JP2013536750A - 燃料燃焼時に生成される排出物から水銀を除去するための改良された臭化吸着剤 - Google Patents
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Abstract
セルロース系活性炭素は、水もしくは水性酸、ならびに任意選択でハロゲンおよび／もしくはハロゲン含有化合物に暴露されることによって、より高い熱安定性が与えられる。かかる処理セルロース系炭素は、熱的性質を高め、燃焼排ガス、特に、約１００℃〜約４２０℃の範囲内の温度を有する燃焼排ガス中の有害物質の含有量を低減する際の使用に適する。
【選択図】なし
【選択図】なし
Description
工業燃焼排ガスの有害物質含有量を減少させることが望ましく、かつ必要になってきている。有害物質は、公衆衛生および環境に有害な影響を及ぼす可能性がある。産業界と政府が、そのような物質の排出削減に取り組んでおり、良好に進展している。発電所に見られるものなどの石炭燃焼ボイラーからの燃焼排ガスに特別な焦点が当てられている。セメント窯からの排出にも最近、焦点が当てられてきている。しかし、するべきことはまだ多い。有害物質には、微粒子、例えば、飛散灰、酸性ガス、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ダイオキシン類、フラン類、および重金属類などが含まれる。
有害物質の排出を低減するために使用される方法は、有害物質の性質、要求される最小排出レベル、単位時間あたりに処理される排ガス量および低減法のコストによって決まる。いくつかの有害物質は、機械的手段、例えば、電気集塵機（ＥＳＰ）、繊維性フィルター（ＦＦ）または湿式スクラバーを用いる捕捉および除去によって、ガス状排出物から取り除かれ易い。他の物質は、直接的な機械的除去が難しい。
ガス流からの任意の特定のガス成分の直接的な機械的除去に問題があるとすると、ガス状排出物中に存在する有害なガス物質が、興味深い課題を提示する。しかし、排出物中に微粒子吸着剤を均一に分散させ、浮遊している目標のガス成分に接触させ、捕捉することによって、ガス状排出物から有害なガス成分を除去することが公知であり、工業的に実施されている。これには、ＥＳＰ、ＦＦまたは湿式スクラバーによって、流出蒸気から吸着物とともに吸着剤を機械的に除去することが続く。非常に有効な吸着剤は、例えば、セルロース系炭素、粉末活性炭（ＰＡＣ）などの炭素などである。このようなＰＡＣは、例えば、修飾の有無にかかわらず使用することができる。修飾されたＰＡＣは、吸着効率を高めることにより、標的有害物質の捕捉を強化することができる。ＰＡＣの修飾は、米国特許第４，４２７，６３０号、同第５，１７９，０５８号、同第６，５１４，９０７号、同第６，９５３，４９４号、米国特許出願公開第２００１／０００２３８７号、同第２００６／００５１２７０号、および同第２００７／０２３４９０２号によって例証示されている。セルロース系炭素には、木質材料、ヤシ殻材料、または他の植物性材料に由来する炭素が含まれるが、これらに限定されない。
工業用途でのセルロース系炭素の使用に伴う問題は、それらの信頼性の低い熱安定性、すなわち、それらが自己発火に抵抗性があるという保証の欠如である。セルロース系炭素が、暖かいかもしくは熱いガス状排出物の処理に用いられる場合、または大量にパッケージ化または収集される場合に、自己発火は特に問題となる。例えば、バルクＰＡＣは、（ｉ）そのＰＡＣがスーパーサック内などにパッケージ化される場合、または（ｉｉ）ＦＦユニット内にフィルターケーキとして形成されるか、または、ＥＳＰ、ＴＯＸＥＣＯＮユニットおよびバグハウスに付随するサイロもしくはホッパーに収集される場合に遭遇する。自己発火は、緩和されていない炭素の酸化から生じ、その燻りまたは燃焼につながる可能性がある結果をもたらす。自己発火は、石炭燃焼ボイラーの排出物を処理する際に用いられる場合に起こる可能性があるような、炭素が温かくなるかまたは熱くなることによって悪化する。酸素（空気）が酸化部位に対して遮断されないか、またはその部位が冷却されない場合、炭素が燻るかまたは発火するまで、初期酸化からの熱が伝わる。そのような発火は壊滅的になる可能性がある。排出物ライン内での燻りまたは火災が、工場設備を操業停止にさせ、供給される顧客に対して広範な影響を与る可能性があるので、公益事業の工場設備は特に、自己発火に敏感である。
