TW201437141A - 多中孔之粒狀活性碳及其製造方法 - Google Patents
多中孔之粒狀活性碳及其製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201437141A TW201437141A TW103105493A TW103105493A TW201437141A TW 201437141 A TW201437141 A TW 201437141A TW 103105493 A TW103105493 A TW 103105493A TW 103105493 A TW103105493 A TW 103105493A TW 201437141 A TW201437141 A TW 201437141A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- activated carbon
- activation
- calcium
- activated
- component
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 382
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 59
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 50
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 50
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 34
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 28
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 28
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 17
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 17
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 15
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 12
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 claims description 11
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 claims description 11
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 80
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 19
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 abstract description 12
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 41
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 239000000047 product Substances 0.000 description 21
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 14
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 12
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 10
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 8
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- -1 zinc chloride activated activated carbon Chemical class 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- WHRZCXAVMTUTDD-UHFFFAOYSA-N 1h-furo[2,3-d]pyrimidin-2-one Chemical compound N1C(=O)N=C2OC=CC2=C1 WHRZCXAVMTUTDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 244000073231 Larrea tridentata Species 0.000 description 4
- 235000006173 Larrea tridentata Nutrition 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 229960002126 creosote Drugs 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 3
- 239000006103 coloring component Substances 0.000 description 3
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 3
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;molecular oxygen Chemical compound O=O.O=C=O UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 2
- 241000272875 Ardeidae Species 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- JETSKDPKURDVNI-UHFFFAOYSA-N [C].[Ca] Chemical class [C].[Ca] JETSKDPKURDVNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 description 1
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 description 1
