JPS60255608A - 活性炭及びその製法 - 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】 褐炭コークスを回転管中で２５％水性炭酸カリウム溶液
の添加後活性１とすることに公知である（　Ｃｈｅｗ、
　Ｔｓｃｈｎ、　３４　（１９８２）　２９０−３００
参照）。

Ｕｌ１ｍａｎｎ著ｒ　Ｅｎ＊ｙｋｌｏｐａｄｉｅ　ｄｅ
ｒ　ｔａｃｈｎｉｓｃｈｓｎＣｈ＠ｍｉｓ　Ｊ　第４版
４．　第１４巻、オ６２３頁、２６２５頁及びオ６２６
頁から褐炭コークスを活性化前置体又は水に浴かした炭
酸カリウムの添加下ガス活性１６することハ公知である
。

公知の方法に、珠に微細孔活性炭が得られないと云う欠
点を有する。

公知の方法の場合褐炭コークスを水性触媒浴液中で本来
の活性化前懸濁させる。これによって制御されない量の
触媒に褐炭コークスにより吸収される。この場合吸収さ
れる触媒の量に褐炭コークスの品質次オで低下させるこ
とができる、この様に含浸した褐炭コークスを公知の方
法でろ別し、乾燥しそして本来の活性化に付する、 正確に制御できない触媒吸収に基いて前記の活性炭品質
の再現可能な製造に可能でない。

更に公知方法により１１！遺した活性炭に、地下水から
の飲料水の後処理の際又は撥水の後処理の際殊に有利に
使用できない欠点を有する。

本発明の対象は、褐炭コー′クスから製造されそして糖
密価掛ける沃素何割る１０００は３５０〜１０００に等
しくモして／又は糖密価掛けるメチレンブルー滴定置割
る１０ｔｌ！５０’Ｏ〜１２００に等しいことを特徴と
する活性炭である。

この特性表示は本発明による活性炭に於て微細孔及び粗
孔からなる％珠な組み合わせに特徴がある。

本発明による活性炭は地下水からの飲料水後処理又ｒｚ
＠水の後処理の際有利には良好な吸着性を有する。就中
四環ｔｔＳ炭素はすばらしく吸着されそしてこれにより
水から除かれる。高い摩耗硬度に基いて本発明による活
性炭に再現性が一層良好である。

本発明による活性炭は飲料水の水抜処理に休に有利に使
用することができる。

本発明の別の対象は、糖密価掛ける沃素何割る１０００
は３５０〜１０００に等しくそして／又に糖密価掛ける
メチレンブルー滴定置割る１　０ｒ１５００〜１２００
に等しい活性炭を褐炭コークスから＃！造する方法に於
て、褐炭コークスを水蒸気で回転管中で活性１としそし
て活性ｆｅ段階中水性アルカリー又にアルカリ土類炭酸
塩浴液及び／又に水性アルカリ−又はアルカリ土類水酸
化物溶液をランスによＶ回転管に質入することを特徴と
する上記製法である。

本発明の好ましい実施態様でに、アルカリ炭酸塩として
ＲｒＲカリクム又はアルカリ水酸化物として水酸化カリ
ウムを使用することができる。

カリウム濃度に、使用褐炭に対しｉ、　ｏ　−ａ　。

重量％好ましくは１．５〜６０重貴％であることができ
る。

本発明による方法に出発原料として褐炭コークスが使用
される。この褐炭コークスは次のデータに関して特徴づ
けることができる。

粒度　：　Ｑ、５−４．０− 灰分　ニア、０±１．５！ｉｆｆ 揮発性成分　土工〇±Ｑ、５」廓 固足炭素　：８７．５土工ａｍ 嵩密度　：　［Ｌ５ｏ＋０．０５ｆ／ｄ本発明の好まし
い実施態様に於て出発原料として、次の物理的及び化学
的性質を有する褐炭コークスが使用される： 粒度　■　０．５−４．０ 細粒組成： ＞４．００−　重量％ ４．００−　ｉ１５．　重量％　５．。

