JP3071429B2 - 活性炭をベ―スとする凝集塊、それらの調製方法及び吸着剤としてのそれらの使用 - Google Patents

活性炭をベ―スとする凝集塊、それらの調製方法及び吸着剤としてのそれらの使用

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は活性炭の分野に関
し、特には、結合剤との活性炭凝集塊に関する。
【０００２】
【従来の技術】活性炭は様々な炭素質、木、石炭又はポ
リマーの炭化から生じる生成物であり、これらは、それ
らに高い多孔性及び高吸着力を付与する活性化処理を経
ている。これらの吸着特性は、長年、気体の処理、分離
及び精製並びに液体の脱色、精製及び脱臭に利用されて
いる。
【０００３】これらを不連続プロセスにおいて液体と接
触させる場合、これらは、一般に、通常１００μｍ未満
の平均粒径を有する粉末の形態で用いられ、これは、こ
れらの粉末が非常に効率的な活性炭／液体の密接な接触
の達成を可能にするためである。浸出処理プロセスにお
いては、吸着層の時機を逸した移動を回避するため、活
性炭は代わりにロッド又は顆粒の形態で用いられる。
【０００４】活性炭を気体と接触させる場合（吸着ベッ
ド）には、圧力の低下が過度に大きく、かつ装置を閉塞
させる危険性を高めるような、過度に細かい粒径は回避
される。
【０００５】また、木質材料、例えば、木、ココナツの
殻又は石炭に対する脱水剤及び／又は酸化剤（リン酸、
塩化亜鉛）の作用によっても活性炭を調製することが可
能であり、この操作は事前の炭化無しに比較的低い温度
（６００℃未満）で行われ、引き続き連続的な洗浄操作
及び、必要であれば、所望の粒径に粉砕することにより
化学物質を活性炭から除去する。このようにして得られ
た活性炭（いわゆる化学的木炭）は良好な多孔性を示す
が、しばしば弱すぎる（過度に脆い粒子）それらの機械
的特徴は気相の処理におけるそれらの使用を制限する。
【０００６】凝集した活性炭を調製する方法の１つは、
炭化水素質材料、例えば、石炭、ピート、ピートコーク
ス、半成コークスもしくは木炭をコールピッチ、コール
タール、木ピッチもしくは木タールと混合し、次にその
混合物を圧縮することにより凝集させ、最後に所望の粒
径までそれを破砕し、又はダイを通してそれを押出すこ
とにある。凝集した生成物を、次に、４００−６００℃
の温度で揮発分を除去し、次いで、酸化雰囲気（蒸気、
ＣＯ２又はＨ２Ｏ／ＣＯ２混合物）における気体化によ
り活性化する。出発炭化水素質材料が果実の殻、例え
ば、ココナツの殻を含んでなる場合、脱揮発物及び活性
化段階の前にそれらをピッチ又はタールと混合する必要
はなく、これは、典型的にはｍｍのオーダーの、所望の
粒径範囲にある粒子が単純に破砕することにより得られ
るためである（後者の方法に従って調製される活性炭は
いわゆる物理的木炭である）。活性炭の多孔性は（炭素
の消費を伴う）活性化段階の間に創出され、この多孔性
は粒子の骨格の弱体化を伴い、したがって、機械的特性
の大きな損失を生じる（破砕に対する耐性の低下、脆粋
性の増加）。
【０００７】また、活性炭粉末を解膠アルミナ、さもな
ければ特定のクレイで凝集させることにより凝集した活
性炭を調製する提案もなされている。ひとたび活性炭粉
末をアルミナ又はクレイと混合したら、その混合物を押
出した後、４５０ないし６００℃の温度での焼成に処す
る。そのような温度では、空気又は（直接加熱炉内で用
いられる）酸化性蒸気と接触させることで活性炭が消費
され得ることが知られているため、上述の混合物を中性
雰囲気下に維持することが必須であり、これは、この凝
集方法の経費を増加させる。