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000005539 carbonized material Substances 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003063 hydroxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229940031574 hydroxymethyl cellulose Drugs 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000013630 prepared media Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011802 pulverized particle Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 235000013555 soy sauce Nutrition 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229920001221 xylan Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J20/28011—Other properties, e.g. density, crush strength
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J20/28069—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume
- B01J20/28073—Pore volume, e.g. total pore volume, mesopore volume, micropore volume being in the range 0.5-1.0 ml/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/305—Addition of material, later completely removed, e.g. as result of heat treatment, leaching or washing, e.g. for forming pores
- B01J20/3064—Addition of pore forming agents, e.g. pore inducing or porogenic agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
- C01B32/312—Preparation
- C01B32/336—Preparation characterised by gaseous activating agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
- C01B32/312—Preparation
- C01B32/342—Preparation characterised by non-gaseous activating agents
- C01B32/348—Metallic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
- C01B32/354—After-treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本發明提供一種多中孔之粒狀活性碳及其製造方法,其可用在與經氯化鋅活化之活性碳相同的用途上。亦即,使活性碳與鈣成分接觸後,再施行活化處理及清洗。
Description
本發明係關於新穎之粒狀活性碳及其製造方法。
活性碳在水或水溶液之處理中,係作為吸附劑使用,以去除不純物或調整溶解成分之濃度等。
此類活性碳中,特別是多中孔氯化鋅活化活性碳,亦可利用以去除水溶液等液相之著色。
然而,在氯化鋅活化活性碳方面,可良好去除著色成分者,其原料為木粉,通常,係以粉末之活性碳提供,因此在管柱處理及使用後活性碳之加熱再生方面並不適合。同時,雖然可經過篩分,得到顆粒狀之製品,但由於硬度低,在輸送及填充上之操作不易,而且,使用中亦會發生粉末化及細粒化的問題。
同時,以藥品活化之活性碳,由於製造上燒成之溫度低,使活性碳表面上存在的表面氧化物多,而有降低溶液中微量有機物及碘之類低分子量分子的吸附之問題。
為解決上述氯化鋅活化活性碳的問題,專利文獻1中,所揭示之製造方法係以藥品活化之活性碳原料與水分
含量25重量%以下而活化成分含量60重量%以上的氯化鋅等活化藥品之混合物,成型為可以一般方法加熱的反應生成物,其次再經過燒成、清洗、乾燥得到成型活性碳的藥品活化成型活性碳。
同時,多中孔活性碳之製造方法,曾揭示以碳質原料100重量份、至少1種鈣化合物0.2至1.5重量份(換算鈣之值)的比例混合再予碳化及活化處理,而為淨水之高度處理用活性碳及其製造方法(專利文獻2)。
【專利文獻1】專利特開平7-138010號公報
【專利文獻2】專利特開平3-16908號公報
然而,專利文獻1中之上述製造步驟複雜,因此期望能以更為簡便之製造方法,開發高脫色性能的粒狀活性碳。同時,專利文獻2中製得之活性碳,並不具備粒狀活性碳上必需之硬度,僅只為低硬度者。
本發明之課題,在於提供適於去除著色成分,而具有高吸附性能之粒狀活性碳及其製造方法。
本發明人等,鑑於上述問題,刻意研究以製造存在中孔多、不純物少的粒狀活性碳。結果發現,以預先活
化之活性碳與鈣成分接觸,之後,再經過活化及清洗,即可製得適於各種液體脫色及精製的粒狀活性碳。以此些發現之基礎,而完成本發明。
亦即,本發明係關於下述1至5項中所示之活性碳及其製造方法。
項1.一種粒狀活性碳,具備下述(1)至(3)之條件:(1)炙灼殘渣為2質量分率%以下;(2)硬度為60質量分率%以上;及(3)中孔容積為0.5mL/g以上。
項2.一種粒狀活性碳之製造方法,包含下述(A)至(C)之步驟:(A)使活性碳與鈣成分接觸之步驟;(B)對步驟(A)中所獲之活性碳進行活化處理之步驟;及(C)將步驟(B)中所獲的活性碳清洗之步驟。
項3.一種粒狀活性碳之製造方法,包含下述(A)至(D)之步驟:(A)對活性碳原料施行碳化處理後,再予粉碎之步驟;(B)使步驟(A)中所獲之活性碳與鈣成分混合,再予成型之步驟;(C)對步驟(B)中所獲之活性碳進行碳化處理及活化處理之步驟;(D)將步驟(C)中所獲的活性碳清洗之步驟。
項4.如項2或3之製造方法,其中活性碳原料為椰子殼。
項5.一種粒狀活性碳,係以如項2至4中任一所載之製造方法製得。
以下,再詳細說明本發明。另,下述任一發明均含括在本發明中:粒狀活性碳之發明、該粒狀活性碳的製造方法之發明、以及該粒狀活性碳用於液體處理(更具體言之,即用於液體純化、脫色等,用於液體吸附處理)之用途的發明。
本發明活性碳
本發明之活性碳係粒狀活性碳,具備下述(1)至(3)之條件:(1)炙灼殘渣為2質量分率%以下;(2)硬度為60質量分率%以上;及(3)中孔容積為0.5mL/g以上。
以下,依序對條件(1)、(2)及(3)加以說明。
(條件(1))