五１５−　２．００鴫　重量％　２５．。

２．００−　１．００−　重量％　４ａ０１．００−　
０．５０−　重量％　２２．。

＜ａ、ＳＯ−重量％　− １００，０ 近成分析： 水分　重量％　Ｚ５ま１．５ 灰分　重量％　７．０＋１．５ 揮発性成分　重量％　五０＋〇、５ 固足炭素　重量％　８７．５＋五〇 発熱量（Ｈａ　）　ｋｃａｌ／ｋｇ　７．１５０±２０
０ＫＪ／ｋｇ　３Ｇ、０００　＋８５０ 元素分析（ｗａｒ）　： 炭素　重量％　８ａ２＋１．０ 水素　重量％　Ｑ、６＋（１２ 硫黄　重量％　αａ＋ａ１５ ８１０２Ｊｉ量Ｘ　＆ｏ＋４．。

”２０！ｌ　重ｔＸ　６．ａ＋ｌ。

Ｆｅ１２．　重量％　１６．０＋ａｇ ＳＯ５重量％　１６．０＋４．０ ０ａＯ重量％　５７．５　＋７．５ Ｍｇ０　重量％　１６．［］±４．０ 物理的係数： 固有密度　ｇ７／−＋４　１．７５±０．１密度　ｇ／
ｄ　ｏ、ｓｏ±０．０５ 比表面積　−／　ｇ　２００±５０ 反応度　−０Ｃ１２／　ｇ−秒　２．８電気抵抗　Ｏｈ
ｍ　、ｃｎｒ　ｃＬ２５発火点　Ｃ、５２０土２０ 耐圧力　ｄａＮ　／　ｄｉ　−−− 焼結点　Ｃ約ｉ、ｏｓ。

軟化点　Ｃ約１．４４０ 半球点　Ｃ約１．５６０ 浴融点　Ｃ約１．６２０ 褐炭コークスの特別な粒度が就中重要である。

例えば不発明による方法の場合微細粉末状褐炭コークス
は回転管中で使用することができない。

本発明による活性化法は回転管中で実施されるｅ公知方
法でガスバーナー−この場合例えば液化ガス例えばブタ
ン又ｄプロパンが燃焼されるーによる回転管の加熱が実
施される。活性剤として水蒸気を公知方法で回転管に導
入する。

触媒として水性炭酸カリウム溶液又に水性水ｆｆｆとカ
リウム浴液を好ましくは１０〜５０重量％の濃度で使用
することができる。

水性アルカリ−又はアルカリ土類炭酸塩−又は水酸化物
溶液の添加は本発明により一成分ノズル又は二成分ノズ
ルとして形成されるランスを介して行うことができる。

このランスにより水性触媒溶液を活性化生褐炭コークス
上に回転管中で噴霧する。

触媒溶液を活性体（褐炭コークスと見られる）の流れ方
向に於て前にある、回転管炉の前にある部分中で添加す
るのが好ましい。

林に好ましい実施態様に於て触媒浴液を回転管炉の頭部
に於て添加する。

活性化温室は本発明による方法に於て活性体（褐炭コー
クス）の流れ方向で回転管炉の前にある部分に於て９０
０〜１０４５Ｃ好ましくは１０００〜１０２０Ｃで、中
間部分に於て９０５〜１０５５ｔ：’好ましくは９６０
〜９８０Ｃでそして後にある部分に於て８８０〜９９５
Ｃ好ましくｉ９２０〜９４０Ｃであることができる。

