JP5933411B2 - Cellulose acetate particulate carbide activation device - Google Patents

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Description

本発明は、粒子状の炭化物を賦活して活性炭を得るための賦活装置、特にキャパシタの電極活物質として有用な低金属含有量の活性炭を得るための賦活装置に関する。   The present invention relates to an activation device for activating particulate carbide to obtain activated carbon, and more particularly to an activation device for obtaining activated carbon having a low metal content useful as an electrode active material for a capacitor.

活性炭は、各種の工業分野にわたって広く使用されており、空気浄化、放射性物質吸着、ヨウ素トラップ、メタン吸蔵、水素吸蔵、浄水製造、溶剤回収、脱色、水処理、ガスマスクなどに利用されている。また、近年では、キャパシタ(電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ)の電極活物質としても用いられている。この内、キャパシタの電極活物質として用いる活性炭としては、キャパシタの耐久性を改善するため、不純物として金属をなるべく含まないもの(例えば、鉄の含有量が50ppm以下のもの)が望まれている。   Activated carbon is widely used in various industrial fields, and is used for air purification, radioactive substance adsorption, iodine trap, methane occlusion, hydrogen occlusion, purified water production, solvent recovery, decolorization, water treatment, gas mask and the like. In recent years, it is also used as an electrode active material for capacitors (electric double layer capacitors, lithium ion capacitors). Among these, activated carbon used as the electrode active material of the capacitor is desired to contain as little impurities as possible (for example, iron content of 50 ppm or less) as an impurity in order to improve the durability of the capacitor.

活性炭は通常、椰子殻に代表される植物原料を炭化して得られた炭化物を、賦活装置(ロータリーキルン)の内部で、賦活ガスの存在下に高温に加熱して賦活処理することにより製造される。製造される活性炭には、植物原料に混入していた金属が取り込まれる。例えば、椰子殻の場合、原料中に数十ppmの鉄等の重金属が含まれ、炭化や賦活工程で濃縮され、活性炭中に数百ppm存在することもある。このため、製造された活性炭をキャパシタの電極活物質として使用するためには、活性炭を酸やアルカリで繰り返して洗浄するという極めて煩雑な作業が必要になる。   Activated carbon is usually produced by heating a carbonized material obtained by carbonizing a plant material typified by coconut shell by heating to a high temperature in the presence of an activation gas inside an activation device (rotary kiln). . The activated carbon that is produced incorporates the metal that has been mixed into the plant material. For example, in the case of a coconut shell, the raw material contains heavy metals such as several tens of ppm of iron, is concentrated in the carbonization or activation process, and may be present in several hundred ppm in the activated carbon. For this reason, in order to use the produced activated carbon as the electrode active material of the capacitor, an extremely complicated operation of repeatedly washing the activated carbon with an acid or alkali is required.

一方、活性炭の原料として、酢酸セルロースを用いることも知られている。酢酸セルロースは、フィルム状あるいは繊維状に成形され、様々な用途に利用されている。例えば、酢酸セルロースフィルムは、液晶表示装置が備える偏光板の保護フィルムとして用いられている。また、酢酸セルロース繊維の塊状物は、タバコフィルタとして用いられている。活性炭の原料として酢酸セルロースを用いると、上記の保護フィルムやタバコフィルタの製造過程で大量に発生する不良品、規格外品、あるいは端材を有効に利用することができる。更に、酢酸セルロースは、金属成分を含まないため、製造される活性炭は、原則的には、金属を殆ど含まない筈である。   On the other hand, it is also known to use cellulose acetate as a raw material for activated carbon. Cellulose acetate is formed into a film or fiber and is used for various applications. For example, a cellulose acetate film is used as a protective film for a polarizing plate provided in a liquid crystal display device. Moreover, the lump of cellulose acetate fiber is used as a tobacco filter. When cellulose acetate is used as a raw material for activated carbon, defective products, non-standard products, or mill ends that are generated in large quantities in the production process of the protective film and tobacco filter can be effectively used. Furthermore, since cellulose acetate does not contain a metal component, the activated carbon to be produced should contain almost no metal in principle.

特許文献1には、セルロースアシレート(例、酢酸セルロース)フィルムを活性炭の原料として再利用することを目的とする活性炭の製造方法が開示されている。この製造方法では、セルロースアシレートを主成分とする有機物を炭化することにより生成した炭化物を賦活することにより活性炭を製造する。この文献の実施例1では、ロータリーキルン(耐熱性円筒体)に供給した炭化物を炭酸ガス(賦活ガス)の存在下に加熱することにより活性炭を製造している。   Patent Document 1 discloses a method for producing activated carbon for the purpose of reusing a cellulose acylate (eg, cellulose acetate) film as a raw material for activated carbon. In this production method, activated carbon is produced by activating a carbide produced by carbonizing an organic substance mainly composed of cellulose acylate. In Example 1 of this document, activated carbon is manufactured by heating carbide supplied to a rotary kiln (heat-resistant cylindrical body) in the presence of carbon dioxide gas (activation gas).

特許文献2には、酢酸セルロースを炭化、次いで所定温度で加熱することにより残留する酢酸を除去し、これにより得られた炭化物を賦活して活性炭を製造する方法が開示されている。この文献には、賦活の処理にロータリーキルンを用いることが好ましいとの記載がある。また、上記方法で製造した活性炭は、電気二重層キャパシタの電極活物質として有用であると記載されている。   Patent Document 2 discloses a method for producing activated carbon by carbonizing cellulose acetate and then removing the remaining acetic acid by heating at a predetermined temperature and activating the resulting carbide. This document describes that it is preferable to use a rotary kiln for the activation process. Moreover, it is described that the activated carbon manufactured by the said method is useful as an electrode active material of an electric double layer capacitor.

特許文献3には、石英ガラス管によってできた石英ロータリーキルン(石英ガラス製の耐熱性円筒体)、石英ロータリーキルンの片側から賦活前の炭化物を投入する投入手段、石英ロータリーキルン内へ水蒸気(賦活ガス)を供給する水蒸気供給手段、そして回転する石英ロータリーキルンの外側から石英ロータリーキルンの中を搬送される炭化物を放射熱により加熱する放射式加熱手段を備える活性炭製造装置が開示されている。   Patent Document 3 discloses a quartz rotary kiln (quartz glass heat-resistant cylindrical body) made of a quartz glass tube, a charging means for charging carbide before activation from one side of the quartz rotary kiln, and water vapor (activating gas) into the quartz rotary kiln. There is disclosed an activated carbon production apparatus provided with a water vapor supply means for supplying, and a radiant heating means for heating carbide conveyed through the quartz rotary kiln from the outside of the rotating quartz rotary kiln by radiant heat.