本發明之活性碳中,炙灼殘渣以2質量分率%以下為佳,1.5質量分率%以下更佳。炙灼殘渣一般係依照JIS K1474測定(JIS:日本工業規格)。具體言之,將本發明之活性碳(試驗品)在電熱爐中以強熱灰化,求出其殘渣。若該炙灼殘渣為2質量分率%以下,由於不純物較少,因此用作液相處理用之活性碳時,不致污染處理液而適於使用。
在此,再對JIS K1474規格中用以測定炙灼殘渣之具體操作(i)至(iv)加以說明。
(i)先以至1mg之精度稱取預先已達恒量之試驗品1至
5g置入磁製坩堝中。該試驗品預先在115±5℃之恒溫乾燥機中乾燥3小時,再於乾燥器(乾燥劑係使用矽膠)中放冷至室溫。
(ii)在(i)之後,再將試驗品放入電熱爐中,起初微弱加熱,再緩緩提高溫度至完全灰化後,再以800至900℃強熱加熱1小時。
(iii)在(ii)之後,在強熱加熱試驗品之後,再於乾燥器(乾燥劑係使用矽膠)中放冷,之後以至1mg之精度稱取質量求出殘餘。
(iv)炙灼殘渣係以次式(2)算出:A=(R/S)×100 (2)
其中,A為炙灼殘渣(質量分率%),R為殘渣(g),S為試驗品之質量(g),/為÷之意。此外:[1]磁製坩堝係JIS R1301中A形、B形或C形規格之30mL者;[2]恒溫乾燥機為可調整至115±5℃之溫度範圍者;[3]電熱爐為可調整至800至900℃之溫度範圍者。
調整本發明之活性碳中炙灼殘渣為2質量分率%以下的方法,可如以後述本發明活性碳製造方法1之(C)步驟或製造方法2之(D)步驟,適當設定清洗時間、清洗次數、酸濃度等操作。
(條件(2))
本發明之活性碳中,硬度方面,以60質量分率%以上為佳,70質量分率%以上更佳。硬度一般係依照JIS K1474
測定。具體言之,係在試驗用盤共同放入本發明活性碳(試驗品)及鋼球之後予以振盪篩分,求出篩網上餘留試驗品之質量,並由與原試驗品質量之比例求出硬度。在該硬度在60質量分率%以上之情形時,作為粒狀碳使用,可抑制微粉之發生。硬度之上限值方面並無特別之限定,一般為100質量分率%。
在此,再對JIS K1474規格中,測定硬度的具體操作(i)至(vii)加以說明。
(i)試驗品先以後述粒度測定之具體操作(i)至(v),以對應粒度表示範圍之上限、下限網目之二種篩網進行篩分10分鐘。
(ii)再於輕敲下填充篩分之試驗品入200mL之量筒至100mL標線。該試驗品之質量係稱取至0.1g之精度。
(iii)再各以直徑12.7mm及直徑9.5mm之鋼球15個共同置入硬度試驗用盤。
(iv)之後將含試驗品之硬度試驗用盤裝設於振盪機中,並振盪30分鐘。
(v)然後再取對應粒度表示範圍下限2段網目的篩網及承接盤,將鋼球以外全部的試驗品放入,再裝設於振盪機中。
(vi)在經過振盪3分鐘之後,各以至0.1g之精度稱取在篩網上及餘留在承接盤上的試驗品。在試驗品質量之合計,相對於開始時所稱取之質量增減2%以上的情形時則進行再次之試驗。
(vii)硬度係以次式(3)計算:H=(W/S)×100 (3)
其中,H為硬度(質量分率%),W為餘留在上述(vi)篩網上的試驗品之質量(g),S為在篩網上及餘留在承接盤上的試驗品質量之合計(g),/為÷之意。再者,[1]篩網係JIS Z8801-1規格中之篩網,而篩網之框的大小由篩網面上為內徑200mm;[2]硬度試驗用盤係材質為JIS H3100規格之C2680P或C2720P(黃銅板),第1圖所示為其一例;[3]篩網振盪機係泰勒型篩分振盪機或依照其型式者,且振盪數可達每分鐘130至165次、旋轉數每分鐘240至295次;[4]鋼球為直徑12.7±0.1mm、直徑9.5±0.1mm者各15個;[5]量筒為JIS R3505規格中之200mL量筒。
調整本發明活性碳中之硬度為60質量分率%以上的方法,可適當地設定如後述本發明活性碳製造方法1或製造方法2的(A)步驟中活性碳原料之種類、上述製造方法2的(B)步驟中黏結成分之量及種類等。
(條件(3))
本發明之活性碳中,中孔容積以0.5mL/g以上為佳,0.55mL/g以上更佳,0.7mL/g以上又更佳。當中所謂之中孔容積係指:以氮吸收法測定並以Crauston-Inkley法計算所得之直徑2至30nm的細孔之容積,即係與著色物質的吸
附性能相關之細孔。在中孔過多時,將使活性碳之硬度減低,因此中孔容積之上限為1.5mL/g程度。
調整本發明活性碳中中孔容積為0.5mL/g以上的方法,可適當地設定如後述本發明之活性碳製造方法1的(B)步驟及製造方法2的(C)步驟中活化處理之條件(如:活化溫度、水蒸氣分壓等)等。
同時,所謂粒狀活性碳係指JIS K1474規格中粒徑為0.150mm以上者。其中,在JIS K1474規格中粒徑為0.150mm以上者係與後述JIS K1474規格中所測定的粒度為0.150mm以上者同義。再者,在上述JIS K1474規格中粒徑小於0.150mm之活性碳為粉末活性碳,本發明中並未包含該粉末活性碳。
本發明之活性碳,以該JIS K1474規格中所測定的粒度,為0.150至8.00mm為佳,0.300至4.70mm程度更佳,特別以0.500至2.36mm程度又更佳。
在此,再對JIS K1474規格中,測定粒度之具體操作(i)至(v)加以說明。
(i)先將本發明之活性碳(試驗品)在115±5℃之恒溫乾燥機中乾燥3小時,再於乾燥器(乾燥劑係使用矽膠)中放冷至室溫後,以至0.1g之精度稱取約100g。
(ii)然後以自較該試驗品所示粒度範圍下限的網目所對應之網目小一段的網目之篩網,至較上限網目所對應之網目大一段的網目之篩網,以6至7段之篩網,由網目小之篩網依序重疊在承接盤上。當中,在試驗品粒度顯示範圍
狹小時,可適當減少篩網之數目,在粒度顯示範圍寬大時,亦可適當增加篩網之數目。
(iii)之後將試驗品加入最上部之篩網中,再加蓋後設置在振盪機中,並進行篩分10分鐘。
(iv)再以至0.1g之精度稱取在各篩網上及餘留在承接盤上之試驗品。在各篩網上及餘留在承接盤上的試驗品質量之合計,相對於開始時試驗品之質量增減2%以上的情形時,則進行再次之試驗。
(v)粒度,係以如次之式(4)計算:Gi=(Wi/S)×100 (4)
其中,Gi為粒度(質量分率%),Wi為在各篩網上及餘留在承接盤上的試驗品之質量(g),S為在各篩網上及餘留在承接盤上的試驗品質量之合計(g),/為÷之意。粒度Gi,係表示在各篩網(第i個)及其上一段篩網(第i+1個)上的網目範圍之粒度,即表示該試驗品相對全質量的特定粒徑範圍之質量分率%。舉例如,本說明書中,以JIS K1474規格測定為0.150mm以上,係表示粒度範圍0.150mm以上之試驗品為95質量分率%以上。同時,[1]恒溫乾燥器,為可調整至115±5℃之溫度範圍者,
[2]篩網及篩網振盪機,係各與上述硬度之測定時所使用的篩網及篩網振盪機相同。
本發明活性碳的比表面積,並無特別之限定。舉例如,一般,以700至2500m2/g為佳,1000至2200m2/g更佳。
製造方法1
本發明活性碳之製造方法(製造方法1),在製造方法中係包含下述(A)至(C)步驟:(A)以活性碳與鈣成分接觸之步驟;(B)以步驟(A)中所獲之活性碳,進行活化處理之步驟;及(C)將步驟(B)中所獲的活性碳清洗之步驟。
含該(A)至(C)步驟的本發明活性碳之製造方法,可適當地製造具備下述(1)至(3)條件的粒狀活性碳:(1)炙灼殘渣為2質量分率%以下;(2)硬度為60質量分率%以上;及(3)中孔容積為0.5mL/g以上。
