JP3793427B2

JP3793427B2 - 活性炭の製造方法と製造装置並びに活性炭の使用方法

Info

Publication number: JP3793427B2
Application number: JP2001181961A
Authority: JP
Inventors: 豊寿金子
Original assignee: Kaneko Co Ltd
Current assignee: Kaneko Co Ltd
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: JP2003002624A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、木材等を加熱して炭化し形成した活性炭の製造方法と製造装置並びに活性炭の使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
活性炭は、その内部の微細孔により表面積が極めて大きく、その大きな表面積を利用して、従来より、有害物質の吸着や、悪臭、有害ガスの除去に広く用いられている。また、活性炭等の炭には除湿、調湿効果があることも知られており、住宅の壁裏や床下等にも設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、活性炭はその微細孔表面に有害物質等を付着させて除去するため、狭い空間での消臭効果や除湿効果を得るには有効であるが、その効力範囲には限度があり、特に除湿には十分な効果を得ることができないものであった。
【０００４】
この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、除湿、消臭効果等が飛躍的に高い活性炭の製造方法と製造装置並びに活性炭の使用方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の活性炭は、棒状の炭や粒状の炭に塩水を含浸させ、乾燥して成る活性炭である。上記塩水は、塩化ナトリウム水溶液または深層水等の海水である。
【０００６】
またこの発明は、木材や樹脂等の有機物を炭化し、塩水を含浸させ、粉砕した後乾燥させる活性炭の製造方法である。
【０００７】
またこの発明は、木材等の有機物に塩水を含浸させた後炭化し、粉砕する活性炭の製造方法である。
【０００８】
上記有機物は木材であり、上記粉砕は、炭化した木材に水分を含ませた状態で行うものである。さらに、上記木材は建築端材等の建築材料であり、炭化した後水分を含ませて圧壊させるようにして粉砕し、所定の篩いにかけて粒径をそろえるものである。
【０００９】
またこの発明は、炭化させる材料を収容する耐火性の籠を備え、この籠にはフォークリフトのフォークが差し込まれる係合部を有し、上記材料が炭化した状態で塩水を含浸させる塩水槽や塩水吹き付け装置等の含浸手段と、上記籠内の炭化した木材を粉砕する粉砕装置と、粉砕した炭の粒径をそろえる篩い装置とを備えた活性炭製造装置である。
【００１０】
またこの発明は、建築物の表面に予め塗料や接着剤等の粘着物質を塗布し、その表面に粉状の上記活性炭を吹き付けて付着させる活性炭の使用方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１〜図４は、この発明の一実施形態を示すもので、この実施形態の活性炭の製造装置は、炭化炉１２を備え、建築廃材等の可燃性有機物を炭化処理する。炭化炉１２は、鉄やステンレス製の矩形のハウジング１４で覆われ、ハウジング１４には有機物を出し入れする扉１６が設けられている。ハウジング１４の内側壁面には、図１に示すように、耐熱性があり保温効果を有する煉瓦１８が均一の厚みに取り付けられている。そして、ハウジング１４の内側には、扉１６に連通し扉１６を閉じると密閉される炭化室２０が設けられている。ハウジング１４の底部には、その周囲を煉瓦１８で覆われた燃焼室２２が設けられている。
【００１２】
