Google Patents

活性炭の製造方法及び装置

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JPH0920511A
JPH0920511A JP7187792A JP18779295A JPH0920511A JP H0920511 A JPH0920511 A JP H0920511A JP 7187792 A JP7187792 A JP 7187792A JP 18779295 A JP18779295 A JP 18779295A JP H0920511 A JPH0920511 A JP H0920511A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 活性炭を製造するに際し、賦活用水蒸気を希
釈することなく、100%濃度で賦活を行なうことによ
り、高速で賦活反応を進行させ、滞留時間を短かくして
賦活反応器のコンパクト化を図る。また、縦型円筒状の
本体内に熱分解炉(炭化炉)と賦活反応器とを一体に組
み込み、炭化材料と賦活反応ガスの搬送装置を省略す
る。 【構成】 粉粒状石炭を熱分解炉14において理論燃焼
空気量以下の1次空気で燃焼させて石炭の固定炭素を残
留させた灰とし、この灰をそのまま賦活反応器12に落
下させて回収し水蒸気で賦活して粉粒状活性炭とし、熱
分解炉排ガスの保有する熱量を蒸気加熱器16及びボイ
ラ18で回収した後、排ガスの一部を熱分解炉14へ循
環する。灰を賦活する水蒸気として、蒸気加熱器16に
おいて熱分解炉排ガスで加熱された後、電熱ヒーター2
2でさらに加熱された低圧水蒸気が用いられ、熱分解炉
排ガスで灰を賦活する低圧水蒸気を加熱した後、この排
ガスに2次空気を供給して未燃分を燃焼させつつ高圧水
蒸気を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、活性炭の製造方法及び
この方法を実施する製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、粉末活性炭を製造する場合、60
0〜1000℃の賦活温度を維持するために、燃焼用空
気を供給するか、又はバーナ使用などによる燃焼熱を利
用している。また、特開昭49−128897号公報に
は、賦活用ガス・燃焼ガス室の上側に連設された流動層
式賦活室の内部を、水平方向に直列し、かつ、連通孔に
より底部を順次連通された複数段の室に区画し、これら
の複数段の室の第1番目の(上側の)室に原料炭供給機
を接続し、最後段の(下側の)室に活性炭排出管を接続
して炭化と賦活とを同時に行なうようにした活性炭製造
装置が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
活性炭製造方法及び装置においては、賦活炉が用いら
れ、補助燃料又は活性炭原料の熱分解ガスの燃焼炉内に
水蒸気を供給する方法で、活性炭が製造されていた。こ
れらの従来方法では、燃焼排ガスにより水蒸気濃度が希
釈されるため、賦活反応速度が遅く、滞留時間を長く必
要とする大きな賦活炉が必要であった。
【0004】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
本発明の目的は、賦活用水蒸気を希釈することなく10
0%濃度で賦活を行なうことにより、高速で賦活反応を
進行させ、滞留時間を短かくして賦活反応器のコンパク
ト化を図ることにある。また、本発明の他の目的は、縦
型円筒状の本体内に熱分解炉(炭化炉)と賦活反応器と
を一体に組み込み、炭化材料の搬送装置及び賦活反応ガ
スの搬送装置を省略することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するために、本発明の活性炭の製造方法は、粉粒状石
炭を熱分解炉において理論燃焼空気量以下の1次空気で
燃焼させて石炭の固定炭素を残留させた灰とし、この灰
を賦活反応器にそのまま落下させ水蒸気で賦活して粉粒
状活性炭とし、熱分解炉排ガスの保有する熱量を回収し
た後、排ガスの一部を熱分解炉へ循環することを特徴と
している。上記の方法において、灰を賦活する水蒸気と
して、熱分解炉排ガスで加熱された後、電熱ヒーターで
さらに加熱された水蒸気を用いることが好ましい。ま
た、熱分解炉排ガスで灰を賦活する水蒸気を加熱した
後、この排ガスに2次空気を供給して未燃分を燃焼させ
つつ水蒸気を発生させることが好ましい。
【0006】1次空気供給量は、石炭の理論燃焼空気量
の30〜70%である。この値が30%未満の場合は、
石炭の燃焼量が少なく、熱分解炉内温度を600℃以上
に維持できなくなる傾向があり、一方、70%を超える
場合は、石炭中の固定炭素まで燃焼するため、賦活すべ
き炭素が減少する傾向がある。また、1次空気と2次空
気とを合わせた総合空気比が1.0〜1.4になるよう
に、又は排ガス中の酸素濃度が2〜5%になるように、
2次空気供給量を制御する。総合空気比又は酸素濃度が
上記の範囲未満の場合は、排ガス中に未燃成分が残留
し、公害対策上問題となる傾向があり、一方、総合空気