特別,上述製造方法,係以一般經過碳化及活化處理之原料活性碳與鈣成分接觸之後,再經過活化處理及清洗。
以下,即依序說明製造方法1中之條件(A)、(B)及(C)。
<步驟(A):活性碳與鈣成分之接觸>
本發明中,步驟(A)中所使用之活性碳,係預先經過活化之粒狀活性碳。該活性碳之粒徑,並無特別之限定。以如在0.150至11.2mm之範圍為佳,0.500至5.60mm更佳,在1.00至2.80mm之範圍又更佳。在粒徑過細時,會有後面活化時,受氣流而由反應裝置逸散之虞慮。
同時,該活性碳之比表面積,以800至2000m2/g為佳,1000至1800m2/g更佳,在1200至1700m2/g之範圍又
更佳。在比表面積在該範圍時,可使鈣化合物,充分分散、吸附在活性碳之表面及細孔中。同時,亦可藉由選擇該活性碳之比表面積,在製得之多中孔活性碳中,調整微孔容積。
步驟(A)中所使用之粒狀活性碳的製造方法方面,並無特別之限定。可為活性碳原料經過碳化及活化處理所製得之粉碎狀活性碳,亦可為活性碳原料經過碳化後,再粉碎及成型,之後並經過碳化及活化處理所製得之人造粒狀活性碳。
該粒狀活性碳的原料,只要一般使用之活性碳的原料,且不純物少之原料即可,並無特別之限定。可例舉如:椰子殼(具體地如:棕櫚仁殼、椰子粕殼等)、天然纖維(具體地如:麻、棉等)、合成纖維(具體地如:嫘縈、聚酯等)、合成樹脂(具體地如:聚丙烯腈、酚樹脂、聚氯化乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇)等。其中,以椰子殼較佳。
該粒狀活性碳原料的碳化處理,可以如600℃至800℃下進行,碳化時間,可視使用之原料、進行碳化之設備適當設定,而一般,以0.5至10小時程度為佳,0.5至5小時更佳,0.5至2小時程度又更佳。該碳化處理,可以如旋窯等一般已知之製造設備進行。
製得的碳化物之活化處理,可適當使用如「活性碳工業」重化學工業通信社出版(1974)p.23至37中所載之活化方法,以如水蒸氣、氧氣、二氧化碳等活性氣體活化之方法。其中,由製得適於使用之硬度的活性碳之觀點而言,
以使用水蒸氣活化較佳。該活化處理,可使用旋窯、流體化反應器等一般已知之製造設備,在750至1050℃程度之溫度範圍下進行。
活化時間,視使用之原料、活化溫度、製造設備等而異,概略言之,一般,以0.5至48小時程度為佳,1至24小時程度更佳。
之後,再將經活化處理之活性碳篩分並調整粒度,即可製得粒狀活性碳。其粒度如上述「本發明活性碳(條件(3))」中所載。
再者,活化處理之活性碳,亦可清洗,但以不清洗下與鈣成分接觸較佳。
(與鈣成分之接觸)
之後上述預先活化之粒狀活性碳,再與鈣成分接觸。經由該接觸,可使鈣成分,附著在活化之粒狀活性碳表面及細孔中。
鈣成分方面,並無特別之限定,可使用如(1)水溶性鈣化合物、(2)非水溶性鈣化合物等。鈣成分,可以1種單獨或組合2種以上使用。
水溶性鈣化合物之例,可舉如:氯化鈣、硝酸鈣、乙酸鈣等。其中,由加熱時不會發生分解氣體之點而言,以使用氯化鈣較佳。
非水溶性鈣化合物之例,可舉如:碳酸鈣、氫氧化鈣等。其中,由操作安全性之點而言,以使用碳酸鈣較佳。
經由接觸,附著在上述活化粒狀活性碳表面及細孔中之鈣成分,在活性碳中所占之含量,以鈣(換算為鈣時)之比例為0.5至2wt%為佳,0.8至2wt%更佳,1至1.8wt%又更佳。上述鈣之含量,係依照JIS K1474中所載之鐵的測定方法,計算在鈣附著後活化粒狀活性碳中鈣之質量分率%。再者,在提高分散性上,係以以水溶液添加較佳。
上述活化粒狀活性碳與鈣成分接觸之方法方面,只要可使活性碳含鈣成分之方法,任何方法均可。舉例如:在與活性碳混合之中以鈣成分的水溶液噴霧之方法、將活性碳浸潤於鈣成分的水溶液中之方法、單以活性碳與粉末狀鈣成分混合之方法等。
在上述與鈣成分接觸之方法中使用鈣成分的水溶液時,與鈣成分接觸後之活性碳,可以一般之方法乾燥後再提供予活化步驟,亦可在滴乾後,直接活化。
<步驟(B):活化處理>
其次,與上述鈣成分接觸後之活性碳,再經過活化處理。
活化處理之例,可舉如「活性碳工業」重化學工業通信社出版(1974)p.23至37中所載之活化方法,以如水蒸氣、氧氣、二氧化碳等活性氣體活化之方法。其中,由製得適於使用之硬度的活性碳之觀點而言,以使用水蒸氣活化較佳。該活化處理,可使用旋窯、流體化反應器等一般已知之製造設備進行。
活化之溫度,視使用之原料、活化溫度、製造設
備等而異,概略言之,一般,以800至1000℃為佳,850至950℃更佳。水蒸氣分壓以10至100%之範圍為佳,30至100%之範圍更佳。
同時,在活化生產率在20至50%之範圍時,可得到目的性能之製品。在活化生產率過低時將使硬度降低、使不純物濃縮,因此在清洗步驟中難以去除不純物。再者,上述活化生產率之基準,係步驟(A)中所使用,預先經過活化之粒狀活性碳。
活化時間,視使用之原料、活化溫度、製造設備等而異,概略言之,可在滿足上述活化生產率之範圍下適當地設定。
之後,再篩分經過活化處理之活性碳並調整粒度。粒度,係依如「本發明活性碳(條件(3))」中所載操作。
<步驟(C):活化後活性碳之清洗處理>
製得之活性碳,再使用一般已知之方法以鹽酸、硝酸等無機酸清洗。無機酸清洗,可如以活性碳與鹽酸接觸進行。該接觸,可以活性碳浸漬在適當濃度及量之鹽酸、或者以該鹽酸通過活性碳等操作。
鹽酸等無機酸之濃度,只要為可為活性碳中所含之鹼成分所中和,而該所含之不純物的金屬鹽(灰分)為可溶之濃度即可,例如氯化氫以0.1至15質量分率%為佳,0.5至5質量分率%更佳。
供無機酸清洗之活性碳,可直接以活化處理後之活性碳的狀態,亦可預先經過水洗活化處理後之活性碳,
將水溶性無機成分去除。
無機酸清洗,可進行至活性碳之pH為中性的程度。清洗之方法,可以批次式亦可以連續式,清洗之時間,並無特別之限定,而以0.5至10小時程度為佳。清洗之溫度,一般以5至80℃為佳,在10至80℃之範圍更佳。以高溫清洗時,可再縮短清洗之時間。
在以上述無機酸清洗後,係再以水清洗。該以水清洗之步驟,可使活性碳經過無機酸清洗所溶出之成分,完全去除。以水清洗之方法,可以批次式亦可以連續式,清洗之時間,並無特別之限定,而以1至20小時程度為佳。清洗之溫度一般以5至80℃為佳,在10至80℃之範圍更佳。以高溫清洗,可再縮短清洗之時間。
為防止溶出的不純物之不良影響,經過無機酸清洗、或無機酸清洗後再以水清洗的活性碳以炙灼殘渣為2質量分率%以下為佳,1.5質量分率%以下更佳。
清洗後,係再乾燥所獲之活性碳。乾燥的操作方法並無特別之限定,可使用一般已知之乾燥方法操作。如可使用:定溫乾燥機、流動式乾燥機、振動流動式乾燥機、旋窯等之裝置,以50至200℃程度,更好以80至150℃程度加熱活性碳。乾燥後活性碳經乾燥之減少量,以5質量分率%以下為佳,3質量分率%以下更佳。
同時,乾燥後之活性碳,亦可再經過粉碎後使用。粉碎後之粒度,並無特別之限定。如0.500至2.36mm、0.500至1.70mm、0.300至0.850mm、0.250至0.500mm、0.180
至0.355mm等均可,係以一般粒狀活性碳所使用之粒度使用。而以0.150至8.00mm程度為佳,0.300至4.70mm程度更佳,特別以0.500至2.36mm程度又更佳。