炭化室２０内には、建築廃材や建築端材等の木材２１を立てた状態で収容する耐熱性耐火性の籠２３が収納される。籠２３の底面には、図示しないフォークリフトのフォークが差込可能な高さの係合部である脚部２５を有し、籠２３の出し入れの作業性を良くしている。フォークが係合する係合部は、脚部２５以外に、吊り下げ式のものや、籠２３自体に設けられたものでも良い。
【００１３】
燃焼室２２の一壁面には、燃焼室２２内で燃焼し炭化炉１２内を加熱するオイルバーナ２４が設けられている。燃焼室２２の、オイルバーナ２４と反対側の端部付近には、ほぼ垂直に立設された煙突２６が設けられている。煙突２６の途中には、ハウジング１４の上面に接続されている煙突２８が合流して設けられ、煙突２６，２８のこの合流点の近傍には、煙突２６，２８の各々内側に温度調節のためのダンパー３０が設けられている。そして各ダンパー３０は、煙突２６，２８の合流点の近傍に設けられたダンパーコントロールモータ３２により駆動され、このダンパーコントロールモータ３２は、図示しない制御装置により、炭化炉１２内の温度が一定に保たれるよう自動制御されている。煙突２８の、ハウジング１４近傍には、手動のダンパー３４が設けられ、炭化室２０の天井部分には、炭化室内の温度を検知し、その温度を一定に制御するための温度センサ３６が設けられている。なお、煙突２８の先端部には、塵埃や有害物質を回収するフィルタを取り付けると、より有害物質が排出されず好ましい。
【００１４】
炭化室２０の一側面の天井近傍には、乾留ガス取出手段である乾留ガス取出配管３８が接続されている。乾留ガス取出配管３８の先端はハウジング１４から外側に突出し、下方に引き下ろされ燃焼室２２のオイルバーナ２４近傍に位置する乾留ガス再燃装置４０に接続されている。乾留ガス再燃装置４０の先端は、ハウジング１４の内側へ挿入され、その近傍には乾留ガスを燃焼させるために空気を導入するファンが設けられ、その燃焼により燃焼室２２を加熱することができる。これにより、有害ガスが無害化され、可燃性の乾留ガスにより炭化のためのエネルギーを抑えることができる。さらに、炭化炉１２の近傍には、加熱された排気を利用した図示しない乾燥装置を設けてもよい。
【００１５】
炭化炉１２の近傍には、炭化した木材２１を塩水中に浸漬して塩水を含浸させる含浸手段である図示しない塩水槽が設けられている。塩水槽には、塩水が満たされ、塩水の濃度は水１０Ｌ（リットル）に対して塩化ナトリウム約１ｋｇ程度である。この状態で一晩ないし１日放置し、籠２５ともに引き上げて塩水をきる。そして、炭化した木材２１の炭が濡れた状態で、図３に示す粉砕装置５０の投入口５２に投入する。このときの炭は水分を含んだ状態であればよい。
【００１６】
粉砕装置５０は、炭化した木材２１である炭を投入する投入口５２にホッパーが設けられ、ホッパーの下方には、シャッタを介してベルトコンベア５４の一端部が位置している。ベルトコンベア５４はホッパーの下方から斜め上方に向けて設置され、他端部の下方に粉砕機５６が設置されている。粉砕機５６は、炭を圧壊して細かくするもので、例えば所定の隙間が形成されたローラ間に炭を通して粉砕する。粉砕機５６の下方にはベルトコンベア５８の一端部が位置している。ベルトコンベア５８は、粉砕機５６の下方から斜め上方に向けて設置され、篩い装置６０の上方に他端部が位置している。篩い装置６０の下方には、一定の粒径以下の炭が排出され、それ以上の炭粒は、再び側方のベルトコンベア５４上に送られる。
【００１７】
次に、炭化炉１２の処理能力について説明する。例えば、処理物の可燃性有機物が木片（水分３０％程度）のとき、処理重量６００ｋｇ、処理時間は昇温と炭化に７時間と冷却に１５時間の合計２２時間、製炭重量１２０ｋｇであった。
【００１８】
製造された木片の炭は、塩水槽に浸漬して、上述の通り、１０％程度の濃度の塩水中に８時間〜２４時間放置する。この後、炭が湿った状態で、図３に示す粉砕装置５０の投入口５２に投入し、粉砕し、篩い装置６０にかけて粒径別に選別し、乾燥する。
【００１９】
この発明の炭は、木材以外に発泡スチロールやスチレン等の断熱材、プラスチック等の樹脂製品やおが屑等の有機物でも良く、炭化可能なものであればよい。
【００２０】
【実施例】