本発明による方法は、触媒溶液の添加を褐炭コークスの
使用量に対する量のあいだに於て適切に１１１ｇＭする
ことができると云う長所を有する。

本発明による方法に於て有利には、含浸段階を使用する
公知の活性１し法が必要であるろ過−及び乾燥段階は省
ける。

例　１及び２ 次の表１中で記載の物理的−化学的データを有する褐炭
コークス： 表　１ ＞４．００■　重量％ ４．００−　ｉ１５．　重量％　５．０ｉ１５−　ｚ、
ｏｏ−重量％　２５．０２、ｏｏ−１，００ｍ　重８％
　４ａＯｉ、ｏｏ−ｏ、ｓｏ■　重量％　２２．０＜Ｉ
ＩＬ５０箇　重量％ ＩＱ［ＬＱ 近成分析： 水分　重量％　ｚ５土１．５ 灰分　重量％　ＺＯま１．５ 揮発性成分　重量％　五０＋１５ 固足炭素　重量％　８７．５＋ｉ０ 発熱量（Ｈａ）　ｋｃａｌ／ｋｇ　７．１５０士２００
訂／ｋｇ　３［ＬＯＯＯ土８５０ 元素分析（ｗａｆｆ）　： 炭素　重量％　８＆２±１．０ 水素　重量％　０．６±ＩＩＬ２ 硫黄　重量％　［１４＋ｌ１１５ Ｍｇ０　重量％　１６．０±４．０ 物理的係数： 固有密度　”　ｇ／＋１！１．７５＋［Ｌ１重密度　ｇ
＾　０．５ｏ十αｏ５ 比表面積　ｎ？／ｇＺＯＯ＋ｓ。

反応度　−Ｃ０２／ｇ、秒　２．８ 電気抵抗　Ｏｈｍ　、ｃｍ　［Ｌ　２５発火点　ｔ：’
　５２０　＋２０ 耐圧力　ｄａＨ／６Ｉ−−− 焼結点　Ｃ約１．０５０ 軟化点　Ｃ約１・４４Ｑ 半球点　Ｃ約１．５６０ 溶融点　Ｃ約１．６２０ 前記褐炭コークスを回転管炉中で水蒸気で活性にする、
触媒として水性炭酸カリウム又は水性水酸１じカリウム
溶液を一成分ノズルを備克たランスを介して回転管炉の
頭部で添加する。最終的活性体の塗布にトランペット管
を介して活性体（褐炭コークス）の流れ方向で回転管炉
の後方の末端で行われる。燃焼ガスとして液比ガス（プ
ロパン／ブタン）が使用される。

例の個別的データを表２に記載する： 記載データに、下記条件下水で洗浄せる灰分１０〜１５
重量％の活性炭に関する。

得られる活性炭は精密価掛ける沃素側割る１０００の次
の値を有する： 例　１　４８２ 例　２　４２８ 精密価掛けるメチレンブルー側割る１０に次の通りであ
る： 例　１　８７８ 例　２　６４６ 例　５及び４ 例１〜４に於て使用せる゛如き褐炭コークスを回転管炉
中で水蒸気で活性氾する。

触媒として水性水酸化カリウム溶液を一成分ノズルを備
えたランスを介して回転管炉の頭部で添加する。

最終的活性体の塗布にトランペット管を介して活性体（
褐炭コークス）の流れ方向で回転管炉の後方の末端で行
われる。燃焼ガスとして液化ガス（プロパン／ブタン）
が使用される、個別的データに工業的条件下水で洗浄せ
る灰分１０〜１５重量％の活性炭に関する。

得られる活性炭は精密価掛ける沃素側割る１００００次
の値を有する： 例５４５１ 例　４　４９５ 精密価掛けるメチレンブルー側割る１０は次の通りであ
る： 例　５　８１４ 例　４　７９８ 例１〜４に於ける精密価の測定は次の様に行われる： １、　前置き： 液相中の使用に備え・られた活性炭の吸着能の特徴づけ
のために就中糖蜜浴液の脱色が使用される。このために
試験さるべき炭に常に粉末形態で使用さ、れる。粒状炭
に粒度１００％くα１■、最低６０％＜４０Ｆｓｍ（試
験篩８Ｄ工１２４１８８号）に磨砕する。比較基準とし
て標準−炭の脱色効率を使用する。

Ｚ　試験精密： 適当な糖蜜の選択及び検量に全ての組に就でＬＡＴによ
り実施する。これは性質及び色素組成に就て一矩の要求
に応じなければならぬ。

五　標準炭： 標準炭として次の炭を乾燥してない状態で使用しそして
試験さるべき炭と比較する：ａ）主−標準−カルポラフ
インＷｉ　−Ｌａ　−ＭｅＡ　１６７　： （名称Ｌａｂｏｒ　ＦＴｍ　）：乾燥物質２００ｑｂ）
　二次−樟準一カルボラフイン： 主標準に対し標準に合わせた、同−脱色効率を有するカ
ルボラフイン この標準−炭にＬＡＴのパートナ−の種々す実験室から
の結果の比較可能性を保証する。原則上又他の標準を関
係づけることができる。