製造方法2
本發明活性碳之製造方法(製造方法2),亦為包含下述(A)至(D)步驟的製造方法:(A)以活性碳為原料,經過碳化處理之後,再進行粉碎之步驟;(B)以步驟(A)中所獲之活性碳與鈣成分混合、成型之步驟;(C)以步驟(B)中所獲的活性碳,進行碳化處理及活化處理之步驟;及(D)將步驟(C)中所獲的活性碳清洗之步驟。
以含該(A)至(D)步驟的本發明活性碳之製造方法,可製造具備下述下述(1)至(3)條件之粒狀活性碳:(1)炙灼殘渣為2質量分率%以下;(2)硬度為60質量分率%以上;及(3)中孔容積為0.5mL/g以上。
特別,上述製造方法,係以活性碳與鈣成分混合成型後,再進行碳化及活化處理,並在該活化處理後再經過清洗。
以下,即依序說明製造方法2中之條件(A)、(B)、(C)及(D)。
<步驟(A):活性碳原料之碳化處理及粉碎>
本發明活性碳的原料,係一般活性碳使用之原料,只要原料之不純物少即可,並無特別之限定,可例舉如上述製造方法1步驟(A)中粒狀活性碳的原料中所具體例舉之原料之相同者。活性碳之原料,以椰子殼較佳。
活性碳之碳化條件,並無特別之限定,一般,可在不含氧之條件下以加熱至300至900℃為佳,至300至600℃更佳,進行碳化。
碳化之時間,可視使用之原料、進行碳化之設備適當設定,而以30分至20小時程度為佳,1小時至10小時程度更佳。該碳化處理,可以如旋窯等一般已知之製造設備進行。
碳化物之揮發分,以5至40質量分率%為佳,10至30質量分率%更佳,10至20質量分率%又更佳。
其次,再將上述活性碳原料經過碳化處理製得之碳化物粉碎。粉碎之條件,並無特別之限定,並可以一般使用之粉碎裝置粉碎。碳化物之平均粒徑(中位直徑),一般以2至100μm為佳,10至70μm更佳。
<步驟(B):與鈣成分之混合及成型>
經過上述處理製得之粉碎物與鈣成分混合之後,再進行成型。
鈣成分方面,並無特別之限定,可例舉如上述製造方法1步驟(B)中鈣成分所具體例舉之成分之相同者。在使用水溶性鈣化合物時以氯化鈣較佳,在非水溶性鈣化合
物方面,以碳酸鈣較佳。
鈣成分之配合量並無特別之限定,相對於上述碳化後之粉碎物(上述步驟(A)中所獲之活性碳)100重量份,以鈣(換算為鈣時)為0.5至1.5重量份之比例配合為佳,0.6至1.2重量份更佳。再者,在提高分散性上,以在上述碳化後之粉碎物中添加含鈣成分之水溶液較佳,但亦可單以粉末狀之鈣成分與上述碳化後之粉碎物混合。
在使上述碳化後之粉碎物與鈣成分接觸時,在提高其後之成型性上,以再配合黏結成分等較佳。黏結成分方面,並無特別之限定,可利用一般活性碳製造上所使用之黏結成分。可例舉如:紙漿廢液、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、石油瀝青(固體瀝青等)、煤溚等。此類黏結成分,可以1種單獨或混合2種以上使用。其中,以石油瀝青等較佳。煤溚等,更佳。
上述黏結成分之配合比例,可視成型物之成型狀況,適當設定。舉例如,對上述碳化後之粉碎物100重量份,黏結成分以40至45重量份程度為佳。
同時,在提高上述碳化後之粉碎物與鈣成分的混合性上,亦可與黏結成分共同,配合黏結補助成分,作為一次黏結劑。
黏結補助成分方面,並無特別之限定,只要為可軟化或溶解黏結成分而發揮提高混合性之效果者即可。可例舉如:重油、雜酚油、高沸點液狀有機化合物(蓖麻油、潤滑油等)等。此類黏結補助成分,可以1種單獨或混合2種
以上使用。其中,以雜酚油等較佳。
上述黏結補助成分之配合比例,可視黏結成分之種類及量,適當地設定。舉例如,相對於黏結成分25重量份,黏結補助成分以5至10重量份程度為佳。
一次黏結劑方面,並無特別之限定,只要為可在黏結成分發揮效果前暫時固定粉碎物者即可。其例可舉如:木質素、羥甲基纖維素、明膠等。此類一次黏結劑,可以1種單獨或混合2種以上使用。其中,以木質素等較佳。
一次黏結劑之配合比例,可視黏結成分之種類及量,適當設定。舉例如,相對於黏結成分25重量份,黏結補助成分以1至2重量份程度為佳。
同時,在上述碳化後之粉碎物與鈣成分接觸時,在調節所獲成型物之硬度上,亦可再配合水。水之配合比例,可視成型物之狀況,適當設定。舉例如,相對於上述碳化後之粉碎物100重量份,水以10至15重量份程度為佳。
同時,上述碳化後之粉碎物與鈣成分及黏結成分之混合條件,並無特別之限定,可以一般已知之方法混合。舉例如,混合機方面,可使用槳式混合機、批式混拌機、連續式混拌機等混合機,予以混合。
混合順序方面,可如將上述碳化後之粉碎物與黏結成分投入混拌機中,經過混合後,再將鈣成分((1)水溶性鈣化合物、(2)非水溶性鈣化合物、(3)上述水溶性鈣化合物之水溶液等)投入、混合之方法。或者,將黏結成分與上述鈣成分,預先予以混合,再與上述碳化後之粉碎物同時投
入。混合時間,只要長至可使上述成分充分混合即可,並無特別之限定,一般,以10至60分鐘程度為佳。
將上述混合所獲之混合物成型的方法,並無特別之限定,可以一般已知之方法成型。舉例如,可使用壓出成型、旋轉造粒法成型為球形;以打錠機壓縮成型;以滾輪壓延等之方法。其中以壓出成型較佳。成型物之粒度,只要為適於其次進行之碳化及活化處理的粒度即可。成型物之粒度,以如在0.2至11mm之範圍為佳,0.5至4mm更佳,1至2.8mm又更佳。
<步驟(C):成型物之碳化處理及活化處理>
上述成型物之碳化條件,並無特別之限定,舉例如,可在不含氧之惰性氣體中加熱,以至500至900℃為佳,至500至800℃更佳,即可得到碳化物。
碳化時間,可視使用之原料、碳化設備而適當地設定,一般,以1至10小時程度為佳,2至8小時程度更佳。該碳化處理,可以如旋窯等一般已知之製造設備進行。
上述成型物經過碳化處理之碳化物方面,係再經過活化處理。活化處理方面,可舉與上述製造方法1步驟(B)中所具體例舉的活化方法相同之方法。其中,以水蒸氣活化較佳。該活化處理中之製造設備、活化溫度、水蒸氣分壓等,亦與上述製造方法1步驟(B)中所載相同。例如,活化溫度,一般以800至1000℃為佳,850至950℃更佳。同時,水蒸氣分壓以在10至100%之範圍為佳,30至100%之範圍更佳。
再者,活化生產率,以步驟(C)中碳化處理之終了品為基準,在10至25%(15至20%較佳)之範圍時,即可得到目的性能之製品。活化生產率過低時會使硬度降低,且濃縮不純物,因此在清洗步驟中不易去除不純物。
活化時間視使用之原料、活化溫度、製造設備等而不同,概略言之,可在滿足上述活化生產率之範圍適當地設定。
步驟(C)中活化處理之次數,包含1次及2次以上。亦即,步驟(C)中,可進行2次以上之活化處理。在進行2次以上之活化處理時,可以(活化處理後之)最終活化生產率為上述之10至25%,適當設定各次活化之時間、活化溫度等條件。步驟(C)中,活化處理以進行2次較佳。
舉例如,在步驟(C)中活化處理之次數為2次以上時,可以第1次之活化處理以活化生產率在40至55%之範圍適當設定活化時間、活化溫度等條件,第2次之活化處理再以活化生產率在30至45%之範圍適當設定上述各條件較佳。如此操作,由上述第1次之活化生產率與第2次之活化生產率即可算出計算值,在適當之情形下,最終之活化生產率以上述碳化處理終了品為基準可在上述之10至25%之範圍。