ＰＡＣの熱安定性に関する詳細な情報は、米国特許第６，８４３，８３１号の「排ガスの浄化のためのプロセス（Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｌｕｅ Ｇａｓ）」に記載されている。いくつかの炭素は、他のものよりも自己発火に対してより抵抗性がある。例えば、米国では、１つには、石炭由来のＰＡＣの良好な熱安定性の理由で、石炭由来のＰＡＣが公益施設の排ガス処理の業界標準である。
施術者が、セルロース系炭素の優れた吸着特性の利益を享受することができるように、特定のセルロース系炭素に由来するものなどの、熱安定性がより低いＰＡＣを、熱安定性がより高くなるように改良することができるならば好都合である。
本発明は、水もしくは水性酸を含む組成物で抽出され、かつ以下のもの、すなわち（ｉ）抽出されていない同じ熱的活性セルロース系炭素の初期のエネルギー放出温度よりも高い初期のエネルギー放出温度、（ｉｉ）暴露されていない同じ熱的活性セルロース系炭素の自立発火温度（ｓｅｌｆ−ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）よりも高い自立発火温度、または（ｉｉｉ）抽出されていない同じ熱的活性セルロース系炭素の早期段階のエネルギー放出値未満の早期段階のエネルギー放出値の少なくとも１つを有する、熱的活性セルロース系炭素を提供することにより、上述のニーズを満たす。抽出に続いて、臭素、塩素、ヨウ素、臭化アンモニウム、他の窒素含有ハロゲン塩、もしくは臭化カルシウムを含み、ハロゲンおよび／またはハロゲン含有化合物にハロゲン化される前の熱的活性セルロース系炭素の総重量に基づく重量百分率で、約５〜約２０重量％のハロゲンを任意選択で含む、ハロゲンおよび／またはハロゲン含有化合物にハロゲン化された、かかる熱的活性セルロース系炭素も提供される。また、この発明により、熱的活性セルロース系炭素の熱安定性を高めることを提供するプロセスであって、このプロセスは、抽出された熱的活性セルロース系炭素が、以下のもの、すなわち（ｉ）抽出の前の同じ熱的活性セルロース系炭素の初期のエネルギー放出の温度より高い、初期のエネルギー放出温度、（ｉｉ）抽出の前の同じ熱的活性セルロース系炭素の自立発火温度よりも高い自立発火温度、または（ｉｉｉ）抽出の前の同じ熱的活性セルロース系炭素の早期段階のエネルギー放出値未満の早期段階のエネルギー放出値の少なくとも１つを有するように、熱的活性セルロース系炭素を水もしくは水性酸を含む組成物で抽出することを含む、プロセスを提供する。また、抽出された熱的活性セルロース系炭素は、臭素、塩素、ヨウ素、臭化アンモニウム、他の窒素含有ハロゲン塩、もしくは臭化カルシウムを含みハロゲンおよび／またはハロゲン含有化合物にハロゲン化され、この抽出された熱的活性セルロース系炭素は、ハロゲンおよび／またはハロゲン含有化合物に、約８２℃〜約１０５℃の温度および約０．１〜約３秒の範囲内の期間にて、暴露されるプロセスも提供する。