特開2008−201664号公報JP 2008-201664 A 国際公開第2012/074054号パンフレットInternational Publication No. 2012/074054 Pamphlet 特開2001−220118号公報JP 2001-220118 A

本発明の課題は、酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活することにより、煩雑な洗浄を行なわなくとも、キャパシタの電極活物質として有用な低金属含有量の活性炭を得ることができる賦活装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an activation device capable of obtaining activated carbon having a low metal content useful as an electrode active material of a capacitor without activating complicated washing by activating particulate carbide of cellulose acetate. There is.

本願発明の発明者の研究の結果、ロータリーキルンを利用する賦活装置が備える耐熱性円筒体が金属材料製であると、賦活の際に高温(例えば、750〜1100℃)になった耐熱性円筒体の内側表面から微量に発生する金属蒸気が、この耐熱性円筒体の内側表面に接触する炭化物(もしくは活性炭)に取り込まれ、活性炭の金属含有量を増加させることが判明した。また、炭化物が金属面と擦れて金属が混入することもある。このため、耐熱性円筒体の内側表面を、石英ガラスに代表されるセラミック材料から形成することについて検討した。セラミック材料は、仮に金属をその酸化物や窒化物などの形態で含むものであっても、賦活の際に炭化物を加熱する温度領域においては、金属蒸気を殆ど発生しないからである。   As a result of research by the inventors of the present invention, if the heat-resistant cylindrical body provided in the activation device using the rotary kiln is made of a metal material, the heat-resistant cylindrical body that has become a high temperature (for example, 750 to 1100 ° C.) during activation It has been found that a small amount of metal vapor generated from the inner surface of the metal is taken into the carbide (or activated carbon) in contact with the inner surface of the heat-resistant cylinder and increases the metal content of the activated carbon. Further, the carbide may be rubbed against the metal surface and the metal may be mixed. For this reason, it examined about forming the inner surface of a heat-resistant cylindrical body from the ceramic material represented by quartz glass. This is because even if the ceramic material contains a metal in the form of its oxide or nitride, metal vapor is hardly generated in the temperature range where the carbide is heated during activation.

しかしながら、例えば、石英ガラス製の耐熱性円筒体を用いて酢酸セルロースの炭化物を賦活して活性炭を製造した場合でも、得られる活性炭の金属含有量、例えば、鉄含有量は約50ppm程度にまで低減するものの、電気二重層キャパシタの電極活物質としての使用を考慮すると必ずしも十分とは云えなかった。   However, for example, even when activated carbon is produced by activating the carbide of cellulose acetate using a quartz glass heat-resistant cylinder, the metal content of the obtained activated carbon, for example, the iron content is reduced to about 50 ppm. However, considering the use of the electric double layer capacitor as an electrode active material, it was not always sufficient.

本願発明の発明者が更に研究を進めた結果、次のことが判明した。ロータリーキルンの耐熱性円筒体の両端部のそれぞれに装着されるフードは、その作製が容易になることから、一般に鋼に代表される金属材料から形成される。このフードは、金属蒸気が発生するほどの高温に加熱されることはない。しかしながら、賦活の際に高温に加熱された耐熱性円筒体の内部において、酢酸セルロースの粒子状炭化物に残留している酢酸の蒸気、そして特に賦活ガスとして水蒸気を用いた場合には、その水蒸気が接触して、上記フードの金属材料を腐食させる。リン酸化合物を可塑剤として含む酢酸セルロースフィルムの場合、腐食が特に著しい。このため、フードの内側表面には、腐食により生成した金属酸化物が付着する。そして、耐熱性円筒体の内部で賦活され、フードに設けられた排出通路を介して排出される賦活処理済の粒子状炭化物(すなわち活性炭)は、上記フードの排出通路やその開口の周囲を含む表面領域に接触すると、その際にフード内側表面に付着している上記金属酸化物を取り込み、その結果、活性炭の金属含有量が増加する。   As a result of further research by the inventors of the present invention, the following has been found. Since the hood attached to each of both ends of the heat-resistant cylindrical body of the rotary kiln is easy to manufacture, the hood is generally formed of a metal material typified by steel. The hood is not heated to such a high temperature that metal vapor is generated. However, in the inside of the heat-resistant cylindrical body heated to a high temperature during activation, the vapor of acetic acid remaining in the particulate carbide of cellulose acetate, and particularly when using water vapor as the activation gas, the water vapor In contact, the metal material of the hood is corroded. In the case of a cellulose acetate film containing a phosphate compound as a plasticizer, corrosion is particularly significant. For this reason, the metal oxide produced | generated by corrosion adheres to the inner surface of the hood. And the activated particulate carbide (that is, activated carbon) activated inside the heat-resistant cylindrical body and discharged through the discharge passage provided in the hood includes the periphery of the discharge passage of the hood and its opening. When contacting the surface region, the metal oxide adhering to the inner surface of the hood is taken in at that time, and as a result, the metal content of the activated carbon is increased.

従って、本発明は、酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活して活性炭を得るための、耐熱性円筒体、耐熱性円筒体の両端部のそれぞれに備えられた、上記耐熱性円筒体を回転可能に支持するフード、フードの一方に備えられた酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口、他方のフードに備えられた賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路、前記フードのいずれか一方に備えられた賦活ガス供給口を含む外熱式ロータリーキルンである賦活装置であって、上記賦活装置の賦活ガス供給口が水蒸気供給口であって、上記耐熱性円筒体の少なくとも内側表面がセラミック材料から形成され、かつ上記フードの少なくとも賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路及びその排出口の周囲を含む表面領域がセラミック材料から形成されていることを特徴とする賦活装置にある。   Therefore, the present invention makes it possible to rotate the heat-resistant cylindrical body provided at each of both ends of the heat-resistant cylindrical body and the heat-resistant cylindrical body for activating the particulate carbide of cellulose acetate to obtain activated carbon. Supporting hood, cellulose acetate particulate carbide supply port provided in one of the hoods, activated particulate carbide discharge passage provided in the other hood, activation provided in any one of the hoods An activation device that is an externally heated rotary kiln including a gas supply port, wherein the activation gas supply port of the activation device is a water vapor supply port, and at least the inner surface of the heat-resistant cylindrical body is formed from a ceramic material, and The hood is characterized in that at least the activated carbonized particulate carbide discharge passage and the surface region including the periphery of the discharge port are formed of a ceramic material. Apparatus is in.