【０００８】フランス特許第２，２２８，０３１号に開
示される活性炭凝集方法は、細分した炭素質材料（０．
０７５ｍｍ未満の粒径を有する）を、フェノール／アル
デヒド樹脂及び／又はそれらの縮合生成物をベースとす
る熱硬化性結合剤と、任意に架橋剤の存在下において混
合し、次にこの混合物を成形し、前記結合剤を熱条件下
で架橋し、最後に、そのようにして凝集した炭素質材料
を活性化することにある。
【０００９】活性炭粉末を、フェノール−ホルムアルデ
ヒド樹脂、フラン樹脂又は尿素−ホルムアルデヒド樹脂
から選択することができる熱硬化性樹脂と共に凝集さ
せ、次にその混合物を成形した後、結合剤を硬化させる
ために加熱処理を行う提案がフランス特許第２，２１
５，４６１号になされている。
【００１０】従来技術による粉末化活性炭及び結合剤
（熱硬化性結合剤、ピッチ、タール等）からの凝集塊の
成形の間、結合剤の無視し得ない部分が細孔内部に入り
込み、そのようにして調製される活性炭の活性を低下さ
せることが見出される。
【００１１】日本国特許第０９−１５６，９１４号にお
いては活性炭粉末を結合剤で凝集させるための方法が開
示されているが、凝集工程の前に、活性炭を水、高級ア
ルコール、脂肪酸、油／脂肪及び可塑剤から選択される
液体細孔保護剤と接触させる。得られる凝集塊は破砕に
対する耐性に劣る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】出願人企業によって開
発された凝集方法は、粒径が０．２ないし１０ｍｍ、好
ましくは０．４ないし６ｍｍであり、良好な機械的特性
（破砕及び崩壊に対する耐性、低脆粋性）だけではなく
優れた吸着活性を有する活性炭凝集塊を得ることを可能
にする。この方法は実行が容易であり、かつ安価である
というさらなる利点を示す。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による、活性炭を
結合剤で凝集するための方法は、以下の段階を含む： （ａ）活性炭粉末を、混合物を粉末状に留めるのに十分
な量の細孔保護剤と混合し、（ｂ）（ａ）から得られる
生成物を結合剤と混合し、（ｃ）（ｂ）から得られる混
合物を凝集させて成形し、（ｄ）凝集した生成物を硬化
させる。
【００１４】水性もしくは有機ゲルを細孔保護剤として
用いることができる。有機ゲル化剤、例えば、アルギン
酸塩、カラゲナン及び／又はペクチンをベースとするゲ
ルの他に、水性ゲルの中でスメクティッククレイをベー
スとするもの、特にはベントナイトを特に挙げることが
できる。出願人企業は、細孔保護剤が、活性炭を結合剤
と接触させる前の活性炭の細孔への侵入の全て又は一部
を遮断するものと考える。
【００１５】細孔保護剤と混合する活性炭粉末は、一般
に１ないし１００μｍの平均粒径を有する。より大きな
粒径を有する活性炭粒子が利用可能である場合、細孔保
護剤と混合する前に、これらの粒子を粉砕して平均粒径
を好ましくは１ないし１００μｍにするように注意を払
う。
【００１６】活性炭粉末及び細孔保護剤を混合する段階
（段階（ａ））は、一般に、環境温度で行う。あらゆる
既知の型の混合装置、例えば、Ｚ−アームミキサー、リ
ボンブレンダー又は混合エッジランナーを用いることが
できる。得られる混合物を粉末形態とするのに十分な量
の細孔保護剤（１種類もしくは複数種類）が用いられ
る。細孔保護剤及び活性炭粉末の割合は、一般に、活性
炭１００重量部当たり保護剤１００ないし２００重量部
である。
【００１７】上に示されるように、段階（ａ）から得ら
れる混合物は、続いて、結合剤と混合する（段階
（ｂ））。
【００１８】本発明の趣旨のうちにある結合剤は、特に