比又は酸素濃度が上記の範囲を超える場合は、過剰な燃
焼空気量が増えて、熱効率が悪化し不経済となる傾向が
ある。
【0007】また、熱分解炉内温度が600〜1000
℃になるように、排ガス循環量を制御する。この値が6
00℃未満の場合は、熱分解速度が著しく低下し、運転
不能となる傾向があり、一方、この値が1000℃を超
える場合は、石炭中の固定炭素が溶融し、賦活が不能と
なる傾向がある。さらに、賦活反応器内温度が600〜
1000℃に保たれるように、賦活反応器へ供給する水
蒸気の量を制御する。賦活反応器内温度が600℃未満
の場合は、賦活反応速度が著しく低下し、吸着能力が小
さい活性炭となる傾向があり、一方、1000℃を超え
る場合は、石炭中の固定炭素が溶融し、賦活反応が起ら
ない傾向がある。
【0008】本発明の活性炭の製造装置は、縦型円筒状
の本体と、この本体の側部の略中央部に粉粒状石炭と理
論燃焼空気量以下の1次空気とを供給して石炭を熱分解
させるための、本体内の略中央部に設けられた熱分解炉
と、この熱分解炉で生成した固定炭素を残留させた灰を
落下させ、水蒸気を供給して賦活させるための、本体内
の下部に設けられた賦活反応器と、前記熱分解炉の上側
の本体内に設けられ、熱分解炉排ガスで賦活反応器へ供
給する水蒸気を加熱するための蒸気加熱器と、この蒸気
加熱器の上側の本体内に設けられ、2次空気を供給して
排ガス中の未燃分を燃焼させつつ水蒸気を発生させるボ
イラと、このボイラからの排ガス煙道と前記熱分解炉と
を接続する排ガス循環導管と、前記蒸気加熱器と前記賦
活反応器とを接続する賦活用蒸気供給管に設けられた電
熱ヒーターと、からなることを特徴としている。上記の
熱分解炉において、1次空気及び粉粒状石炭の混合流が
本体の接線方向に供給されて旋回流となるように構成す
ることが好ましい。
【0009】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、適宜変更して実施することが可能なもので
ある。 実施例1 図1は本実施例における活性炭の製造方法のフローを示
し、図2は本実施例における活性炭の製造装置の構成を
示している。10は縦型円筒状の本体で、この本体10
内に下部から、賦活反応器12、熱分解炉14、蒸気加
熱器16、ボイラ18が直列に形成されて活性炭の製造
装置が構成される。熱分解炉14は本体10内の略中央
部に設けられ、本体10の側部の略中央部に粉粒状石炭
と理論燃焼空気量以下の1次空気とを供給して、石炭を
熱分解させるためのものである。図2では、粉粒状石炭
を1次空気により本体10の接線方向に供給して旋回流
とするサイクロン式の熱分解炉を示している。20は粉
粒状石炭と1次空気とを混合するための混合部である。
【0010】この熱分解炉14で生成した固定炭素を残
留させた灰をそのまま落下させ、この灰を、蒸気加熱器
16と電熱ヒーター22とで加熱された低圧水蒸気を供
給して賦活させるための賦活反応器12が本体10内の
下部に設けられる。24は粉粒状活性炭排出機である。
熱分解炉14の上側の本体10内には、熱分解炉排ガス
で賦活反応器へ供給する低圧水蒸気を加熱するための蒸
気加熱器16が設けられ、この蒸気加熱器16の上側の
本体10内に、2次空気を供給して排ガス中の未燃分を
燃焼させつつ高圧水蒸気を発生させるボイラ18が設け
られる。このボイラ18の排ガス煙道26の排ガスファ
ン28出口と熱分解炉14の上部とは排ガス循環導管3
0を介して接続され、また、蒸気加熱器16と賦活反応
器12とは賦活用蒸気供給管32を介して接続され、こ
の賦活用蒸気供給管32に電熱ヒーター22が設けられ
ている。
【0011】図3は、図2に示す活性炭製造装置におけ
る各部の制御機構を示す構成図である。以下、本実施例
における作用を図1〜図3に基づいて説明する。粉粒状
石炭と理論燃焼空気量の50±20%の1次空気とを熱
分解炉(炭化炉)14に供給し、石炭を600〜100
0℃で部分燃焼させて石炭中の固定炭素を残留させた灰
とし、この灰をそのまま落下させて賦活反応器12内に
回収する。熱分解炉14内の温度は600〜1000℃
となるように、温度指示制御器34により排ガス循環導
管30に設けられた循環排ガス流量制御弁36を開閉し
て制御できるように構成されている。なお、循環排ガス
の温度は200℃前後である。
【0012】賦活反応器12内の固定炭素を残留させた
灰を、加熱された低圧水蒸気で賦活して粉粒状活性炭と
する。すなわち、0.1〜0.5kg/cm2 G、150〜
200℃程度の低圧水蒸気を蒸気加熱器16に供給して
熱分解炉排ガスで600℃前後に間接加熱した後、さら
に、電熱ヒーターで700〜1100℃に加熱し、この
加熱低圧水蒸気を賦活反応器12に導入する。そして、
賦活反応器12内の温度が800±200℃の範囲に維
持されるように、温度指示制御器38により加熱低圧水
蒸気流量制御弁40を開閉して制御できるように構成さ
れている。
【0013】ボイラ18には2次空気が供給されて排ガ
ス中の未燃分が燃焼し、高温の燃焼排ガスとなる。そし
て、ボイラ18に導入されたボイラ水と間接熱交換して