活性化されたセルロース系炭素、例えば、木質系ＰＡＣの生成は公知であり、一般に、熱活性化プロセスまたは化学的活性化プロセスのいずれか一方を伴う。より詳細については、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，４ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｖｏｌｕｍｅ ４，ページ１０１５−１０３７（１９９２）を参照されたい。活性化された木質系炭素は、おがくず、木材チップ、ヤシ殻材料、または他の植物性材料などの、任意の木質材料から生成することができる。
本発明の使用に好適な水性酸としては、水性ＨＣＬ、水性硫酸、水性硝酸、水性臭化水素酸などを含むものである。
活性化されたセルロース系炭素は、市販されている。例えば、活性化された木質系炭素は、ＭｅａｄＷｅｓｔｖａｃｏ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＳｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから入手することができる。活性炭系炭素は市販もされている。活性化褐炭系炭素は、Ｎｏｒｉｔ Ａｍｅｒｉｃａｓ Ｉｎｃ．から入手することができる一方で、活性化された瀝青系炭素は、Ｃａｌｇｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手することができる。活性炭は、それらの粒径分布（Ｄ１０、Ｄ５０およびＤ９０）、平均粒径、ＢＥＴ表面積、ヨウ素価、総細孔容積、細孔容積分布（マクロ／メソおよびミクロの細孔）、元素分析、水分含有量、灰の化学種および含有量によって特徴づけることができる。特に有用な活性炭は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を有する：
特徴 一般的な範囲 特定の範囲
Ｄ１０ １〜１０μｍ ２〜５μｍ
Ｄ５０ ５〜３５μｍ １０〜２０μｍ
Ｄ９０ ２０〜１００μｍ ３０〜６０μｍ
平均粒径 １０〜５０μｍ ５〜２５μｍ
ＢＥＴ ＞３００ｍ２／ｇ ＞５００ｍ２／ｇ
ヨウ素価 ３００〜１２００ｍｇ／ｇ ＞６００ｍｇ／ｇ
総細孔容積 ０．１０〜１．２０ｃｃ／ｇ ０．１５〜０．８ｃｃ／ｇ
マクロ／メソ細孔容積 ０．０５〜０．７０ｃｃ／ｇ ０．０５〜０．４０ｃｃ／ｇミクロ細孔容積 ０．０５〜０．５０ｃｃ／ｇ ０．１０〜０．４０ｃｃ／ｇ灰の含有量 ０〜１５重量％ ＜１０重量％
水分含有量 ０〜１５重量％ ＜５重量％
ｍｉｃａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから入手することができる。活性炭系炭素は市販もされている。活性化褐炭系炭素は、Ｎｏｒｉｔ Ａｍｅｒｉｃａｓ Ｉｎｃ．から入手することができる一方で、活性化された瀝青系炭素は、Ｃａｌｇｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手することができる。活性炭は、それらの粒径分布（Ｄ１０、Ｄ５０およびＤ９０）、平均粒径、ＢＥＴ表面積、ヨウ素価、総細孔容積、細孔容積分布（マクロ／メソおよびミクロの細孔）、元素分析、水分含有量、灰の化学種および含有量によって特徴づけることができる。特に有用な活性炭は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を有する：
特徴 一般的な範囲 特定の範囲
Ｄ１０ １〜１０μｍ ２〜５μｍ
Ｄ５０ ５〜３５μｍ １０〜２０μｍ
Ｄ９０ ２０〜１００μｍ ３０〜６０μｍ
平均粒径 １０〜５０μｍ ５〜２５μｍ
ＢＥＴ ＞３００ｍ２／ｇ ＞５００ｍ２／ｇ
ヨウ素価 ３００〜１２００ｍｇ／ｇ ＞６００ｍｇ／ｇ
総細孔容積 ０．１０〜１．２０ｃｃ／ｇ ０．１５〜０．８ｃｃ／ｇ
マクロ／メソ細孔容積 ０．０５〜０．７０ｃｃ／ｇ ０．０５〜０．４０ｃｃ／ｇミクロ細孔容積 ０．０５〜０．５０ｃｃ／ｇ ０．１０〜０．４０ｃｃ／ｇ灰の含有量 ０〜１５重量％ ＜１０重量％
水分含有量 ０〜１５重量％ ＜５重量％