は熱硬化性結合剤及び熱溶融型結合剤を意味するものと
理解される。
【００１９】熱硬化性結合剤は、環境温度で液体又は固
体である熱硬化性樹脂をベースとする組成物、特には尿
素−ホルムアルデヒド、メラミン−尿素−ホルムアルデ
ヒド又はフェノール−ホルムアルデヒド型のものであっ
て、出願人企業はメラミン−尿素−ホルムアルデヒド型
の樹脂を好み、並びにラテックスフォウム状の熱硬化性
（共）重合体のエマルジョンである。架橋剤を混合物中
に含めることができる。架橋剤の例として塩化アンモニ
ウムに挙げることができる。
【００２０】熱溶融型結合剤は環境温度で一般に固体で
あり、熱溶融型の樹脂をベースとする。
【００２１】結合剤として、ピッチ、タール又は環境温
度で固体であり、かつ本発明の凝集方法の様々な段階の
間に分解し得ない他のあらゆる既知結合剤も用いること
ができる。
【００２２】結合剤及び活性炭粉末の割合は、一般に、
活性炭１００重量部当たり結合剤４ないし３０重量部、
好ましくは１０ないし２０重量部である。
【００２３】熱硬化性結合剤が用いられる場合、これ
は、任意の架橋剤に加えて、活性炭粉末及び細孔保護剤
の混合物に、一般には環境温度で添加される（段階
（ｂ））。あらゆる既知の型の混合装置、例えば、Ｚ−
アームミキサー、リボンブレンダー又は混合エッジラン
ナーを用いることができる。混合物の粘稠性を、その混
合物を凝集した生成物として、既知の技術、例えば、押
出、圧縮、ペレット化、圧延、回転パンを用いる造粒等
に従い、あらゆる既知の型の機器によって直接成形でき
る程度とするため（段階（ｃ））、水を添加する必要が
あることもある。成形段階の後、例えば一般には２００
℃未満の温度で加熱することにより、結合剤（及び凝集
した生成物）を硬化させる（段階（ｄ））。
【００２４】熱溶融型結合剤を用いる場合、それを、任
意に粉砕した後、活性炭粉末及び細孔保護剤の混合物と
乾燥混合する（段階（ｂ））。次に、この混合物を加熱
し、あらゆる既知の型の機器により粒子、押出物、スラ
ブ等にするのに望ましい粘度まで軟化させる（段階
（ｃ））。また、熱溶融型結合剤を単独で軟化させ、次
にそれを、予め細孔保護剤と混合した軟化した塊の状態
の活性炭に組み込み、粒子、押出物、スラブ等として成
形することも可能である。凝集した生成物が環境温度ま
で冷却されたとき（段階（ｄ））、それらは完全に剛性
である。
【００２５】本発明の他の主題は、上述の凝集方法に従
って得られる凝集した生成物、すなわち凝集塊である。
用いられる処理技術に応じて、これらは粒子、押出物、
ペレット、スラブ、ビーズ等の形態で提供される。
【００２６】従来技術の凝集生成物に対して、本発明に
よる凝集塊は改善された吸着能力を示し、さらに、それ
らの破砕に対する耐性も改善されることが予期せず見出
される。
【００２７】これらの平均粒径は、一般に０．２ないし
１０ｍｍ、好ましくは０．４ないし６ｍｍである。
【００２８】これらは、文献の活性炭の凝集粒子に対し
て、液体媒体中の崩壊に対する改善された耐性を示し、
破砕に対するそれらの耐性は１ないし４ｍｍの粒径につ
いて１ないし１０ｋｇである。用いるられる結合剤の性
質に応じて、これらは３５０℃までの範囲を取り得る温
度に耐えることができる。
【００２９】本発明の凝集活性炭は既知の凝集活性炭と
同様に用いることができる。これらの非常に良好な機械
特性及び優れた吸着能力を考えると、工業プロセスにお
いて吸着ベッドの形態での気体の吸着用に特に推奨され
る。
【００３０】これらは、炭化水素蒸気、特には、主とし
てｎ−ブタン及び／又はペンタンを含んでなる蒸気を吸
着するための作用物質として特に適する。これらの炭化
水素蒸気を吸着するための工業プロセスはＶＲＵ（揮発