併しその場合比較可能性にも早や示されない。

４、色測定： 糖蜜浴液の脱色を光学的に測定する。この企めに次の装
置を使用することができる：ａ）３４．４閣のクベット
及び付属熱保岐フィルターを備えたランゲー比色引ゎオ
リジナル−熱保護フィルターの代りに又厚さ５ｍの８ａ
ｈｏｔｔ　＆　Ｆａｎ社のカラス等級ＫＧ　３のフィル
ターに使用することができる。

ｂ）　ＡｃｒＲのクベット及びＬＢ−番号第２５３３０
号に記載のフィルターコンビネーション即チロ＋１　ｗ
ｍ　ＫＧ　３ ＋１．４煽ＫＧ　９ ＋　１ｍ　ＢＧ　３８ を備えたランゲ側元器 記載したそして他のフィルターとは別のクペット長は許
されない。何となればさもないと異なった結果が得られ
るからである。

試験精密（製糖会社Ｗａｂａｒｎ　１９７６　／　７７
　）４２ｔを秤量し、室温の蒸留水で稀釈し、Ｅｌ　１
　ｎ１ｉａＯＥ又１ｆｌ　ｌ　１　ｎＨＣｌでｐＨ−値
７．ｏ＋Ｑ、１に満幣しそして１．Ｏｔにする。ｐＨ−
７，０のＮａＨ２ＰＯ４／Ｎａ２ＨＰ０４−緩衝浴液２
０−を添加する。糖蜜浴液は湯浴中で１０日間８Ｏ−８
２Ｃに加温後ｐＨ−値ＺＯ±０．１を有しなければなら
ぬ。引き続いて該浴液を（更にろ過することなしに］活
性炭の脱色能を調べるために使用する。

この場合そのつど確定した量の活性炭を乾燥してない状
態で予加湿しな糖蜜溶液１０〇−と３００−の陶磁器製
グラス中で攪拌しそして１０分間サーモスタットに於て
数回の振とり又に攪拌下８Ｏ−８２Ｇに保つ。引き続い
て懸濁液のｐＨ−値をサーモスタットて調整した温浴か
らの除去後５分以内にｐＨ−ワンロッドチェーンで測定
しそして必要な場合にに２　ｎ　−ＮａＯＨ又ｔｆｌＨ
ｃ１の添加により再び７．０二Ｇ、１の値にする。微調
整をＱ、Ｉｎ−Ｎａ０Ｂ又にＱ、１ｎ−ＨＣｌで実施す
る。

懸濁液の温度ＨｐＨ−測定に於て７０Ｃの範囲であるべ
きである。ｌｐＨ−メーターを平均温１１７５ｃＫ調整
する。ｐＨ−ワンロッドチェーンにこの温度範囲での懸
濁液中の使用に適していなければならぬ。

引き続いて熱い溶液をひだ付きろ紙（８ｃｈｌｅｉａｎ
ｄ　８ｃｈ’ａｌｌ　社オ６０２１／　２　ｈ　）によ
りろ過しそしてろ液を、溶液が完全に通過した後、なお
２回同じフィルターを介して注ぎもどす。

く５０Ｃに冷却後おそくとも２時間後溶液の吸光度を測
定する。測定前ｐＨ−値をランダムテンプル、最適にに
調整した全ての溶液に関して検査しそして場合によりｎ
　／　１０　ＮａＯＨ又にＨｏｔを更に添加して７．”
０　＋　ａ　ｉＯ値に調整する。

で試料１００−を活性炭の使用なしに共処理しそしてひ
だ付きろ紙オ６０２１号／２ｈ（５＝ｈｌａｉｃｈａｒ
　ａｎｄ　Ｅｌｃｈ’ｏ１１社）によりろ過する。糖蜜
浴液中で凝固したアルカリ土類燐酸塩が除去されるろ過
後、溶液に絶対にきれいである。これにランゲー比色計
（層厚さ３４、７１　ｍ熱保護フィルターλに於て、品
質要求に合わせる冷めに（０，２２−０，２５の吸光度
／ｃｒｎに応する他のクペット長の使用の際）、０．７
６−０．８０の吸光常を有せねばならぬ。