材料の熱的性質を決定するためのいくつかの技術が存在する。例えば、（ｉ）初期エネルギー放出温度、（ｉｉ）自立発火温度、および／または（ｉｉｉ）早期段階エネルギー放出値を決定することができる。これらの測定には、炭素試料が制御可能に加熱されるのにともなう、処理したおよび未処理の活性化セルロース系炭素試料の熱流量対温度（℃）の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）トレースを有することが有用である。ＤＳＣ条件は、以下の通り、すなわち試料サイズは約１０ｍｇ、キャリヤガスは１００ｍｌ／分の流量の空気、温度勾配速度（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒａｍｐ ｒａｔｅ）は、周囲温度〜８５０℃まで１０℃／分とすることができる。ＤＳＣは、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のモデル２９６０ ＤＳＣ／ＴＧＡモジュールを備えたＴｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｔ ５０００コントローラーで行うことができる。ＤＳＣ試験結果から作製されたＤＳＣトレースは、ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ バージョン４．３．０．６を用いて分析することができる。試料は、ＤＳＣ試験を行う前に、完全に乾燥させることができる。熱乾燥が好ましく、例えば、１１０℃の温度で１時間の間、０．５〜５．０ｇの試料を乾燥する。ＤＳＣ試験から得られる値は、熱流量（ワット／グラム）対温度（℃）のグラフ上でトレースすることができる
物質の熱安定性は、例えば、物質の初期酸化点（ＰＩＯ）の別名でも知られる、初期エネルギー放出の温度によって評価することができる。特許請求の範囲を含む、本明細書で使用する場合、本発明の組成物および／または吸着剤のＰＩＯは、ＤＳＣによって決定される熱流量が１．０Ｗ／ｇで上昇する、ベースラインが１００℃で０に補正される温度として定義される。ＰＩＯは、特に、一般に適切な熱安定性を有することが知られているＰＡＣ、すなわち「ベンチマーク炭素」の値と比べると、熱安定性の優れた予測因子であることが判明している。そのようなベンチマーク炭素の一例として、Ｎｏｒｉｔ Ａｍｅｒｉｃａｓ，ｉｎｃ．によって販売され、ＤＡＲＣＯ Ｈｇ−ＬＨと命名された、ＮａＢｒを含浸させた褐炭由来ＰＡＣが挙げられ、コーティングされたＰＡＣは、３４３℃のＰＩＯ値を有することが見出されている。
比較のための別の熱安定性評価法は、自立発火温度（ＳＩＴ）である。ＳＩＴは、通常、温度曲線の関数としての熱流量の変曲点におけるベースラインと勾配との交点として定義される。変曲点は、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社のユニバーサル解析ソフトウェア
を用いて決定することができる。一般に、変曲点は、曲率が符号を変える曲線上の点として微分学で定義されている。曲線は、上向き凹（正曲率）から下向き凹（負曲率）へ、またはその逆に変化する。
を用いて決定することができる。一般に、変曲点は、曲率が符号を変える曲線上の点として微分学で定義されている。曲線は、上向き凹（正曲率）から下向き凹（負曲率）へ、またはその逆に変化する。
一つの最終的な熱安定性評価法は、１２５℃〜４２５℃および１２５℃〜３７５℃のＤＳＣトレースの積分による初期段階のエネルギー放出値を決定することを含む。これら２つの積分からの値を、それぞれ、一般に適切な熱安定性を有することが知られているＰＡＣ、すなわち「ベンチマーク炭素」について得られる同じ値と比較する。このようなベンチマーク炭素の例として、ここでも、ＤＡＲＣＯ Ｈｇ−ＬＨと命名された褐炭由来ＰＡＣが挙げられ、この早期段階のエネルギー放出値は、（１２５℃〜４２５℃）では１，３７８ジュール／ｇ、そして１２５℃〜３７５℃については３７０ジュール／ｇであることが判明している。