性物質回収ユニットの略語）として知られ、ＰＳＡ（圧
力スイング吸着）又はＶＳＡ（減圧下でのＰＳＡ）型で
ある。
【００３１】また、本発明の凝集方法は、凝集させよう
とするあらゆる多孔性粉体材料にも適する。これらの多
孔性粉体材料のうち、シリカ粉末、ゼオライト粉末及び
熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹脂粉末、例えば、ラク
タム及び／又はアミノ酸のアニオン性重合によって調製
される多孔性球状ポリアミド粒子、例えば、ＥｌｆＡｔ
ｏｃｈｅｍ Ｓ．Ａ．社がＯｒｇａｓｏｌ（登録商標）
の商品名で販売する粉末を挙げることができる。
【００３２】親水性ゼオライトをベースとする粉末を凝
集させようとするためには、有機ベースの保護剤を選択
するように注意を払う。
【００３３】ポリマー樹脂又は材料をベースとする粉末
を凝集させようとするためには、熱硬化性である場合に
は硬化温度が、熱溶融型である場合には軟化温度が、凝
集させようとする樹脂の溶融、軟化又は架橋温度を下回
る結合剤を選択するように注意を払う。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下の実施例においては、調製さ
れる生成物について、タップした生成物の相対密度、ブ
タン吸着能力及び破砕に対する耐性を測定し、崩壊試験
を以下の手順に従って行う。
【００３５】・タップした生成物の相対密度 １００ｍｌのメスシリンダーを、３つのローラーを備え
る据え置き基部を含み、このローラー上には３つの鋸歯
を備える可動鋼板がある、タッピング装置に取り付け
る。軸に沿ってスライドさせることにより垂直に移動さ
せることができるこの板は、エンドレススクリューから
６０回転／分の回転移動を受ける。それ自体回転しなが
ら、この板は一連の上昇と、続く４ｍｍの高さの急激な
下降を受ける。メスシリンダーに、相対密度を測定しよ
うとする（事前に、その重量がもはや変化しなくなるま
で、オーブン内に入れて１５０℃にした）生成物を、３
分後に“１００ｍｌ”（Ｖ）の目盛りに到達するまで手
で連続的に充填する。その後、メスシリンダーの内容物
を秤量し（Ｗ）、タップした相対密度＝Ｗ／Ｖを算出す
る。
【００３６】・崩壊試験３つの凝集塊を２５０ｍｌビー
カー内の水２００ｍｌに入れ、その混合物を３ ０秒毎に攪拌して完全に崩壊するのに要する時間を測定
する。
【００３７】・ブタン作業容量 約１０ｇの活性炭を、この試料の重量がもはや変化しな
くなるまでオーブン内において１５０℃で乾燥させ、次
にデシケーター内で環境温度まで冷却する。続いて、焼
結ガラスＮｏ．０を備え、充填容積ＦＶが１５．９ない
し１６．９ｍｌであり、かつ事前に風袋を計量した（Ｗ
０）Ｕ字管に加熱乾燥した活性炭を充填し、その管を秤
量して（Ｗ１）、タップした生成物の相対密度を測定す
るのに用いたタッピング装置を用いて２分間タップす
る。その後、流速を１５ ｌ／時に調整したブタン流を
頂部から下方に向けて４５分間通過させ、管の温度は２
５℃に維持する。その管を乾燥させて秤量する（Ｗ
３）。
【００３８】次に、窒素流を、頂部から下方に向けて１
時間、２５℃に維持した活性炭に通す（窒素の流速：１
８ ｌ／時）。この管を乾燥させて秤量し（Ｗ４）、以
下のものを算出する。
【００３９】下記式によるブタン作業容量ＢＷＣ： ＢＷＣ（ｇ／ｃｍ３）＝（Ｗ３−Ｗ４）／ＦＶ×１００ 下記式によるブタン数ＢＮ： ＢＮ（ｍｇ／ｇ）＝（Ｗ３−Ｗ１）／（Ｗ１−Ｗ０）×
１００ ・破砕に対する耐性 増加した圧力下での凝集生成物の破壊荷重（ｋｇで表
す）を、ＴＭＣ２００サポート及びＤＦＧＳ５０ダイナ
