JPH075287B2 - 高耐摩耗性粒状活性炭の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粒状活性炭の製造方法に関するもので、より詳
しくは耐摩耗性が改善された粒状活性炭の製造方法に関
するものである。

従来、粒状活性炭の耐摩耗強度を向上させる方法とし
て、活性炭表面に合成樹脂皮膜を形成させる方法（特公
昭49−18556号公報）あるいは造粒前にピッチあるいは
タールをバインダーとして配合した後造粒し活性炭を製
造する方法が知られている。

しかしながら、前者の方法は皮膜を形成する合成樹脂の
耐熱性に問題があり、高温条件下でのくり返し使用には
不適当であり、また後者の方法では耐摩耗強度を改善す
るためにピッチあるいはタールの配合量を多量とする必
要があり、その結果得られる活性炭の比表面積が低下
し、吸着性能が低下するという欠点があつた。

本発明はかかる従来方法の問題点を解決したもので、少
量のタールあるいはピッチを用い造粒工程後であつて、
賦活処理工程前の任意の工程で得られる粒状活性体前駆
体に被覆処理することにより、得られる粒状活性炭の吸
着性能を低下させずに、耐摩耗強度を大巾に向上させる
ことを目的とするものである。

しかして、かかる目的は石炭を微粉砕し造粒した後、炭
化及び賦活処理を行なうことにより粒状活性炭を製造す
るにあたり、前記造粒工程後であつて炭化処理工程前の
造粒炭或は予備加熱炭を造粒炭又は予備加熱炭100重量
部に対し２〜15重量部のピッチ及び／又はタールで被覆
し、石炭と該被覆したピッチ及び／又はタールとを炭化
する工程を経て賦活処理を行なうことによつて達成され
る。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明においては原料である石炭を200メツシユ篩下80
％程度に微粉砕しバインダーと共に捏合した後、押出し
型あるいはブリケツト型等の成型機を使用して成型し成
型炭を得る。該成型炭を必要に応じ所定の粒度に破砕し
整粒し造粒炭とし次いで揮発性炭化水素等を除去するた
め、該造粒炭を非酸化性雰囲気下300〜900℃で熱処理し
炭化処理し炭化炭を得る。

ここで直接炭化処理を行なうと溶融膨張する場合には、
均一に炭化処理を行なうため、200〜400℃で予備加熱処
理を行ない予備加熱炭とした後炭化処理を行なつてもよ
い。

本発明の特徴は、造粒工程後であつて炭化処理工程前の
造粒炭又は予備加熱炭に被覆物質として通常バインダー
として使用するコールタール、コールタールピツチ、石
油ピッチ等（以下「ピッチ類」と略記する。）を混合
し、被覆することにあり、ピツチ類の被覆量は造粒炭、
予備加熱炭100重量部に対し２〜20重量部の範囲とする
のがよい。

また被覆処理に際して、ピツチ類の粘度を調整するため
にピツチ類の物性により、処理温度を50〜200℃の温度
範囲から選定するのが好適であり、また温度による粘度
制御と併用して溶剤を用いることによつてピツチ類の粘
度制御を行なうことができる。

かかる被覆処理を施した粒状活性炭前駆体は、被覆物質
であるピツチ類を本来の炭化工程と同時に炭化する。例
えば造粒炭を被覆処理した場合は引き続き必要に応じて
予備加熱処理を行なつた後、炭化処理を行なうこととな
り、また予備加熱炭を被覆した場合はそのまま、次いで
炭化処理すればよい。

従つて本発明において、該被覆したピッチ及び／又はタ
ールが炭化される工程を経て賦活処理するというのは、
ピツチやタールの炭化を最も好ましくは造粒炭または予
備加熱炭の本来の炭化工程で行うことを意味する。

本発明の方法によつて得られた粒状活性炭は従来法のも
のと比較すると、吸着性能はほぼ同等で、耐摩耗強度が
優れたものである。

かかる物性は被覆処理を、特定の粒状活性炭前駆体に行
なうため従来法と比べてピツチ類の添加量が少なく、か
つ本発明方法では粒状炭の表面部分にのみ被覆してお
り、賦活処理において、賦活ガスの粒状炭粒子内部での
拡散を阻害せず均一賦活反応が行なわれることに起因す
ると考えられる。

また本発明方法で得られる粒状活性炭は被覆剤であるピ
ツチ類が炭化処理後は基材と同質化しており、その結果
耐熱性の点においても問題がないため、高温再生により
繰り返し使用する場合にも有効である。