実施例
以下の実施例は、本発明の原理を説明するものである。本発明は、本特許出願の実施例であろうと残りの部分であろうと、本明細書に例示したいずれか１つの特定の実施形態に限定されるものではないことが理解される。
以下の実施例は、本発明の原理を説明するものである。本発明は、本特許出願の実施例であろうと残りの部分であろうと、本明細書に例示したいずれか１つの特定の実施形態に限定されるものではないことが理解される。
実施例１．比較例。開始木系ＰＡＣの性質。
（熱的活性プロセスにより調製された）木系ＰＡＣは、ＤＳＣ−ＴＧＡにより、分析された。初期のエネルギー放出点（ＰＩＯ）は、２５７℃であった。ＰＩＯは、ＤＳＣにより決定される熱流量が、１．０Ｗ／ｇであり、ベースラインが１００℃で０に補正される温度として定義される。
（熱的活性プロセスにより調製された）木系ＰＡＣは、ＤＳＣ−ＴＧＡにより、分析された。初期のエネルギー放出点（ＰＩＯ）は、２５７℃であった。ＰＩＯは、ＤＳＣにより決定される熱流量が、１．０Ｗ／ｇであり、ベースラインが１００℃で０に補正される温度として定義される。
実施例２.比較例。木系ＰＡＣの臭素化。
実施例１の木系ＰＡＣが、米国特許第６９５３４９４号に開示されるプロセスにより、（８０℃で）臭素化された。元素分析は、ＰＡＣが、５重量％の臭素含有物を有することを示す。ＤＳＣ−ＴＧＡによる分析は、ＰＩＯが、３６４℃であることを示す。
実施例１の木系ＰＡＣが、米国特許第６９５３４９４号に開示されるプロセスにより、（８０℃で）臭素化された。元素分析は、ＰＡＣが、５重量％の臭素含有物を有することを示す。ＤＳＣ−ＴＧＡによる分析は、ＰＩＯが、３６４℃であることを示す。
実施例３.水による木系ＰＡＣの抽出
還流冷却器、熱電対用のガラス保護管、マグネチックスターラーを取り付けた５００ｍｌの丸底三つ口フラスコに、木系活性炭（２５．１ｇ、ＭｅａｄＷｅｓｔｖａｃｏ製）および精製水を満たす。反応含有物は、１時間の間、撹拌し、かつ環流させた。反応含有物は、冷却され、ブーフナー漏斗上に集められ、６０℃にて１晩乾燥し、水で洗浄されたＰＡＣを完成した。ＤＳＣ−ＴＧＡによる分析は、ＰＩＯが、２７９℃であることを示した。
還流冷却器、熱電対用のガラス保護管、マグネチックスターラーを取り付けた５００ｍｌの丸底三つ口フラスコに、木系活性炭（２５．１ｇ、ＭｅａｄＷｅｓｔｖａｃｏ製）および精製水を満たす。反応含有物は、１時間の間、撹拌し、かつ環流させた。反応含有物は、冷却され、ブーフナー漏斗上に集められ、６０℃にて１晩乾燥し、水で洗浄されたＰＡＣを完成した。ＤＳＣ−ＴＧＡによる分析は、ＰＩＯが、２７９℃であることを示した。
実施例４．希酸による木系ＰＡＣの抽出
ＨＣｌの希釈溶液（精製水で１：１０に希釈された濃ＨＣｌ）が、この場合使用されることを除いて、実施例３の手順に従った。これは、酸で洗浄されたＰＡＣをもたらす。ＤＳＣ−ＴＧＡによる分析は、ＰＩＯが、４３５℃であることを示した。
ＨＣｌの希釈溶液（精製水で１：１０に希釈された濃ＨＣｌ）が、この場合使用されることを除いて、実施例３の手順に従った。これは、酸で洗浄されたＰＡＣをもたらす。ＤＳＣ−ＴＧＡによる分析は、ＰＩＯが、４３５℃であることを示した。
実施例５．水で洗浄されたＰＡＣの臭素化
実施例３の水洗浄されたＰＡＣは、米国特許第６９５３４９４号に開示されるプロセスにより、（８０℃で）臭素化された。元素分析はＰＡＣが、５重量％の臭素含有物を有することを示した。ＤＳＣ−ＴＧＡによる分析は、初期のエネルギー放出の温度が、３４４℃であることを示した。