モメーターを備えるＩｎｄｅｌｃｏ−Ｃｈａｔｉｌｌｏ
ｎ（ＡＤＳ／８０１）型の、破砕に対する耐性を測定す
るための装置を用い、その下降速度を２３ｍｍ／分に調
整して測定する。破砕に対する機械的耐性Ｒは２５回の
測定の算術平均によって決定する。
【００４０】実施例１（比較） Ｃｅｃａ Ｓ．Ａ．社がＡｃｔｉｃａｒｂｏｎｅ（登録
商標）ＣＰの商品名で販売する、平均粒径２０μｍの粉
末化活性炭４００ｇを、５００ｇの水に溶解した、Ｃｈ
ｅｍｉｅ−Ｌｉｎｚ社がＳ１００の商品名で販売するメ
ラミン−尿素−ホルムアミド樹脂８０ｇの溶液と、Ｚ−
アームＷｅｒｎｅｒミキサーを用いて混合する。８ｇの
塩化アンモニウムＮＨ４Ｃｌ（架橋触媒）を添加する。
【００４１】均質なペーストが得られ、これを、直径３
ｍｍの孔を貫通させたダイを備える押出プレスを用いる
押出により押出物として成形する。
【００４２】オーブン内において１２０℃で３時間加熱
処理することにより、結合剤を硬化させる。
【００４３】得られる押出物は以下の特徴を示す： タップされたベッドの相対密度 ：０．２９ｇ／ｃｍ３ ブタン吸着容量 ：８ｇ／１００ｃｍ３ 破砕に対する耐性 ：４ｋｇ実施例２ ベントナイト（Ｃｅｃａ Ｓ．Ａ．社がＣｌａｒｓｏｌ
（登録商標）ＦＧＮ／ＦＲ４の商品名で販売）懸濁液
を、ベントナイト１５ｇを５５０ｇの水に攪拌しながら
分散させることにより調製する。
【００４４】このようにして得られた懸濁液を、Ｚ−ア
ームＷｅｒｎｅｒミキサー内で、４００ｇのＡｃｔｉｃ
ａｂｏｎｅ（登録商標）ＣＰ活性炭と混合する。
【００４５】この混合物が均一になったとき、８０ｇの
Ｓ１００メラミン−尿素−ホルムアミド樹脂及び８ｇの
ＮＨ４Ｃｌを導入する。
【００４６】カルボキシメチルセルロースを押出助剤と
して添加する。
【００４７】このペーストが均一になったとき、直径３
ｍｍの孔があるダイを備えるＫａｈｌ混合エッジランナ
ーを用いて押出を行い、次いで、加熱処理をオーブン内
において１２０℃で３時間行う。
【００４８】得られる押出物は、８．４のブタン吸着容
量、５．９ｋｇの破砕に対する耐性及び０．３２の相対
密度を有する。
【００４９】実施例３（比較） ベントナイト懸濁液の代わりに水を細孔保護剤として用
いることを除いて先行する例と同様に調製を行う。
【００５０】得られる押出物は、８．１のブタン吸着容
量、５ｋｇの破砕に対する耐性及び０．３０の相対密度
を有する。
【００５１】実施例４（比較） 押出を２ｍｍダイで行うことを除いて実施例３と同様に
混合を行う。
【００５２】１２０℃で４時間加熱処理した後、８．５
のブタン吸着容量、２．６ｋｇの破砕に対する耐性及び
０．３１の相対密度を有する押出物が得られる。
【００５３】実施例５ 水（細孔保護剤）を実施例２のベントナイト懸濁液で置
き換えることを除いて先行する例と同様に調製を行う。
【００５４】このようにして、８．９の吸着容量、４．
６ｋｇの破砕に対する耐性及び０．３２の相対密度を有
する押出物が得られる。
【００５５】一方で実施例２及び３、他方では４及び５
が、吸着容量及び破砕に対する耐性に関して、ベントナ
イトを用いることによる改善の導入を示す。
【００５６】実施例６ 水２５５リットル中に１２．５ｋｇのＣｌａｒｓｏｌ
ＦＧＮ／ＦＲ４ベントナイトの懸濁液を調製する。
【００５７】Ｇｏｎｄａｒｄという商標のリボンブレン
ダー内で３００ｋｇのＡｃｔｉｃａｒｂｏｎｅ ＣＰ活
性炭を２４０リットルの水で湿潤させた後、ベントナイ
ト懸濁液を添加する。１０分間混合した後、２５ｋｇの
Ｓ１００メラミン−尿素−ホルムアルデヒド樹脂、次い
で２５リットルの１０重量％塩化アンモニウム溶液及
び、最後に、押出助剤（カルボキシメチルセルロース）