本発明の賦活装置の好ましい態様は、次の通りである。
(1)耐熱性円筒体が石英ガラス製である。
(2)賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路を備えるフードが、内側表面に溶射セラミック材料層を備えるフードである。
The preferable aspect of the activation apparatus of this invention is as follows.
(1) The heat resistant cylindrical body is made of quartz glass.
(2) The hood provided with the exhaust passage of the activated particulate carbide is a hood provided with a thermal sprayed ceramic material layer on the inner surface.

(3)酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口が、フードを貫通する炭化物供給管の先端部に備えられている。
(4)炭化物供給管の少なくとも耐熱性円筒体側の先端部周辺の外周面がセラミック材料から形成されている。
(3) The cellulose carbide particulate carbide supply port is provided at the tip of the carbide supply pipe that penetrates the hood.
(4) At least the outer peripheral surface around the tip of the carbide supply pipe on the heat resistant cylindrical body side is formed of a ceramic material.

(5)炭化物供給管が貫通するフードの内側表面がセラミック材料から形成されている。
(6)水蒸気供給口が賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路を有するフードに備えられている。
(5) The inner surface of the hood through which the carbide supply pipe passes is made of a ceramic material.
(6) The steam supply port is provided in a hood having a discharge passage for the activated particulate carbide.

(7)耐熱性円筒体の内周面に、賦活下にある酢酸セルロースの粒子状炭化物を耐熱性円筒体の回転時に、その攪拌を可能にする、長さ方向に伸びる突起が備えられている。
(8)突起が耐熱性円筒体の半径方向に対して傾斜していて、この突起の先端部が基部よりも耐熱性円筒体の回転方向の前方側に配置されている。
(7) On the inner peripheral surface of the heat-resistant cylindrical body, there are provided protrusions extending in the lengthwise direction that enable stirring of the particulate carbide of cellulose acetate under activation when the heat-resistant cylindrical body rotates. .
(8) The protrusion is inclined with respect to the radial direction of the heat-resistant cylindrical body, and the tip end portion of the protrusion is disposed on the front side in the rotational direction of the heat-resistant cylindrical body with respect to the base portion.

本発明の賦活装置を用いて、酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活することにより、煩雑な洗浄を行なわなくとも、キャパシタの電極活物質として利用することができる低金属含有量の活性炭を製造することができる。   By activating the particulate carbide of cellulose acetate using the activation device of the present invention, an activated carbon having a low metal content that can be used as an electrode active material of a capacitor without complicated cleaning is produced. Can do.

本発明の賦活装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the activation apparatus of this invention. 本発明の賦活装置に用いることができる耐熱性円筒体の別の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another structural example of the heat resistant cylindrical body which can be used for the activation apparatus of this invention.

本発明の賦活装置の代表的な実施態様を、添付の図面を用いて説明する。図1は、本発明の賦活装置の構成例を示す図である。   A typical embodiment of the activation device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an activation device of the present invention.

図1に示す本発明の賦活装置10は、酢酸セルロースの粒子状炭化物11を賦活して活性炭12を得るための装置である。   The activation device 10 of the present invention shown in FIG. 1 is a device for obtaining activated carbon 12 by activating a particulate carbide 11 of cellulose acetate.

酢酸セルロースの粒子状炭化物は、出発原料として酢酸セルロースを用いた粒子状の炭化物であり、酢酸セルロースを加熱により炭化して、これにより得られた酢酸セルロースの炭化物を破砕(あるいは粉砕)して粒子状に加工することにより得られる。なお、「粒子状炭化物」は、最大の直径が10mm以下の粒子を含む炭化物を意味する。   Cellulose acetate particulate carbide is a particulate carbide using cellulose acetate as a starting material. The cellulose acetate is carbonized by heating, and the resulting cellulose acetate carbide is crushed (or pulverized) into particles. It is obtained by processing into a shape. The “particulate carbide” means a carbide containing particles having a maximum diameter of 10 mm or less.

酢酸セルロースの炭化物を得る方法は、例えば、上記の特許文献1及び特許文献2の各公報に記載されている。   Methods for obtaining cellulose acetate carbide are described in, for example, the above-mentioned publications of Patent Document 1 and Patent Document 2.

賦活装置10は、耐熱性円筒体13、耐熱性円筒体13の両端部のそれぞれに備えられた、耐熱性円筒体13を回転可能に支持するフード14、15、前記フードの一方に備えられた酢酸セルロースの粒子状炭化物11の供給口16、他方のフード15に備えられた賦活処理済の粒子状炭化物(すなわち活性炭)12の排出通路17、前記フードのいずれか一方(図1に示す賦活装置10の場合にはフード15)に備えられた賦活ガス供給口18を含む外熱式ロータリーキルンである。   The activation device 10 is provided in one of the hoods 14 and 15 that rotatably support the heat-resistant cylindrical body 13 provided in each of both ends of the heat-resistant cylindrical body 13 and the heat-resistant cylindrical body 13. Cellulose acetate particulate carbide 11 supply port 16, activated exhausted particulate carbide (that is, activated carbon) 12 provided in the other hood 15, either one of the hoods (the activation device shown in FIG. 1) 10 is an externally heated rotary kiln including the activation gas supply port 18 provided in the hood 15).

本発明の賦活装置10は、その賦活ガス供給口18が水蒸気供給口であって、耐熱性円筒体13の少なくとも内側表面がセラミック材料から形成され、かつフード15の少なくとも賦活処理済の粒子状炭化物12の排出通路17及びその排出口17aの周囲を含む表面領域がセラミック材料から形成されていることに特徴がある。   In the activation device 10 of the present invention, the activated gas supply port 18 is a water vapor supply port, at least the inner surface of the heat-resistant cylindrical body 13 is formed of a ceramic material, and the hood 15 has been subjected to at least activation treatment particulate carbide. The 12 discharge passages 17 and the surface region including the periphery of the discharge port 17a are characterized by being formed of a ceramic material.