実施例３の水洗浄されたＰＡＣは、米国特許第６９５３４９４号に開示されるプロセスにより、（８０℃で）臭素化された。元素分析はＰＡＣが、５重量％の臭素含有物を有することを示した。ＤＳＣ−ＴＧＡによる分析は、初期のエネルギー放出の温度が、３４４℃であることを示した。
実施例６．酸で洗浄されたＰＡＣの臭素化
実施例４にて酸で洗浄されたＰＡＣは、米国特許第６９５３４９４号に開示されるプロ
セスにより、（８０℃で）臭素化された。元素分析はＰＡＣが、５重量％の臭素含有量であることを示した。ＤＳＣ−ＴＧＡによる分析は、初期のエネルギー放出の温度が、４１５℃であることを示した。実施例２と比較すると、基本となる臭素化されたＰＡＣの熱的性質に著しい改善が得られたことが示される（４９℃）。
実施例４にて酸で洗浄されたＰＡＣは、米国特許第６９５３４９４号に開示されるプロ
セスにより、（８０℃で）臭素化された。元素分析はＰＡＣが、５重量％の臭素含有量であることを示した。ＤＳＣ−ＴＧＡによる分析は、初期のエネルギー放出の温度が、４１５℃であることを示した。実施例２と比較すると、基本となる臭素化されたＰＡＣの熱的性質に著しい改善が得られたことが示される（４９℃）。
実施例７．比較例。石炭系（瀝青質の）ＰＡＣの臭素化
石炭系ＰＡＣ（瀝青質、Ｃａｌｇｏｎ Ｃａｒｂｏｎ製）は、米国特許第６９５３４９４号に開示されるプロセスにより、（８０℃で）臭素化された。元素分析はＰＡＣが、５重量％の臭素含有量を有することを示した。ＤＳＣ−ＴＧＡによる分析は、ＰＩＯが、約３７０℃であることを示した。
石炭系ＰＡＣ（瀝青質、Ｃａｌｇｏｎ Ｃａｒｂｏｎ製）は、米国特許第６９５３４９４号に開示されるプロセスにより、（８０℃で）臭素化された。元素分析はＰＡＣが、５重量％の臭素含有量を有することを示した。ＤＳＣ−ＴＧＡによる分析は、ＰＩＯが、約３７０℃であることを示した。
実施例８．臭素化された基本の、水洗浄された、および酸洗浄されたＰＡＣの水銀捕獲
以下のデータは、水および酸洗浄プロセスが、臭素化活性炭の熱的性質を改善し、同様に結果として、良好な水銀捕獲を提供することを示す。これらのデータは、米国特許第６９５３４９４号により完全に記載されている水銀捕獲装置を使用して得られた。
臭素化 ＰＡＣ 水銀捕獲 （％， 平均値）
実施例 ２ （比較） ７２
実施例 ５ ７６
実施例 ６ ７５
以下のデータは、水および酸洗浄プロセスが、臭素化活性炭の熱的性質を改善し、同様に結果として、良好な水銀捕獲を提供することを示す。これらのデータは、米国特許第６９５３４９４号により完全に記載されている水銀捕獲装置を使用して得られた。
臭素化 ＰＡＣ 水銀捕獲 （％， 平均値）
実施例 ２ （比較） ７２
実施例 ５ ７６
実施例 ６ ７５
本発明は、特に、石炭系ＰＡＣに相当もしくはより優れて熱的性質を有するセルロース系ＰＡＣを提供することに有利である。本発明のＰＡＣは、より優れた水銀捕獲能力も実証するものである。
本明細書またはその特許請求の範囲のいずれかにある化学名もしくは化学式によって言及される反応物および成分は、単数形で言及されようと、または複数形で言及されようと、それらが、化学名もしくは化学種によって言及される別の物質（例えば、別の反応物、もしくは溶媒など）と結合されるかまたは接触する前に存在とおりに特定されることが理解されるべきである。どんな化学変化、化学変換および／または化学反応が、得られる組み合わせもしくは溶液または反応媒体に少しでも起ころうと、そのような変化、変換および／または反応は、本開示にしたがって要求される条件下で、特定の反応物および／または成分を一緒にした当然の結果であることは重要ではない。したがって、これらの反応物および成分は、所望の化学反応を行うのに関連して、または所望の反応を実施する際に用いられる組み合わせを作る際に一緒にされる構成成分として認識される。