其後,再將經過活化處理之活性碳篩分調整粒度。粒度,可依照上述「活性碳條件(3)」中所載。
<步驟(D):清洗>
所獲之活性碳,再以一般已知之方法清洗。清洗之方
法,可舉如上述製造方法1之步驟(C)中所載之清洗方法的同樣之方法(如:無機酸清洗)。無機酸清洗中接觸方法、無機酸之濃度、供應無機酸清洗之活性碳的狀態、清洗方法、清洗時間、清洗溫度、無機酸清洗後以水清洗之方法以及其時間及溫度、無機酸清洗後活性碳之炙灼殘渣、清洗後之乾燥操作方法及其溫度、乾燥後活性碳之乾燥減量等,係與上述製造方法1之步驟(C)中所載相同(較佳態樣及更佳態樣方面,係與上述製造方法1之步驟(C)中所載相同)。
乾燥後之活性碳,再經過粉碎即可使用。粉碎後之粒度並無特別之限定,而與上述製造方法1之步驟(C)中所載具體之粉碎後的粒度相同。粉碎後之粒度,以0.150至8.00mm程度為佳,0.300至4.70mm程度更佳,特別以0.500至2.36mm程度又更佳。
本發明之活性碳,係如氯化鋅活化碳之多中孔、少不純物之活性碳。同時,本發明之活性碳與氯化鋅活化碳不同,係高硬度之粒狀活性碳。因此,本發明之活性碳,適合液體處理之用途,特別,適於在食品工業及醫藥品工業精製步驟中使用。
同時,由於在去除著色成分方面優異,因此適於各種液體之脫色及精製。
圖1所示係JIS K1474規格中之硬度測定用硬度試驗用盤之一例。
以下再舉實施例及參考例,具體說明本發明,惟本發明並不限定於此。
實施例1
取菲律賓共和國明達那喀島生產之椰子粕殼,以最終溫度650℃碳化8小時,其次以相對於900℃下以水蒸氣活化所獲之椰子殼活性碳(比表面積1282m2/g)500g,以氯化鈣量為2wt%之量的氯化鈣水溶液(氯化鈣10g及水350g)噴霧後,再於調整為115±5℃之電乾燥機中乾燥。當中活性碳之鈣含有率為0.8wt%。
之後再對該經過乾燥而已接觸鈣之活性碳200g,以如表1所示之條件進行水蒸氣活化。所獲之活化物經過冷卻後,於濃度3wt%鹽酸水溶液中煮沸清洗10分鐘之後,再重複3次於水中煮沸處理10分鐘,滴乾水之後,在調整為115±5℃之電乾燥機中乾燥,並以滾輪粉碎機粉碎為粒度0.6至0.212mm,經過調整粒度即可得到活性碳。
實施例2
除變更氯化鈣水溶液,係使用氯化鈣15g及水350g,活性碳之鈣含有率為1.1wt%,活化時間如表1所示以外,如實施例1同樣操作,製得活性碳。
比較例1及2
取菲律賓共和國明達那喀島生產之椰子粕殼以550℃
碳化8小時後,將粉碎為平均粒徑20至80μm之粉碎品1000g、以氯化鈣(試藥特級:和光純藥公司製造)25g溶於水57g之氯化鈣水溶液、融化點110℃之固體瀝青250g、雜酚油80g、木質素(日本製紙化學公司製造,SANX M)15g及水73g,加入混拌機中混合後,再以孔徑4mm之壓出造粒機壓出,並以5℃/分鐘之比例昇溫至650℃,之後再保持30分鐘即可得到椰子殼碳化物。該碳化物,再以如表1所示之條件進行水蒸氣活化。所獲之活化物並不經過清洗,而得到活性碳。
實施例3
取菲律賓共和國明達那喀島生產之椰子粕殼以550℃碳化8小時後,將粉碎為平均粒徑20至80μm之粉碎品1000g、碳酸鈣(試藥特級:和光純藥公司製造)27.5g、融化點110℃之固體瀝青250g、雜酚油80g、木質素(日本製紙化學公司製造,SANX M)15g及水130g,加入混拌機中混合25分鐘後,再以孔徑4mm之壓出造粒機壓出,並進行碳化及水蒸氣活化。其碳化條件以:最終溫度:650℃、昇溫速度:5℃/分鐘、保持時間:30分鐘操作;其水蒸氣活化條件以:活化溫度:900℃、活化時間:135分鐘、活化生產率:45.5%操作。如此操作,可製得活性碳A(比表面積1208m2/g、細孔容積0.685mL/g、中孔比例(中孔容積/全細孔容積)=0.42)。其次,對該活性碳A,再次以活化溫度900℃至活化生產率為35%為止,進行水蒸氣活化150分鐘。所獲之活化物(最終活化生產率:以上述保持時間30
分鐘之碳化處理終了品為基準為15.9%(=45.5%×35%)),在濃度3wt%之鹽酸水溶液中煮沸清洗10分鐘之後,再重複3次以水煮沸處理10分鐘,滴乾水之後,在調整為115±5℃之電乾燥機中乾燥,並以滾輪粉碎機粉碎為粒度0.6至0.212mm,經過調整粒度,即可得到活性碳。
活性碳之性能測定
之後再對上述中所獲之實施例1至3、比較例1及2、以及下述所示之比較例3之活性碳,求出液態氮沸點溫度下之氮吸收等溫曲線,並以BET法計算比表面積、CI法計算細孔分布。其中,以至直徑2nm之細孔為微孔,至直徑2至30nm之細孔為中孔。同時,依照JIS K1474,測定炙灼殘渣、碘吸附性能及硬度。
比較例3
使用商品化之氯化鋅活化顆粒狀活性碳(日本EnviroChemicals公司製造:粒狀白鷺KL)。
性能測定之結果如表2所示。
活性碳之脫色性能測定
先準備實施例1至3及比較例3之活性碳,並將各活性碳粉碎。再者,上述各活性碳之粉碎,係以適量試驗品粉碎至90%以上通過JIS Z 8801-1中45μm規格之網篩(篩網框尺寸:自篩網面上之內徑為75mm)為止。其次,再於商品之淡醬油(註冊商標:東丸,東丸醬油公司製造)50mL中,各加入上述實施例1至3及比較例3中經過粉碎之各種活性碳,並於25℃下振盪3小時之後,經過過濾,得到各濾液。其次,測定各濾液在波長460nm下的吸光度,計算後求出脫色至原吸光度(3.8)之1/10為止的每單位質量活性碳之吸光度吸附量。
結果如表3所示。
本發明之活性碳,中孔容積可提高至與商品化的氯化鋅活化顆粒活性碳同等之等級。同時,其脫色性能,亦為氯化鋅活化顆粒活性碳之同等以上(實施例1至3)。
另一方面,比較例1之活性碳,中孔容積並不足。同時,在降低生產率以增大中孔容積時,硬度變為極低,到達無法作為粒狀活性碳使用之水準(比較例2)。
本發明之活性碳與氯化鋅活化活性碳比較,硬度高、碘吸附性能極為優異(實施例1至3、比較例3)。因此,本發明之活性碳可形成具有充分硬度、操作性優良、高吸附性能之粒狀活性碳。
本發明之活性碳可作為液體處理用,特別在有脫色性能之問題的用途方面,與已往之木質系氯化鋅活化活性碳不同,可以粒狀活性碳並以管柱通過方式使用。同時,對低分子量之化合物亦有高吸附性能,因此適於作為溶液吸附處理用活性碳(特別,為溶液精製用活性碳)使用。
Claims (5)
- 一種粒狀活性碳,具備下述(1)至(3)之條件:(1)炙灼殘渣為2質量分率%以下;(2)硬度為60質量分率%以上;及(3)中孔容積為0.5mL/g以上。
- 一種粒狀活性碳之製造方法,包含下述(A)至(C)之步驟:(A)使活性碳與鈣成分接觸之步驟;(B)對步驟(A)中所獲之活性碳進行活化處理之步驟;及(C)將步驟(B)中所獲的活性碳清洗之步驟。
- 一種粒狀活性碳之製造方法,包含下述(A)至(D)之步驟:(A)對活性碳原料施行碳化處理後再予粉碎之步驟;(B)使步驟(A)中所獲之活性碳與鈣成分混合,再予成型之步驟;(C)對步驟(B)中所獲之活性碳進行碳化處理及活化處理之步驟;(D)將步驟(C)中所獲的活性碳清洗之步驟。
- 如請求項2或3之製造方法,其中活性碳原料為椰子殼。