耐熱性円筒体13は、石英ガラス製である。このように、耐熱性円筒体13の内側表面は、セラミック材料(石英ガラス)から形成されている。   The heat resistant cylinder 13 is made of quartz glass. Thus, the inner surface of the heat-resistant cylindrical body 13 is formed from a ceramic material (quartz glass).

耐熱性円筒体13の両端部のそれぞれには、フード14、15が備えられている。これらのフード14、15は、耐熱性円筒体13を回転可能に支持している。   Hoods 14 and 15 are provided at both ends of the heat-resistant cylindrical body 13. These hoods 14 and 15 rotatably support the heat-resistant cylindrical body 13.

一方のフード14には、酢酸セルロースの粒子状炭化物11の供給口16が備えられている。供給口16は、フード14を貫通する炭化物供給管21の先端部に備えられている。   One hood 14 is provided with a supply port 16 for particulate carbide 11 of cellulose acetate. The supply port 16 is provided at the tip of a carbide supply pipe 21 that penetrates the hood 14.

他方のフード15には、賦活処理済の粒子状炭化物(すなわち活性炭)12の排出通路17が備えられている。排出通路17は、排出口17aを備えている。   The other hood 15 is provided with a discharge passage 17 for the activated particulate carbide (that is, activated carbon) 12. The discharge passage 17 includes a discharge port 17a.

フード15としては、内側表面に溶射セラミック材料層19を備えるフードが用いられている。フード15は、金属材料製の基体15aと上記溶射セラミック材料層19とから構成されている。溶射セラミック材料層19は、酸化ジルコニウム(ジルコニア)から形成されている。このように、フード15の賦活処理済の粒子状炭化物12の排出通路17及びその排出口17aの周囲を含む表面領域は、セラミック材料(酸化ジルコニウム)から形成されている。   As the hood 15, a hood having a sprayed ceramic material layer 19 on the inner surface is used. The hood 15 is composed of a base 15a made of a metal material and the sprayed ceramic material layer 19. The thermal spraying ceramic material layer 19 is made of zirconium oxide (zirconia). As described above, the surface region including the periphery of the discharge passage 17 of the particulate carbide 12 subjected to the activation treatment of the hood 15 and the discharge port 17a thereof is formed of a ceramic material (zirconium oxide).

フード15には、賦活ガス供給口18が備えられている。賦活ガス供給口18は、公知の水蒸気発生装置(図示していない)に接続されている。従って、賦活ガス供給口18は、水蒸気供給口である。   The hood 15 is provided with an activation gas supply port 18. The activation gas supply port 18 is connected to a known water vapor generator (not shown). Therefore, the activation gas supply port 18 is a water vapor supply port.

このように、本発明の賦活装置としては、外熱式ロータリーキルンが用いられている。「外熱式ロータリーキルン」とは、その耐熱性円筒体の外部(好ましくは周囲)に加熱具を備えるロータリーキルンを意味する。   Thus, the external heating type rotary kiln is used as the activation device of the present invention. The “externally heated rotary kiln” means a rotary kiln having a heating tool outside (preferably around) the heat-resistant cylindrical body.

本発明の賦活装置10の耐熱性円筒体13の内側表面は、セラミック材料(石英ガラス)から形成されている。このため、耐熱性円筒体13の内側表面との接触を介して、酢酸セルロースの粒子状炭化物もしくは賦活処理済の粒子状炭化物(活性炭)に金属が取り込まれることはない。   The inner surface of the heat-resistant cylindrical body 13 of the activation device 10 of the present invention is formed from a ceramic material (quartz glass). For this reason, a metal is not taken in into the particulate carbide of cellulose acetate or the activated particulate carbide (activated carbon) through contact with the inner surface of the heat-resistant cylindrical body 13.

また、賦活装置10が備えるフード15の賦活処理済の粒子状炭化物12の排出通路17及びその排出口17aの周囲を含む表面領域は、セラミック材料(酸化ジルコニウム)から形成されている。従って、賦活の際に高温に加熱される耐熱性円筒体13の内部で発生した、酢酸セルロースの粒子状炭化物中に残留する酢酸等の蒸気、あるいは賦活ガスとして用いる水蒸気が上記表面領域に接触しても、この表面領域にて金属酸化物が生成することはない。このため、上記表面領域との接触を介して、賦活処理済の粒子状炭化物(活性炭)に金属酸化物が取り込まれることはない。   Moreover, the surface area | region including the circumference | surroundings of the discharge passage 17 of the particulate carbide | carbonized_material 12 of the activated treatment of the food | hood 15 with which the activation apparatus 10 is equipped, and the discharge port 17a is formed from the ceramic material (zirconium oxide). Therefore, vapor such as acetic acid remaining in the particulate carbide of cellulose acetate, or water vapor used as an activation gas, generated inside the heat-resistant cylindrical body 13 heated to a high temperature during activation, contacts the surface region. However, no metal oxide is generated in this surface region. For this reason, a metal oxide is not taken in into the activated particulate carbide (activated carbon) through contact with the surface region.

従って、本発明の賦活装置10を用いて、酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活することにより、煩雑な洗浄を行なわなくとも、キャパシタの電極活物質として利用することができる低金属含有量の活性炭を製造することができる。   Therefore, by using the activation device 10 of the present invention to activate the particulate carbide of cellulose acetate, activated carbon having a low metal content that can be used as an electrode active material for a capacitor without complicated cleaning. Can be manufactured.

以下では、本願発明の賦活装置の構成と好ましい実施態様とを、図1に示す賦活装置10を代表例として、詳細に説明する。   Below, the structure and preferable embodiment of the activation apparatus of this invention are demonstrated in detail by making the activation apparatus 10 shown in FIG. 1 into a representative example.

酢酸セルロースの粒子状炭化物11の出発原料として用いる酢酸セルロースは、その形態に特に制限はないが、フィルム状あるいは繊維状であることが一般的である。   The form of cellulose acetate used as a starting material for the particulate carbide 11 of cellulose acetate is not particularly limited, but is generally in the form of a film or fiber.