を導入する。
【００５８】１０分間混合した後、押出を３ｍｍで、Ｈ
ｏｂａｒｔ（登録商標）押出機を用いて行う。
【００５９】長さ８ｍ及び直径１ｍの水平回転加熱炉に
おいて、回転速度２回転／分及び熱気体の導入口温度４
５０ないし５５０℃で加熱処理を行う。生成物に含まれ
る水の蒸発がその温度を１３０−１５０℃に制限する。
【００６０】ブタン吸着容量が９であり、破砕に対する
耐性が４ｋｇであり、かつ相対密度が０．３６である押
出物が得られる。
【００６１】実施例７ ４００ｇのＡｃｔｉｃａｒｂｏｎｅ ＣＰ活性炭を、水
５５０ｇ中に１５ｇのベントナイトの懸濁液と混合した
後、４０ｇのＳ１００メラミン−尿素−ホルムアルデヒ
ド樹脂及び４ｇの塩化アンモニウムに加えて押出助剤を
添加する。
【００６２】３ｍｍダイを備えるＰｉｎｅｔｔｅ−Ｅｍ
ｉｄｅｃａｕラムプレスを用いて押出を行う。
【００６３】１２０℃で４時間加熱処理した後、９．４
の吸着容量、５ｋｇの破砕に対する耐性及び０．３１の
相対密度を有する押出物が得られる。
【００６４】実施例８ 僅かに２４ｇのメラミン−尿素−ホルムアルデヒド樹脂
及び２．５ｇの塩化アンモニウムを用いることを除いて
先行する例と同様に調製を行う。
【００６５】得られる生成物は、１０．７のブタン吸着
容量、４．５ｋｇの破砕に対する耐性及び０．３０の相
対密度を有する。
【００６６】実施例９ 実施例２に記載される通りに混合物を調製する。ペース
トが均一になったとき、凝集をビーズの形態で生じさせ
る造粒パンに徐々に注ぐ。
【００６７】ここで用いられる、Ｅｉｒｉｃｈ（登録商
標）という商標の装置は直径０．４ｍであり、直径１．
５ないし３ｍｍのビーズの形成を可能にするためその回
転速度及び勾配を調整する。加熱処理の後、これらのビ
ーズは９．５の吸着容量及びそれらの直径に応じて０．
５ないし１ｋｇで変化する破砕に対する耐性を有する。
【００６８】実施例１０ ８５０ｇのＡｃｔｉｃａｒｂｏｎｅ（登録商標）ＣＰ活
性炭を３０ｇ／ｌの水性ベントナイト懸濁液と混合す
る。（乾燥基準で表して）１５０ｇの、ＥｌｆＡｔｏｃ
ｈｅｍ Ｓ．Ａ．社がＲｅｐｏｌｅｍ１１０３Ｋの商標
名で販売する共重合アクリル酸エステルのエマルジョン
を得られる粉体混合物に添加する。押出を３ｍｍで、ラ
ム押出プレスを用いて１５０℃で行い、残留する水を除
去するためにオーブン内で乾燥を行う。
【００６９】８．７のブタン吸着容量を有する生成物が
得られる。
【００７０】実施例１１ 前述の配合物を５分間、１７５℃、１５０バールの下
で、ラムプレスにおいて圧縮する。続いて、得られるブ
ロックを冷条件下で破砕し、０．５ないし２ｍｍの粒径
を有する破片を得るために篩掛けする。
【００７１】この破砕して篩掛けした生成物は８．７の
ブタン吸着容量を有する。
【００７２】実施例１２ 実施例１１の配合物を１０００バールの下、１５０℃で
圧縮する。
【００７３】圧縮したブロックを破砕して篩掛けした後
に得られる０．５／２ｍｍの破片は１０のブタン吸着容
量を有する。
【００７４】実施例１ないし１２に従って調製した全て
の凝集生成物を、水を用いる崩壊試験に処する。実施例
２ないし１２の生成物は崩壊せず、これに対して比較例
１の試料は崩壊した。
【００７５】実施例１３ ３種類の活性炭のｎ−ブタンについての吸着容量を測定
する： ａ）実施例６の凝集活性炭 ｂ）ＳＡ１８１０は、平均径１ｍｍの粒子の形態の、化
学的に活性化した松材から調製される活性炭である（Ｂ
ＷＣ：１０．５；相対密度：０．２２ｇ／ｍｌ；ＢＮ：
５１４） ｃ）ＧＡＣ４×８は、平均径３．３ｍｍの粒子の形態
の、石炭から調製され、物理的に活性化された活性炭凝