- 一種粒狀活性碳,係以如請求項2或3之製造方法製得。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013031210 | 2013-02-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201437141A true TW201437141A (zh) | 2014-10-01 |
Family
ID=51391202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW103105493A TW201437141A (zh) | 2013-02-20 | 2014-02-19 | 多中孔之粒狀活性碳及其製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9737871B2 (zh) |
| EP (1) | EP2960206B1 (zh) |
| JP (1) | JP6033396B2 (zh) |
| KR (1) | KR20150119368A (zh) |
| CN (1) | CN105008277B (zh) |
| TW (1) | TW201437141A (zh) |
| WO (1) | WO2014129410A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI825275B (zh) * | 2019-02-18 | 2023-12-11 | 日商可樂麗股份有限公司 | 活性碳及其製造方法 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150119368A (ko) | 2013-02-20 | 2015-10-23 | 오사카 가스 케미칼 가부시키가이샤 | 메소 구멍이 많은 입상 활성탄 및 그 제조 방법 |
| EP2960207B1 (en) * | 2013-02-20 | 2021-04-28 | Osaka Gas Chemicals Co., Ltd. | Granular activated carbon, and manufacturing method for same |
| CN104907058A (zh) * | 2015-05-19 | 2015-09-16 | 青岛博睿林新材料有限公司 | 一种去除豆酱制品中白色结晶体吸附材料的制备方法 |
| JP6645110B2 (ja) * | 2015-10-09 | 2020-02-12 | 東洋紡株式会社 | シロキサン除去剤およびそれを用いたシロキサン除去フィルタ |
| JP6723717B2 (ja) * | 2015-10-14 | 2020-07-15 | 大阪ガスケミカル株式会社 | 活性炭 |
| KR102130931B1 (ko) | 2016-11-15 | 2020-07-08 | 주식회사 쿠라레 | 전기 이중층 캐패시터용 탄소질 재료 및 그 제조 방법 |
| WO2018116947A1 (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | 株式会社クレハ | 球状活性炭およびその製造方法 |
| JP7129429B2 (ja) | 2017-12-27 | 2022-09-01 | 株式会社クラレ | 活性炭およびその製法 |
| CN111511683A (zh) * | 2017-12-27 | 2020-08-07 | 株式会社可乐丽 | 活性炭及其制造方法 |
| EP3825279B1 (en) * | 2018-07-20 | 2025-10-29 | Kuraray Co., Ltd. | Carbonaceous material and method for producing same, electrode active material for electrochemical devices, electrode for electrochemical devices, and electrochemical device |
| CN112138678A (zh) * | 2019-06-27 | 2020-12-29 | 金风环保有限公司 | 臭氧催化氧化催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112028074A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-04 | 山东大学 | 一种分级孔活性炭可调控制备方法及应用 |
| CN114831934B (zh) * | 2022-05-11 | 2023-05-26 | 回音必集团抚州制药有限公司 | 一种盐酸尼卡地平注射液的制备方法 |
| WO2024072710A1 (en) * | 2022-09-27 | 2024-04-04 | Newlight Technologies, Inc. | Polyhydroxyalkanoate-based compositions and articles made therefrom |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB445342A (en) | 1934-08-01 | 1936-04-01 | Jacque Cyrus Morrell | Structural activated carbon and process for the production thereof |
| JPS6050724B2 (ja) * | 1977-08-18 | 1985-11-09 | 武田薬品工業株式会社 | 活性炭の製造法 |
| JPS6050724A (ja) | 1983-08-31 | 1985-03-20 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 磁気記録媒体 |
| JP2828268B2 (ja) * | 1989-06-15 | 1998-11-25 | 武田薬品工業株式会社 | 浄水の高度処理用活性炭 |
| JPH07138010A (ja) | 1993-11-15 | 1995-05-30 | Takeda Chem Ind Ltd | 薬品賦活成型活性炭の製造方法 |
| JP3519850B2 (ja) * | 1996-01-11 | 2004-04-19 | 三菱化学株式会社 | ドライクリーニング用溶剤精製用活性炭 |
| WO2001086674A1 (en) * | 2000-05-09 | 2001-11-15 | Mitsubishi Chemical Corporation | Activated carbon for electric double layer capacitor |
| EP1426334A4 (en) | 2001-09-11 | 2009-07-29 | Showa Denko Kk | ACTIVE CHARCOAL, PROCESS FOR THE PRODUCTION AND USE THEREOF |