次に本発明を実施例により、更に具体的に説明するが、
本発明は、その要旨をこえない限り以下の実施例に限定
されるものではない。

なお耐摩耗強度の指標として、振動粉化率及びボールミ
ル法強度、吸着性能の指標として比表面積の値を測定し
た。

振動粉化率、ボールミル法強度及び比表面積 は、下記の測定法により求めた。

〔振動粉化率〕

容積46ccのプラスチツク共栓付ガラスビンに試料5gを入
れ、ペイントコンデイシヨナー（レツドデビル製）に配
置し15分間振動させる。次いで試料を60メツシユの篩で
篩分して発生微粉量を測定し、供試試料に対する60メツ
シユ下の微粉量の重量％を粉化率とする。

〔ボールミル法強度〕

内径50mm、長さ50mmのステンレス製ポツトに試料1g及び
直径13mmの鋼球20個を入れ、該ポツトを120rpmの速度で
15分間回転させる。

次いで鋼球を除いた内容物を60メツシユの篩いで篩分
し、供試試料に対する篩上の粒状物の重量％をボールミ
ル強度とする。

〔比表面積〕

液体窒素温度下において、窒素の吸着等温線を求め、BE
T式を適用して比表面積を算出する。

実施例１ 粘結性石炭（CSN＝８）をサンプルミルを使用し60メツ
シユ篩全通、200メツシユ篩下が80重量％となるよう粉
砕した。

この粉状炭100重量部とカルボキシメチルセルロース２
重量部を含有する水40部とを混和した後捏合機を用いて
充分混合した。

得られた混合物をペレタイザーを用いて、直径4mm、長
さ10mmの円柱型に成形した後、破砕し2.83〜0.84mmの粒
径に整粒した。

次いでこの破砕炭をロータリーキルンを使用し、280℃
にて空気を30分間通気して予備加熱処理を実施した。

得られた予備加熱炭を加熱ニーダーに供試し、150℃の
温度下において、36メツシユ篩全通に粉砕したコールタ
ールピツチ（軟化温度;104℃）を４重量部または８重量
部または12重量部添加した後10分間混合することにより
ピツチ類を被覆処理を行なつた。

次いで被覆処理を施した炭化炭をロータリーキルンを使
用し、燃焼廃ガス（酸素濃度;0.5％以下）を通気し300
℃から700℃まで3.3℃/mmで昇温することにより炭化処
理を行つた。

得られた炭化炭をロータリーキルンを使用し、窒素とス
チームの混合ガス（スチーム濃度50％）を通気し、1000
℃にて賦活処理を行なつた。

得られた活性炭（ａ）の歩留（対炭化炭）、粉化率、ボ
ールミル法強度、比表面積を測定し、その結果を〔表−
１〕に示す。

なお比較のために、ピッチ類を被覆処理しない場合とし
てピッチ類被覆処理を行なわない以外は、実施例１と同
一条件にて活性炭（ｂ）を製造した。

活性炭（ｂ）の歩留及び物性測定結果を〔表−１〕に併
記する。

実施例２ 実施例１とは異なる種類の粘結性石炭（CSN＝８）を使
用し、実施例１と同一製造条件にて2.83〜0.84mmの破砕
炭を製造した。

得られた破砕炭を加熱ニーダーに供試し、150℃の温度
下において、36メツシユ全通に粉砕したコールタールピ
ツチ（軟化温度;100℃）を８重量部添加した後10分間混
合することによりピツチ類の被覆処理を実施した。

次いで被覆処理を施した造粒炭をロータリーキルンを使
用し、280℃にて空気を60分間通気して予備加熱処理を
実施した後、実施例１と同一条件にて、炭化処理、賦活
処理を実施した。

得られた活性炭（ｅ）の歩留（対炭化炭）、粉化率、ボ
ールミル法強度、比表面積を測定し、その結果を〔表−
２〕に示す。

比較のためにピツチ類の被覆処理を実施しない場合とし
てピツチ類被覆処理を行なわない以外は、実施例２と同
一条件にて活性炭（ｆ）を製造した。

活性炭（ｆ）の歩留及び物性測定結果を〔表−２〕に併
記する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 博史 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成工業株式会社総合研究所内 (72)発明者 竹田 由孝 神奈川県横浜市緑区鴨志田町1000番地 三 菱化成工業株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−45914（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】石炭を微粉砕し造粒した後、炭化及び賦活
   処理を行なうことにより粒状活性炭を製造するにあた
   り、前記造粒工程後であって炭化処理工程前の造粒炭或
   は予備加熱炭を造粒炭又は予備加熱炭100重量部に対し
   ２〜15重量部のピッチ及び／又はタールで被覆し、石炭
   と該被覆したピッチ及び／又はタールとを炭化する工程
   を経て賦活処理することを特徴とする高耐摩耗性粒状活
   性炭の製造方法。