この発明の活性炭の除湿機能についての試験結果を、図４を基にして以下に説明する。この試験は、JISZ2105-1960（木材の吸湿性試験）に準じて行われた。上記のように形成した活性炭３ｇを１００ｍｌビーカーに入れ、口を４重のガーゼで覆い、輪ゴムで止めた。なお、この試験は、富山県林業技術センターにおいて測定されたものである。
【００２１】
調湿試験方法は、含水率１０％以下にした試料を、高温高湿装置内で３０℃，ＲＨ（相対湿度）９０％で２８日間調湿し、この間に各試料が示した平衡含水率を測定した。その後、試料を高温高湿装置内で３０℃，ＲＨ５０％で９日間調湿し、その間に各試料が示した平衡含水率を測定した。以上の結果を図４のグラフに示す。グラフでは、比較のため、ＣａＣＯ_３、ＭｇＣＯ_３の溶液に浸漬した試料についても同様に測定した。
【００２２】
なお、ＣａＣＯ_３、ＭｇＣＯ_３の溶液に浸漬した試料の調湿能力は、市販のヤシ殻炭と同程度のものであった。
【００２３】
これに対して、塩水に浸漬した試料は、含水率が１４０％にまで達し、グラフから分かるように、未だ平衡状態に達しておらず、驚異的な吸湿能力を示した。また、３０℃，ＲＨ５０％の環境では、１４０％まで吸湿した水分を数日で放出し、含水率が数％まで落ちている。従って、この活性炭の調湿能力は、極めて高いことが証明された。また、高い消臭能力も確認され、除湿消臭効果が共に高いことが分かった。
【００２４】
この活性炭の利用方法としては、粉にしたものを建築物の表面に吹き付けて付着させたり、壁裏や床下に袋詰めした活性炭を設置しても良い。この場合、建築物の表面に予め塗料等の粘着物質を塗布しその表面にこの粉状の活性炭を吹き付けて付着させると良い。また、室内の壁紙やカーテンの表面に粉砕したこの活性炭を付着させ、室内の調湿作用や消臭作用を持たせることも可能である。さらに、家屋内の有害ガスの除去にも利用可能である。建築物への利用方法としては、バインダ中にこの発明の活性炭の粉を混ぜて、塗布しても良い。
【００２５】
また、塩水は、海洋深層水等の海水を用いても良い。これにより、より安価に塩水を得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明の活性炭によれば、極めて高い吸湿能力が得られ、建築物や家具、内装類に取り付けたり内蔵させたりして、調湿材として用いることができる。特に、建築材料を炭化して活性炭とすることにより、廃棄物の有効利用の道が開け、さらに、不要となった活性炭は焼却しても良く、土に混ぜて土壌改良材として用いることもできる。また、土に混ぜた場合、付着した塩分は水により流され、植物に悪影響を与えることもない。
【００２７】
また、この発明の活性炭は炭を圧壊させて粉砕しているので、表面積の大きい粒状に形成することができ、より吸湿能力の高いものとすることが出来る。
【００２８】
さらに、建築物に付着させたり、内蔵させたりすることにより、調湿作用や有害ガスの除去、害虫の忌避等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の活性炭を製造する炭化炉の部分破断縦断面図である。
【図２】この実施形態の炭化炉の正面図である。
【図３】この実施形態の粉砕装置の側面図である。
【図４】この発明の活性炭の一実施例の吸湿性能を示すグラフである。
【符号の説明】
１２炭化炉
１４ハウジング
１６扉
１８煉瓦
２０炭化室
２１木材
２２燃焼室
２３籠
２５脚部
３８乾留ガス取出配管
４０乾留ガス再燃装置
５０粉砕装置
６０篩い装置

Claims

有機物を炭化し、海洋深層水を含浸させ、炭化した材料に水分が含んでいる状態で圧壊させるようにして粉砕し、乾燥させて、所定の篩いにかけて粒径をそろえることを特徴とする活性炭の製造方法。
上記有機物は建築材料の木材であることを特徴とする請求項１記載の活性炭の製造方法。
炭化させる材料を収容する耐火性の籠を備え、この籠にはフォークリフトのフォークが差し込まれる係合部を有し、上記材料が炭化した状態で塩水を含浸させる含浸手段と、上記籠内の炭化した木材を粉砕する粉砕装置と、粉砕した炭の粒径をそろえる篩い装置とを備えたことを特徴とする活性炭製造装置。
建築物の表面に予め粘着物質を塗布し、その表面に活性炭を吹き付けて付着させることを特徴とする活性炭の使用方法。