20〜50kg/cm2 Gの高圧水蒸気を発生させる。この
高圧水蒸気は、例えば、蒸気タービン(図示略)に送ら
れ、抽気された低圧水蒸気が蒸気加熱器16へ送られ
る。2次空気の一部は蒸気加熱器16へ供給されること
もあるが、これは必ずしも必要なものではない。ボイラ
18へ供給される2次空気の量は、1次空気と合わせた
総合空気比が1.2±0.2になるように調節される。
この代わりに、排ガス煙道26にO2 計42を設けて、
排ガス中のO2 濃度が2〜6%になるように、2次空気
流量制御弁44を開閉して制御するように構成すること
も可能である。
【0014】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 (1) 賦活用水蒸気を希釈することなく100%濃度
で賦活を行なうことにより、高速で賦活反応を進行させ
ることができ、賦活反応器内における粉粒状体の滞留時
間が短かくなり賦活反応器をコンパクトにすることがで
きる。 (2) 従来は、熱分解炉(炭化炉)と賦活炉とは別設
又は別室に分けられていたが、本発明の装置は、縦型円
筒状の本体内の略中央部を熱分解炉とし、下部を賦活反
応器としているので、炭化と賦活の工程を一体型の活性
炭製造炉で行なうことができる。このため、炭化材料と
賦活反応ガスの搬送装置を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の活性炭の製造方法の一実施例を示す系
統図である。
【図2】本発明の活性炭の製造装置の一実施例を示す構
成図である。
【図3】図2に示す装置に各部の制御機構を付加した活
性炭製造装置の構成図である。
【符号の説明】
10 本体 12 賦活反応器 14 熱分解炉 16 蒸気加熱器 18 ボイラ 20 混合部 22 電熱ヒーター 24 粉粒状活性炭排出機 26 排ガス煙道 28 排ガスファン 30 排ガス循環導管 32 賦活用水蒸気供給管 34 温度指示制御器 36 制御弁 38 温度指示制御器 40 制御弁 42 O2 計 44 制御弁

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉粒状石炭を熱分解炉において理論燃焼
    空気量以下の1次空気で燃焼させて石炭の固定炭素を残
    留させた灰とし、この灰を賦活反応器にそのまま落下さ
    せ水蒸気で賦活して粉粒状活性炭とし、熱分解炉排ガス
    の保有する熱量を回収した後、排ガスの一部を熱分解炉
    へ循環することを特徴とする活性炭の製造方法。
  2. 【請求項2】 灰を賦活する水蒸気として、熱分解炉排
    ガスで加熱された後、電熱ヒーターでさらに加熱された
    水蒸気を用いる請求項1記載の活性炭の製造方法。
  3. 【請求項3】 熱分解炉排ガスで灰を賦活する水蒸気を
    加熱した後、この排ガスに2次空気を供給して未燃分を
    燃焼させつつ水蒸気を発生させる請求項1又は2記載の
    活性炭の製造方法。
  4. 【請求項4】 1次空気供給量が、石炭の理論燃焼空気
    量の30〜70%である請求項1、2又は3記載の活性
    炭の製造方法。
  5. 【請求項5】 総合空気比が1.0〜1.4になるよう
    に、又は排ガス中の酸素濃度が2〜6%になるように、
    2次空気供給量を制御する請求項3記載の活性炭の製造
    方法。
  6. 【請求項6】 熱分解炉内温度が600〜1000℃に
    なるように、排ガス循環量を制御する請求項1〜5記載
    の活性炭の製造方法。
  7. 【請求項7】 賦活反応器内温度が600〜1000℃
    に保たれるように、賦活反応器へ供給する水蒸気の量を
    制御する請求項1〜6記載の活性炭の製造方法。
  8. 【請求項8】 縦型円筒状の本体と、この本体の側部の
    略中央部に粉粒状石炭と理論燃焼空気量以下の1次空気
    とを供給して石炭を熱分解させるための、本体内の略中
    央部に設けられた熱分解炉と、 この熱分解炉で生成した固定炭素を残留させた灰を落下
    させ、水蒸気を供給して賦活させるための、本体内の下
    部に設けられた賦活反応器と、 前記熱分解炉の上側の本体内に設けられ、熱分解炉排ガ
    スで賦活反応器へ供給する水蒸気を加熱するための蒸気
    加熱器と、 この蒸気加熱器の上側の本体内に設けられ、2次空気を
    供給して排ガス中の未燃分を燃焼させつつ水蒸気を発生
    させるボイラと、 このボイラからの排ガス煙道と前記熱分解炉とを接続す
    る排ガス循環導管と、 前記蒸気加熱器と前記賦活反応器とを接続する賦活用蒸
    気供給管に設けられた電熱ヒーターと、からなることを
    特徴とする活性炭の製造装置。
  9. 【請求項9】 熱分解炉において、1次空気及び粉粒状
    石炭の混合流が本体の接線方向に供給されて旋回流とな
    るようにした請求項8記載の活性炭の製造装置。
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