集塊である（ＢＷＣ：５．８；相対密度：０．４３ｇ／
ｍｌ；ＢＮ：２４２）。
【００７６】操作は、大気圧で吸着させ、真空下で脱着
させるＶＳＡ（圧力スイング吸着）型のプロセスに従っ
て行う。
【００７７】吸着器は高さ１．５ｍ及び直径５ｃｍで、
上述の３種類の活性炭のうちの１つを３ ｌ充填したカ
ラムである。
【００７８】吸着及び脱着は、以下に記載される条件に
従って、互いに周期的に連動する。
【００７９】 吸着 カラム内での気体の通過方向：底部から上方 持続時間 １５分 気体の圧力 ０．１ＭＰａ 気体の温度 ２５℃ 気体の組成：４０容積部のｎ−ブタン及び１００容積部
の窒素 気体の速度 ０．０２ｍ／ｓ 脱着 カラム内での気体の通過方向：頂部から下方 持続時間 １５分 気体の圧力 ０．０１ＭＰａ 気体の温度 ２５℃ 気体の組成（パージ気体） 純粋窒素 総気体流速（パージ気体） ４ Ｓｌ／ｓ 気体ブタンの前面がカラムから出るのに要する吸着／脱
着サイクルの数を測定する。結果を表１に併せて記す。
【００８０】
【表１】 実施例１４ 以下を除いて、実施例１３の操作条件を再度採用する。
【００８１】＊脱着圧力、これは０．０２ＭＰａに設定
する。
【００８２】気体ブタンの前面がカラムから出るのに要
する吸着／脱着サイクルの数を測定する。結果を表２に
併せて記す。
【００８３】
【表２】 実施例１５以下を除いて、実施例１３の操作条件を再度
採用する。
【００８４】＊吸着中の気体の速度：０．０３ｍ／ｓ＊ 脱着相の中でのパージ流速：６ Ｓｌ／ｈ 気体ブタンの前面がカラムから出るのに要する吸着／脱
着サイクルの数を測定する。結果を表３に併せて記す。
【００８５】
【表３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01B 31/14 B01J 20/20

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 活性炭凝集塊の調製方法であって、 （ｂ）活性炭粉末を結合剤及び、任意に、架橋剤と混合
    し、 （ｃ）該混合物を凝集させて成形し、 （ｄ）凝集した生成物を硬化させる、 ことを包含し、段階（ｂ）の前に、活性炭粉末を、該混
    合物を粉末の形態に留めるために水性もしくは有機ゲル
    から選択される細孔保護剤と接触させる（段階（ａ））
    ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 細孔保護剤及び活性炭粉末の割合が活性
    炭１００重量部当たり保護剤が１００〜２００重量部で
    あることを特徴とする、請求項１による方法。
  3. 【請求項３】 結合剤及び活性炭粉末の割合が活性炭１
    ００重量部当たり結合剤が４〜３０重量部であることを
    特徴とする、請求項１又は２による方法。
  4. 【請求項４】 結合剤及び活性炭粉末の割合が活性炭１
    ００重量部当たり結合剤が１０〜２０重量部であること
    を特徴とする、請求項３による方法。
  5. 【請求項５】 活性炭粉末及び細孔保護剤の混合、並び
    にそれと結合剤及び、任意に、架橋剤との混合を環境温
    度で行うことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１
    項による方法。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５のうちの１項による活性炭
    及び結合剤の凝集塊を調製するための方法であって、凝
    集した生成物の成形を押出、圧縮、ペレット化、圧延又
    は回転パンを用いる造粒により行うことを特徴とする方