酢酸セルロースは、酢酸の置換度が2〜3の範囲にあることが好ましい。酢酸セルロースは、トリアセチルセルロースを主成分とするセルロースであることが好ましい。酢酸セルロースは、可塑剤などの添加剤を含んでいてもよい。本発明の賦活装置で賦活する粒子状炭化物の出発原料としては、上記特許文献1及び特許文献2の各文献に記載の酢酸セルロースを用いることができる。   Cellulose acetate preferably has a substitution degree of acetic acid in the range of 2 to 3. The cellulose acetate is preferably cellulose mainly composed of triacetyl cellulose. Cellulose acetate may contain additives such as a plasticizer. As the starting material of the particulate carbide activated by the activation device of the present invention, cellulose acetate described in each of the above-mentioned Patent Document 1 and Patent Document 2 can be used.

酢酸セルロースの炭化物は、例えば、酢酸セルロースを不活性気体中で加熱することにより得られる。酢酸セルロースの炭化は、例えば、上記特許文献1及び特許文献2の各文献に記載の方法を用いて実施することができる。   The carbide of cellulose acetate can be obtained, for example, by heating cellulose acetate in an inert gas. Carbonization of cellulose acetate can be carried out, for example, using the methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2.

酢酸セルロースの炭化物を破砕(粉砕)することにより、酢酸セルロースの粒子状炭化物が得られる。破砕には、例えば、各種のミルを用いることができる。   By crushing (pulverizing) the carbide of cellulose acetate, a particulate carbide of cellulose acetate is obtained. Various mills can be used for crushing, for example.

酢酸セルロースの炭化物を予め粒子状にしておくと、粒子状の炭化物11を、耐熱性円筒体13の内部において十分に攪拌しながら賦活することができるため、賦活後に炭化物を破砕する場合と比較して、安定した品質(例、比表面積)の活性炭が得られる。   If the carbonized carbide of cellulose acetate is preliminarily formed into particles, the particulate carbide 11 can be activated with sufficient stirring inside the heat-resistant cylindrical body 13, so that the carbide is crushed after activation. Thus, activated carbon having a stable quality (eg, specific surface area) can be obtained.

酢酸セルロースの粒子状炭化物は、ホッパ31に投入される。ホッパ31の底部に備えられたロータリーバルブ32により、粒子状炭化物の一定量ずつが、バケットコンベア33に送り出される。   The particulate carbide of cellulose acetate is put into the hopper 31. A fixed amount of particulate carbide is sent to the bucket conveyor 33 by a rotary valve 32 provided at the bottom of the hopper 31.

バケットコンベア33により搬送された粒子状炭化物は、バタフライバルブ35を閉じ、バタフライバルブ34を開いた状態にて、接続管36のバルブ34、35の間の部位に落下する。この際に、接続管36のバルブ34、35の間の部位に、管体37を介して窒素ガスを送り込む。この状態で、バルブ34を閉じ、次いでバルブ35を開くことにより、サイロ38の内部への空気の流入を抑制した状態で、粒子状炭化物をサイロ38に投入することができる。   The particulate carbide transported by the bucket conveyor 33 falls to a portion between the valves 34 and 35 of the connection pipe 36 in a state where the butterfly valve 35 is closed and the butterfly valve 34 is opened. At this time, nitrogen gas is fed into a portion of the connection pipe 36 between the valves 34 and 35 via the pipe body 37. In this state, by closing the valve 34 and then opening the valve 35, particulate carbide can be introduced into the silo 38 in a state where the inflow of air into the silo 38 is suppressed.

サイロ38の内部には、管体38aを介して窒素ガスが送り込まれる。サイロ38の内部の空気は、上記の窒素ガスと共に管体38bを介して外部に排出される。これにより、サイロ38の内部は窒素ガスで満たされる。このため、耐熱性円筒体13の内部に粒子状炭化物を供給する際に、この粒子状炭化物と共に空気が流入し難くなる。従って、耐熱性円筒体13の内部での粒子状炭化物の急激な酸化を抑制(あるいは燃焼を防止)することができる。   Nitrogen gas is fed into the silo 38 via the tube 38a. The air inside the silo 38 is discharged to the outside through the pipe body 38b together with the nitrogen gas. Thereby, the inside of the silo 38 is filled with nitrogen gas. For this reason, when supplying particulate carbide to the inside of the heat-resistant cylindrical body 13, it becomes difficult for air to flow in with this particulate carbide. Therefore, rapid oxidation of the particulate carbide inside the heat-resistant cylindrical body 13 can be suppressed (or combustion can be prevented).

サイロ38に投入された粒子状炭化物は、サイロ38の底部に備えられた炭化物供給管21の先端部の供給口16から、耐熱性円筒体13の内部に供給される。炭化物供給管21の内部には、粒子状炭化物を送り出すためのスクリュー(図示していない)が備えられている。   The particulate carbide charged into the silo 38 is supplied into the heat-resistant cylindrical body 13 from the supply port 16 at the tip of the carbide supply pipe 21 provided at the bottom of the silo 38. Inside the carbide supply pipe 21, a screw (not shown) for sending particulate carbide is provided.

炭化物供給管の少なくとも耐熱性円筒体側の先端部周辺の外周面は、セラミック材料から形成されていることが好ましい。炭化物供給管は、外周面にセラミック材料層を備える炭化物供給管であることが好ましい。図1に示すように、炭化物供給管21は、外周面に溶射セラミック材料層39を備える炭化物供給管であることが更に好ましい。なお、炭化物供給管は、石英ガラス製(あるいは石英ガラス以外のセラミック材料製)であってもよい。   It is preferable that at least the outer peripheral surface around the tip of the carbide supply pipe on the heat resistant cylindrical body side is formed of a ceramic material. The carbide supply pipe is preferably a carbide supply pipe having a ceramic material layer on the outer peripheral surface. As shown in FIG. 1, the carbide supply pipe 21 is more preferably a carbide supply pipe including a sprayed ceramic material layer 39 on the outer peripheral surface. The carbide supply tube may be made of quartz glass (or a ceramic material other than quartz glass).