記載の吸光値が達しなければ、試験糖蜜−秤量分を変え
ねばならぬ。

糖蜜等温線を測定するために各試験炭及び標準炭につい
て５点ごとに、５．で記載の如く、試験溶液１００−に
関し活性炭秤量分例えばＱ、２．０．４、ｏ、６、Ｑ、
８及び１．２ｆで測る。

予想さるべき脱色効率次オで低Ｘに高炭秤量分も選択す
る仁とができる。

評価に、試験炭及び標準炭の測定点を複対数グラフ紙上
で残余吸光で横座標尺度として及び活性炭の負荷で縦座
標入電として記入することによって、グラフで行なう。

６炭の測定点は大兄直線を形成する（糖蜜等温線）。

糖蜜等温線から、以下の如く、１特有値として糖蜜ファ
クター及び精密価を測定する。

併し吸伏せる色素量に浴液の吸光によってのみ重量によ
り把握することができるから、負荷を簡単にＡＰ　とし
て示す。

仁こでに次の意味を有する： ］！ｉ、−ＤｉＯ−Ｈ−吸元差 丘。−活性炭なしの吸光度 Ｅ−活性炭使用後の吸光度 ｇ−活性炭秤量分（ダラム） 糖蜜ファクターの測定のために０．５８の吸光度（ラン
ゲ比色計）−０，１１の吸光度／αに於ける等混線から
標準炭及び試験炭の負荷を読み取りそして商をつくる： 濃度尺度としての吸光度の使用の際の負荷の正しいシメ
ンジョンは次の通りである：糖蜜等？！！線に就では大
兄２０イントリッヒの等温式が当てはまる： ここでは次の意味を有する： ■−溶液容積 １−クベット長 に−７０イントリツヒ一式の定数 ｎ−７０イントリツヒ一式の指数 試鋏炭及び標準炭に同−条件繁（俗液容償、クベット長
］下６１ｔｌ定されるから、糖蜜ファクター又に一値の
測定の際ｌ及びＶにより約分される。それ故負荷をＡＥ
　と簡単にして記、ｇ 載することが許容さ、れる。

精密価ば糖蜜７アクターを標準炭−秤量分（岬２で掛け
て得られる： 精密価−楯密フアクターｘ２ＤＯ’Ｐ 糖蜜価に、王°−標準−活性炭２００１９によるものと
同じｍ密−脱色度を得るために試験さるべき活性炭が何
■必要であるかを示す。

例１〜４に於ける沃素価の測定は次の様に行われる： ！水性浴液から一定の条件下活性炭１ｇにより吸看する
量の沃素を測定する。得られる値に活性炭の有効全表面
の尺度である。

実施： 活性炭１０ｇを実験ミル中で、８０〜９０％がＤＩＮ第
４１８８号による４０μｍ　−篩により行われうるほど
にまで粉砕する。その後５時間乾燥棚中に於て１５０Ｃ
で乾燥するわ 乾燥炭のうち１ｇを分析的に正確に秤量して２５０ｍ１
　−エルレンメイヤー研磨フラスコ中で加えそして５％
ＨＣｌ１［１ｍｌ　を加える。

加熱沸とうさせそして３０秒間沸とう温度で放置する。

室温に冷却後０．１ｎ沃素浴液１００　ｍｌ　をフラス
コ中に加える。フラスコを封じそして５゜秒間漱しく振
とつする。

振とう後乾燥ひた付きろ紙に蓬９ろ過する。

ろ紙上の残留物は尻出しない。

ろ液の最初の２０２０−３Ｏを撥棄する。残余ろ液をビ
ーカーに加えそしてガラス棒で均質丁じする、 ろ液５０ｍ１　を２５０　ｍｌ　−エルシンマイヤーフ
ラスコ中で加えそして’（ｌ’　ｎ　ＮＡ３８２０．−
浴液を溶液の色が淡黄色であるまで゛滴定する。