したがって、本明細書に関しては、下文の特許請求の範囲は、現在時制（「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「である（ｉｓ）」）の物質、成分および／または構成成分について言及しているかもしれないが、それが、本開示による１つまたは複数の他の物質、成分および／または構成成分と最初に接触し、結合し、混合される、すなわち混ぜられる直前の時点で存在していた物質、成分または構成成分について言及する。反応が行われる場で生じるいかなる変換も、特許請求の範囲が包含することを意図しているものである。従って、物質、成分および／または構成成分が、接触、結合、混合、すなわち混ぜる操作の過程の間に、化学反応もしくは化学変換を経てその元のアイデンティティーを失うかもしれないという事実は、本開示、常識の適用および化学技術者の当業者に従って行われる場合、真の意味の正確な理解および正しい認識ならびに本開示およびその特許請求の範囲の物質にとって、全く重要ではない。当業者に周知のとおり、本明細書で使用する場合、「結合された（ｃｏｍｂｉｎｅｄ）」および「結合させる（ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）」という用語などは、「結合される」かまたは人が「結合させる」成分を、互いに、容器、例えば、燃焼チャンバー、パイプなどに入れることを意味する。同様に、成分の「組み合わせ」とは、そのような容器に一緒に入れられている成分を意味する。
本発明を、１つまたは複数の好ましい実施形態に関して記載してきたが、以下の特許請求の範囲に記載する本発明の範囲を逸脱することなく、他の改良が行われてもよいことは理解されるべきである。
Claims (6)
- 水もしくは水性酸を含む組成物で抽出され、かつ以下のもの、すなわち（ｉ）抽出されていない同じ熱的活性セルロース系炭素の初期のエネルギー放出温度よりも高い初期のエネルギー放出温度、（ｉｉ）抽出されていない同じ熱的活性セルロース系炭素の自立発火温度よりも高い自立発火温度、または（ｉｉｉ）抽出されていない同じ熱的活性セルロース系炭素の早期段階のエネルギー放出値未満の早期段階のエネルギー放出値のうちの少なくとも１つを有する熱的活性セルロース系炭素。
- 抽出された後に、臭素、塩素、フッ素、ヨウ素、臭化アンモニウム、他の窒素含有ハロゲン塩、または臭化カルシウムを含む、ハロゲンおよび／またはハロゲン含有化合物にハロゲン化される、請求項１に記載の熱的活性セルロース系炭素。
- 約５重量％〜約２０重量％のハロゲンを含み、前記重量％は、前記ハロゲンおよび／または前記ハロゲン含有化合物にハロゲン化される前の、前記熱的活性セルロール系炭素の総重量に基づくものである、請求項３に記載の熱的活性セルロース系炭素。
- 熱的活性セルロース系炭素の熱安定性を高めるプロセスであって、
前記熱的活性セルロース系炭素を、前記抽出された熱的活性セルロース系炭素が、以下のもの、すなわち（ｉ）抽出の前の同じ熱的活性セルロース系炭素の初期のエネルギー放出の温度より高い、初期のエネルギー放出温度、（ｉｉ）抽出の前の同じ熱的活性セルロース系炭素の自立発火温度よりも高い自立発火温度、（ｉｉｉ）抽出の前の同じ熱的活性セルロース系炭素の早期段階のエネルギー放出値未満の早期段階のエネルギー放出値のうちの少なくとも１つを有するような、水もしくは水性酸を含む組成物で抽出することを含むプロセス。 - 前記抽出された熱的活性セルロース系炭素が、臭素、塩素、ヨウ素、臭化アンモニウム、他の窒素含有ハロゲン塩、もしくは臭化カルシウムを含む、ハロゲンおよび／またはハロゲン含有化合物でハロゲン化される、請求項４に記載のプロセス。
- 前記抽出された熱的活性セルロース系炭素が、約８２℃〜約１０５度の温度で、約０．１〜約３秒の範囲内の期間、前記ハロゲンおよび／またはハロゲン含有化合物に暴露される、請求項４に記載のプロセス。
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