なお、炭化物供給管のフード14よりも耐熱性円筒体13の側の部分は、管状の形状にある必要はない。例えば、上記の炭化物供給管のフード14よりも耐熱性円筒体13の側の部分として、粒子状炭化物の通路となる溝を持つ部材を用いることもできる。この場合、上記の「酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口」は、上記の溝に粒子状炭化物を供給するためフード14に形成される開口に相当する。   The portion of the carbide supply pipe closer to the heat-resistant cylindrical body 13 than the hood 14 need not be in a tubular shape. For example, a member having a groove serving as a particulate carbide passage may be used as the portion of the carbide supply pipe closer to the heat-resistant cylindrical body 13 than the hood 14. In this case, the “particulate carbide supply port of cellulose acetate” corresponds to an opening formed in the hood 14 for supplying the particulate carbide to the groove.

耐熱性円筒体13は、石英ガラス製である。耐熱性円筒体として、例えば、セラミック材料製の耐熱性円筒体、あるいは内側表面にセラミック材料層を備える耐熱性円筒体を用いることもできる。   The heat resistant cylinder 13 is made of quartz glass. As the heat-resistant cylindrical body, for example, a heat-resistant cylindrical body made of a ceramic material or a heat-resistant cylindrical body having a ceramic material layer on the inner surface can be used.

セラミック材料層は、セラミック材料を溶射して形成した溶射セラミック材料層であることが特に好ましい。   The ceramic material layer is particularly preferably a sprayed ceramic material layer formed by spraying a ceramic material.

溶射セラミック材料層の形成には、周知の溶射方法を用いることができる。溶射方法の代表例としては、ガス溶射、フレーム溶射、およびアーク溶射が挙げられる。   A well-known thermal spraying method can be used for forming the thermal spraying ceramic material layer. Typical examples of the thermal spraying method include gas spraying, flame spraying, and arc spraying.

溶射セラミック材料層の厚みは、一般に10〜500μmの範囲内に、好ましくは100〜200μmの範囲内に設定される。   The thickness of the thermally sprayed ceramic material layer is generally set in the range of 10 to 500 μm, preferably in the range of 100 to 200 μm.

セラミック材料の代表例としては、酸化ジルコニウム(Zr2O)、および酸化アルミニウム(Al23)、およびスピネル(MgAl24)が挙げられる。 Typical examples of the ceramic material include zirconium oxide (Zr 2 O), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and spinel (MgAl 2 O 4 ).

耐熱性円筒体13の外周面には、フランジ41、42が備えられている。フランジ41、42には、それぞれ保護カバー43、44が取り付けられている。フランジ41、42は、それぞれ石英ガラス製であり、そして保護カバー43、44は、それぞれ金属材料製(代表例、鋼製)である。   Flange 41 and 42 are provided on the outer peripheral surface of the heat-resistant cylindrical body 13. Protective covers 43 and 44 are attached to the flanges 41 and 42, respectively. The flanges 41 and 42 are each made of quartz glass, and the protective covers 43 and 44 are each made of a metal material (typical example, steel).

石英ガラス製のフランジ41、42と、金属材料製の保護カバー43、44とでは、各々の熱膨張率の値が互いに大きく異なる。熱膨張の際に発生する応力によるフランジ41、42の破損を防止するため、フランジ41、42のそれぞれには、例えば、テフロンシート(図示していない)を介して保護カバー43、44が取り付けられている。   The quartz glass flanges 41 and 42 and the protective covers 43 and 44 made of a metal material have mutually different values of thermal expansion coefficient. In order to prevent the flanges 41 and 42 from being damaged due to stress generated during thermal expansion, protective covers 43 and 44 are attached to the flanges 41 and 42 via, for example, Teflon sheets (not shown). ing.

フランジ41は、保護カバー43を介して、耐熱性円筒体13の周方向に沿って並べて配置された2個のローラ45(そのうちの1個のローラは図1の紙面よりも手前側に配置されている)によって支持されている。同様に、フランジ42は、保護カバー44を介して、耐熱性円筒体13の周方向に沿って並べて配置された2個のローラ46により支持されている。耐熱性円筒体13は、これらの合計で4個のローラにより回転可能に支持されている。   The flange 41 is provided with two rollers 45 arranged side by side along the circumferential direction of the heat-resistant cylindrical body 13 with a protective cover 43 (one of which is arranged on the front side of the sheet of FIG. 1). Is supported by). Similarly, the flange 42 is supported by two rollers 46 arranged side by side along the circumferential direction of the heat-resistant cylindrical body 13 via the protective cover 44. The heat-resistant cylindrical body 13 is rotatably supported by four rollers in total.

耐熱性円筒体13の外周面には、上記とは別のフランジ47が備えられている。フランジ47には、スプロケット48が取り付けられている。スプロケット48は、チェーン49を介して、回転駆動装置51に接続されている。   A flange 47 different from the above is provided on the outer peripheral surface of the heat-resistant cylindrical body 13. A sprocket 48 is attached to the flange 47. The sprocket 48 is connected to the rotation drive device 51 via a chain 49.

従って、回転駆動装置51を作動させることにより、上記スプロケット48と共に、ローラ45、46に支持された耐熱性円筒体13を、その周方向に回転させることができる。   Therefore, by operating the rotation driving device 51, the heat-resistant cylindrical body 13 supported by the rollers 45 and 46 together with the sprocket 48 can be rotated in the circumferential direction.

耐熱性円筒体13の回転速度は、通常は0.01〜10rpm、好ましくは0.1〜5rpm、特に好ましくは0.1〜3rpmの範囲内に設定される。   The rotational speed of the heat-resistant cylindrical body 13 is usually set within a range of 0.01 to 10 rpm, preferably 0.1 to 5 rpm, particularly preferably 0.1 to 3 rpm.

耐熱性円筒体13は、上記のローラ45、46を介して、基台73の上に設置されている。基台73は、その下面に備えられた軸74を中心に傾斜移動することが可能とされている。ジャッキ75を作動させ、基台73の一方の端部を上昇させると、基台73に支持されている耐熱性円筒体13を傾斜した状態に配置することができる。これにより、上記のように回転する耐熱性円筒体13の内部に供給された粒子状炭化物が、排出通路17を備えるフード15の側に向かって移動する。   The heat-resistant cylindrical body 13 is installed on the base 73 via the rollers 45 and 46 described above. The base 73 can be inclined and moved around a shaft 74 provided on the lower surface thereof. When the jack 75 is operated and one end of the base 73 is raised, the heat-resistant cylindrical body 13 supported by the base 73 can be disposed in an inclined state. Thereby, the particulate carbide supplied to the inside of the heat-resistant cylindrical body 13 rotating as described above moves toward the hood 15 provided with the discharge passage 17.