    法。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６のうちの１項による活性炭
    及び熱硬化性結合剤の凝集塊の調製方法であって、結合
    剤の硬化を行うのに十分な温度で加熱することにより凝
    集した生成物を硬化させることを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】 請求項１〜６のうちの１項による活性炭
    及び熱溶融型結合剤の凝集塊の調製方法であって、粉末
    加熱溶融型結合剤を、 予め細孔保護剤と混合されている活性炭粉末と混合した
    後、合わせた混合物を加熱して軟化させ、次いで成形し
    て冷却し、 又は、加熱して軟化させた後、予め細孔保護剤と混合さ
    れている活性炭粉末と混合し、次いで合わせた混合物を
    成形して冷却する、 ことを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項に定義され
    る方法に従って得ることができる凝集塊。
  10. 【請求項１０】 細孔保護剤がスメクティッククレイを
    ベースとし、又は有機ゲル化剤をベースとすることを特
    徴とする、請求項９による凝集塊。
  11. 【請求項１１】 スメクテッククレイがベントナイトで
    あり、有機ゲル化剤がアルギン酸塩、カラゲナン及び／
    又はペクチンであることを特徴とする、請求項１０によ
    る凝集塊。
  12. 【請求項１２】 結合剤が、環境温度で液体もしくは固
    体である熱硬化性樹脂をベースとし、又は（共）重合体
    （１種類もしくは複数種類）のエマルジョンもしくはラ
    テックス（ｌａｔｉｃｅｓ）をベースとすることを特徴
    とする、請求項９〜１１のいずれか１項による凝集塊。
  13. 【請求項１３】 前記熱硬化性樹脂が尿素−ホルムアル
    デヒド型のメラミン−尿素−ホルムアルデヒド及び／又
    はフェノール−ホルムアルデヒド型の樹脂であることを
    特徴とする請求項１２による凝集塊。
  14. 【請求項１４】 前記熱硬化性樹脂がメラミン−尿素−
    ホルムアルデヒド型の樹脂であることを特徴とする請求
    項１２又は１３による凝集塊。
  15. 【請求項１５】 結合剤が、環境温度で固体である熱溶
    融型の熱溶融型樹脂、ピッチ、又はタールをベースとす
    る、請求項９〜１１のいずれか１項による凝集体。
  16. 【請求項１６】 請求項９〜１５のいずれか１項に定義
    される凝集塊の吸着剤としての使用。
  17. 【請求項１７】 請求項１６による凝集塊の、気体の分
    離及び／又は精製への使用。
  18. 【請求項１８】 請求項１６による凝集体の、液体の脱
    色、精製及び／又は脱臭への使用。
  19. 【請求項１９】 吸着ベッドの形態の請求項１７による
    凝集塊の、工業プロセスにおける気体の吸着への使用。
  20. 【請求項２０】 請求項１９による凝集塊の、主として
    ｎ−ブタン及び／又はペンタンを含んでなる炭化水素蒸
    気の吸着（ＶＲＵ）への使用。
  21. 【請求項２１】 請求項１〜８のいずれか１項による方
    法に使用される活性炭粉末を多孔性粉末材料で置き換え
    ることを特徴とする多孔性粉末材料を凝集させるための
    方法。
  22. 【請求項２２】 請求項２１の方法に従って得ることが
    できる凝集塊。
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