| JP4941952B2 (ja) * | 2002-04-11 | 2012-05-30 | 昭和電工株式会社 | 活性炭及びその製造方法並びにその用途 |
| JP2005048798A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Tokyo Gas Co Ltd | ガス吸着装置 |
| JP2005319350A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Ebara Corp | 水処理用活性炭及びその製造方法 |
| JP5473255B2 (ja) * | 2008-06-16 | 2014-04-16 | 株式会社キャタラー | ガス成分調整用活性炭 |
| GB0904196D0 (en) * | 2009-03-11 | 2009-04-22 | British American Tobacco Co | Methods for increasing mesopores in adsorbents |
| JP5481648B2 (ja) * | 2009-09-04 | 2014-04-23 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | 水素吸蔵方法、水素吸蔵装置、及び水素吸蔵用炭素材料 |
| JP2010269994A (ja) * | 2010-04-01 | 2010-12-02 | Kureha Corp | 液体ポリクロロシランからリン不純物又はホウ素不純物を除去する方法及び装置、並びに液体ポリクロロシランからのリン不純物又はホウ素不純物の除去剤 |
| CA2813907C (en) * | 2010-10-08 | 2018-05-15 | Siemens Industry, Inc. | Mesoporous activated carbon and methods of producing same |
| GB201110369D0 (en) * | 2011-06-17 | 2011-08-03 | Filtrona Filter Prod Dev Co | Tobacco smoke filter with activated carbon |
| EP2960207B1 (en) * | 2013-02-20 | 2021-04-28 | Osaka Gas Chemicals Co., Ltd. | Granular activated carbon, and manufacturing method for same |
| KR20150119368A (ko) | 2013-02-20 | 2015-10-23 | 오사카 가스 케미칼 가부시키가이샤 | 메소 구멍이 많은 입상 활성탄 및 그 제조 방법 |
-
2014
- 2014-02-14 KR KR1020157025445A patent/KR20150119368A/ko not_active Withdrawn
- 2014-02-14 EP EP14753501.7A patent/EP2960206B1/en active Active
- 2014-02-14 JP JP2015501433A patent/JP6033396B2/ja active Active
- 2014-02-14 US US14/768,982 patent/US9737871B2/en active Active
- 2014-02-14 CN CN201480009363.XA patent/CN105008277B/zh active Active
- 2014-02-14 WO PCT/JP2014/053554 patent/WO2014129410A1/ja not_active Ceased
- 2014-02-19 TW TW103105493A patent/TW201437141A/zh unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI825275B (zh) * | 2019-02-18 | 2023-12-11 | 日商可樂麗股份有限公司 | 活性碳及其製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2960206A4 (en) | 2016-10-26 |
| CN105008277B (zh) | 2018-06-29 |
| JP6033396B2 (ja) | 2016-11-30 |
| JPWO2014129410A1 (ja) | 2017-02-02 |
| KR20150119368A (ko) | 2015-10-23 |
| US20150375197A1 (en) | 2015-12-31 |
| EP2960206B1 (en) | 2019-12-18 |
| EP2960206A1 (en) | 2015-12-30 |
| US9737871B2 (en) | 2017-08-22 |
| WO2014129410A1 (ja) | 2014-08-28 |
| CN105008277A (zh) | 2015-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW201437141A (zh) | 多中孔之粒狀活性碳及其製造方法 | |
| JP6033395B2 (ja) | 粒状活性炭およびその製造方法 | |
| DK2982649T3 (en) | Process for the production of activated charcoal | |
| JP6290900B2 (ja) | 浄水器用活性炭 | |
| JP2025087660A (ja) | 炭素質材料及びその製造方法、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、並びに水浄化設備 | |
| JP7129428B2 (ja) | 活性炭およびその製造方法 | |
| JP2025087554A (ja) | 炭素質材料及びその製造方法、吸着フィルター、浄水器カートリッジ、浄水器、並びに水浄化設備 | |
| JP5863532B2 (ja) | 活性炭及びその製造方法 | |
| JP2014113542A (ja) | 吸着剤およびその製造方法 | |
| WO2025115887A1 (ja) | 炭素質材料及びその製造方法、並びにパラジウム錯体の吸着方法 | |
| JP2020023420A (ja) | 活性炭および活性炭の製造方法、ならびに脱色方法 | |
| WO2020065930A1 (ja) | 活性炭、及び該活性炭の製造方法 | |
| CN111511684B (zh) | 活性炭及其制造方法 | |
| JP2000281325A (ja) | 活性炭の製法及び水処理方法 | |
| JP6542968B1 (ja) | 活性炭、及び該活性炭の製造方法 |