耐熱性円筒体13の傾斜角度は、通常は1度以下、好ましくは0.001〜0.5度、更に好ましくは0.005〜0.2度、特に好ましくは0.005〜0.1度の範囲内に設定される。   The inclination angle of the heat-resistant cylindrical body 13 is usually 1 degree or less, preferably 0.001 to 0.5 degree, more preferably 0.005 to 0.2 degree, and particularly preferably 0.005 to 0.1 degree. Is set within the range.

耐熱性円筒体13の傾斜角度を調節することにより、粒子状炭化物を賦活処理する時間を、一般には10分間〜10時間の範囲内に、好ましくは30分間〜5時間の範囲内に設定する。   By adjusting the inclination angle of the heat-resistant cylindrical body 13, the time for activating the particulate carbide is generally set in the range of 10 minutes to 10 hours, preferably in the range of 30 minutes to 5 hours.

耐熱性円筒体13の周囲には、加熱具52が設置されている。加熱具としては、例えば、抵抗加熱式のヒータ、あるいは高周波誘導加熱式のヒータを用いることができる。   A heating tool 52 is installed around the heat-resistant cylindrical body 13. As the heating tool, for example, a resistance heating type heater or a high frequency induction heating type heater can be used.

加熱具52により、耐熱性円筒体13の内部の温度を、一般には750〜1100℃の範囲内に、好ましくは850〜1100℃の範囲内に設定する。   The temperature inside the heat-resistant cylindrical body 13 is generally set in the range of 750 to 1100 ° C., preferably in the range of 850 to 1100 ° C., by the heating tool 52.

耐熱性円筒体13は、その両端部のそれぞれに備えられたフード14、15により、回転可能に支持されている。フード14、15のそれぞれは、周方向に回転することのない状態にて、耐熱性円筒体13の両端部のそれぞれに装着されている。耐熱性円筒体13を回転可能に支持するため、耐熱性円筒体13と各フードとの間には、シリコーンゴム製の環状パッキン(図示していない)が備えられている。   The heat-resistant cylindrical body 13 is rotatably supported by hoods 14 and 15 provided at both ends. Each of the hoods 14 and 15 is attached to each of both ends of the heat-resistant cylindrical body 13 without rotating in the circumferential direction. In order to rotatably support the heat-resistant cylinder 13, an annular packing (not shown) made of silicone rubber is provided between the heat-resistant cylinder 13 and each hood.

フード15の少なくとも賦活処理済の粒子状炭化物12の排出通路17及びその排出口17aの周囲を含む表面領域は、セラミック材料から形成される。賦活処理済の粒子状炭化物12の排出通路17を備えるフード15は、内側表面にセラミック材料層、特に好ましくは溶射セラミック材料層19を備えるフードであることが好ましい。なお、このフードは、石英ガラス製(あるいは石英ガラス以外のセラミック材料製)であってもよい。   The surface region including at least the discharge passage 17 of the particulate carbide 12 that has been activated and the periphery of the discharge port 17a of the hood 15 is formed of a ceramic material. The hood 15 provided with the discharge passage 17 for the activated particulate carbide 12 is preferably a hood provided with a ceramic material layer, particularly preferably a thermal sprayed ceramic material layer 19 on the inner surface. The hood may be made of quartz glass (or a ceramic material other than quartz glass).

炭化物供給管21が貫通するフード14の内側表面は、セラミック材料から形成されていることが好ましい。フード14は、内側表面にセラミック材料層、特に好ましくは溶射セラミック材料層を備えるフードであることが更に好ましい。なお、このフードもまた、石英ガラス製(あるいは石英ガラス以外のセラミック材料製)であってもよい。   The inner surface of the hood 14 through which the carbide supply pipe 21 penetrates is preferably formed from a ceramic material. More preferably, the hood 14 is a hood provided with a ceramic material layer, particularly preferably a sprayed ceramic material layer, on the inner surface. The hood may also be made of quartz glass (or a ceramic material other than quartz glass).

フード14、15は、それぞれ台車53、54の上に設置されている。フード14、15は、それぞれ台車53、54と共にレール55、56に沿って(耐熱性円筒体の長さ方向に沿って)移動させることができる。これにより、賦活装置10を組み立てる際、あるいは保守点検する際に、フード14、15を、耐熱性円筒体13の側とは逆側に移動させ、耐熱性円筒体13から取り外すことが可能とされている。   The food | hoods 14 and 15 are installed on the trolley | bogies 53 and 54, respectively. The hoods 14 and 15 can be moved along the rails 55 and 56 together with the carriages 53 and 54 (along the length direction of the heat-resistant cylindrical body). Thereby, when assembling the activation device 10 or when performing maintenance and inspection, the hoods 14 and 15 can be moved to the opposite side to the heat-resistant cylindrical body 13 and can be detached from the heat-resistant cylindrical body 13. ing.

上記の賦活処理済の粒子状炭化物12の排出通路17を有するフード15には、水蒸気(賦活ガス)供給口18が備えられていることが好ましい。この場合、酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口16を有するフード14には、排気用のダクト57が接続される。排気用のダクト57には、バタフライバルブ57aが備えられている。バルブ57aの開き具合により、耐熱性円筒体13の内部は、大気圧よりも高い圧力に調節されている。これにより、排気用のダクト57から耐熱性円筒体13の内部への空気の流入が抑制される。なお、賦活ガス供給口を、酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口16を有するフード14に設けることもできる。   The hood 15 having the discharge passage 17 for the activated particulate carbide 12 is preferably provided with a water vapor (activation gas) supply port 18. In this case, an exhaust duct 57 is connected to the hood 14 having the supply port 16 of particulate carbide of cellulose acetate. The exhaust duct 57 is provided with a butterfly valve 57a. Due to the degree of opening of the valve 57a, the inside of the heat-resistant cylindrical body 13 is adjusted to a pressure higher than the atmospheric pressure. Thereby, the inflow of air from the exhaust duct 57 into the heat-resistant cylindrical body 13 is suppressed. The activation gas supply port may be provided in the hood 14 having the cellulose acetate particulate carbide supply port 16.