その後飽和でん粉溶液２　ｍｌ　を加えそして青色が消
えるまで滴定する。

評価： Ｘ−沃素ｍｇ　／活性炭量）′ｇ中の戻素価ｌ＝活性炭
秤量分（ｇ） Ｖ　−０，１ｎ　Ｎａ２Ｓ２０５−溶液（ｍｌ）の消耗
溶液中の残余濃度を次の様に算出する（規定として表現
）： 他の場合には他の秤量による全測定を繰り返せネばなラ
ヌ、併り又０．００８〜Ｑ、Ｏ５５（７）残余＃変を訂
正ファクターにより残余濃度０．０２ｎに換算する可能
性もある。

示を手本にして行われる。

一定の活性炭量を用いて前記の時間に於てメチレンブル
ー浴液側ｍｌ　を完全に脱色するかを測定する。

このためにはメチレンブルー溶液０．１５％（３ｇα７
２１）を次の如く製造する。

メチレンブルー（ＤＡＢ■による）５０ｇを２１−目盛
りフラスコ中で蒸留水１０００　ｍｌ　に８時間加温下
約４０’Ｃで溶解す名、冷却後２１に満たす。使用され
る溶液に約２ＤＣを有すべきである。

詳測定： 乾燥粉末活性炭［１，１ｇｔｌ−実験室ミル中で、８〇
二９０％がＤ工Ｎ第４１８８号による４　０　ｐｍ−篩
により、行われるほどにまで、磨砕するか又は乾燥炭０
．１　ｇに相当する市販品を分析上正確に秤量しそして
研摩鉢を備えた５０ｍ１−メスシリンダー中に加える。

正確に５分間絶えず撮とうしながらメチレンブルー溶液
を、完全に脱色するだけ、少しづつ添加する。

その後目盛りを読んだ、メチ【／ンプルー溶液のミリリ
ットルの数ニメチレンブルー値の路側である。

上で判明した、メチレンブルー溶液のｍｌ数より１　ｍ
ｌ　少ないか又は多い別の２試料を正確に５分間振とつ
する。

オーの試料の場合完全な脱色が生ずるのに、オニの試料
になお薄ｔＶＣ見えてもよい、両試料が脱色していれば
、−試料がなお薄青に見えるまでその都度１　ｍｌ　よ
り多いメチレンブルー溶液と５分間振とうすべきである
。

次にメチレンブルー滴定量として、完全に脱色した最後
の試料及び青色に見える最初の試料の間にあるメチレン
ブルー溶液のｍｌ　数を記載する、これは活性炭（１１
ｇ当り脱色Ｑ、１５％メチレンブルー溶液ｍ１　で記載
される。

代理人　江　崎　元　好 代理人　江　崎　光　史 第１頁の続き ［相］発明者　へルマン・ゴツトシュ　トリツヒ　− ０発　明　者　ローランド・クララ　ドＯ発明者　ブト
レフ・コート　ド □イツ連邦共和国、ブリロン、ブレスノげウニ／Ｌ／　
ｅ　スト５・セ、１６ イツ連邦共和国、ビーレフェルト　１／Ｋ　ウエストフ
ァーンストラーセ、６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　褐炭コークスから製造されそして精密価掛ける沃
   素側割る１０００に３５０〜１０００に等しくそして／
   又に精密価掛けるメチレンブルー滴定置割る１０は５０
   ０〜１２００に等しいことを特徴とする活性炭。 Ｚ　精密価掛ける沃素側割る１００口は５５０〜１００
   ０に等しくそして／又に精密価掛けるメチレンブルー滴
   定置割る１　０１１５００〜１２００に等しい活性炭を
   褐炭コーレスから製造する方法に於て、褐炭コークスを
   水蒸気で回転管中で活性Ｉｒ：、Ｌそして活性化段階中
   水性アルカリ−又はアルカリ土類炭酸塩浴液及び／又は
   水性アルカリ−又にアルカリ土類水酸ｔｅ＃ＩＥｆｇ液
   をランスにより回転管に噴入することを特徴とする上記
   製法。。 五　アルカリ炭酸塩として炭酸カリウムを又はアルカリ
   水酸化物として水酸１じカリウムを使用する特許請求の
   範囲第２項記載の方法。 ４、　使用せる褐炭に対するカリウム濃度が１．０〜ａ
   Ｏ重量％である特許請求の範囲第２項又は第５項記載の
   方法。