フード15には、更に不活性ガス供給口20が備えられていることが好ましい。この供給口20から不活性ガスを供給することにより、耐熱性円筒体13の内部での粒子状炭化物の急激な酸化を抑制(あるいは燃焼を防止)することができる。なお、不活性ガスには、アルゴンガスやネオンガスに代表される希ガスに加えて、窒素ガスも含む。不活性ガスとしては、特に窒素ガスを用いることが好ましい。   It is preferable that the hood 15 is further provided with an inert gas supply port 20. By supplying the inert gas from the supply port 20, rapid oxidation of the particulate carbide inside the heat-resistant cylindrical body 13 can be suppressed (or combustion can be prevented). The inert gas includes nitrogen gas in addition to a rare gas typified by argon gas or neon gas. Nitrogen gas is particularly preferably used as the inert gas.

フード15は、接続管58を介して、賦活処理済の炭化物(すなわち活性炭)を冷却するための管体59に接続されている。管体59の内部には、粒子状炭化物を送り出すためのスクリュー(図示していない)が備えられている。   The hood 15 is connected via a connecting pipe 58 to a pipe body 59 for cooling the activated carbide (that is, activated carbon). Inside the tube body 59, a screw (not shown) for delivering particulate carbide is provided.

管体59の内部の活性炭の通路(スクリューの周囲の空間部)には、管体71、72を介して窒素ガスが送り込まれる。この窒素ガスは、上記の接続管58、フード15、耐熱性円筒体13、フード14、そして排気用のダクト57を通って外部に排出される。   Nitrogen gas is fed into the activated carbon passage (space around the screw) inside the tube 59 via the tubes 71 and 72. The nitrogen gas is discharged to the outside through the connection pipe 58, the hood 15, the heat-resistant cylindrical body 13, the hood 14, and the exhaust duct 57.

スクリューは、その中心軸上に冷却水の通路を備えていて、水冷可能とされている。管体61により、スクリューの上記通路に冷却水が供給され、そして管体62により、スクリューの上記通路から冷却水が排出される。   The screw is provided with a cooling water passage on the central axis thereof, and can be cooled with water. Cooling water is supplied to the passage of the screw by the pipe body 61, and cooling water is discharged from the passage of the screw by the pipe body 62.

更に管体59の周囲には、水冷式のクーラ63が備えられている。管体64により、クーラ63の内部に冷却水が供給され、そして管体65により、クーラ63から冷却水が排出される。   Further, a water-cooled cooler 63 is provided around the tube body 59. Cooling water is supplied into the cooler 63 by the pipe body 64, and cooling water is discharged from the cooler 63 by the pipe body 65.

管体59の内部にて冷却された活性炭(賦活処理済の粒子状炭化物)は、バタフライバルブ67を閉じ、バタフライバルブ66を開いた状態にて、活性炭排出管68のバルブ66、67の間の部位に落下する。この際に、活性炭排出管68のバルブ66、67の間の部位に、管体69を介して窒素ガスを送り込む。この状態で、バルブ66を閉じ、次いでバルブ67を開くことにより、粒子状炭化物を排出することができる。これにより、活性炭排出管68、管体59、接続管58、そしてフード15を介した、耐熱性円筒体13の内部への空気の流入を抑制することができる。   Activated carbon (particulate carbide that has been activated) that has been cooled in the pipe body 59 is closed between the valves 66 and 67 of the activated carbon discharge pipe 68 with the butterfly valve 67 closed and the butterfly valve 66 open. Fall to the site. At this time, nitrogen gas is fed into the portion between the valves 66 and 67 of the activated carbon discharge pipe 68 through the pipe body 69. In this state, the particulate carbide can be discharged by closing the valve 66 and then opening the valve 67. Thereby, the inflow of air into the heat-resistant cylindrical body 13 through the activated carbon discharge pipe 68, the pipe body 59, the connection pipe 58, and the hood 15 can be suppressed.

図2は、本発明の賦活装置に用いることができる耐熱性円筒体の別の構成例を示す断面図である。図2に記入した矢印84は、耐熱性円筒体83の回転方向を示している。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing another configuration example of a heat-resistant cylindrical body that can be used in the activation device of the present invention. An arrow 84 written in FIG. 2 indicates the rotation direction of the heat-resistant cylindrical body 83.

図2に示す耐熱性円筒体83の内周面には、賦活下にある酢酸セルロースの粒子状炭化物を耐熱性円筒体83の回転時に、その攪拌を可能にする、(耐熱性円筒体83の)長さ方向に伸びる突起85、86が備えられている。   On the inner peripheral surface of the heat resistant cylindrical body 83 shown in FIG. 2, the particulate carbide of cellulose acetate under activation is allowed to be stirred when the heat resistant cylindrical body 83 is rotated. ) Protrusions 85 and 86 extending in the length direction are provided.

耐熱性円筒体83が回転すると、耐熱性円筒体83の内部に供給された粒子状炭化物11は、耐熱性円筒体83の周壁と突起85もしくは突起86との間の空間部に収容され、耐熱性円筒体83の上方の位置まで運ばれたのちに耐熱性円筒体83の底部に落下する。これにより、粒子状炭化物11が、耐熱性円筒体83の内部において十分に攪拌されながら賦活されるため、安定した品質(例、比表面積)の活性炭が得られる。   When the heat-resistant cylindrical body 83 rotates, the particulate carbide 11 supplied into the heat-resistant cylindrical body 83 is accommodated in a space between the peripheral wall of the heat-resistant cylindrical body 83 and the protrusion 85 or the protrusion 86, After being transported to a position above the heat-resistant cylindrical body 83, it falls to the bottom of the heat-resistant cylindrical body 83. Thereby, since the particulate carbide | carbonized_material 11 is activated, fully stirring in the inside of the heat resistant cylindrical body 83, the activated carbon of the stable quality (for example, specific surface area) is obtained.

図2に示すように、各々の突起、例えば、突起86は、耐熱性円筒体83の半径方向に対して傾斜していて、突起86の先端部86aが基部86bよりも耐熱性円筒体83の回転方向(矢印84が示す方向)の前方側に配置されていることが好ましい。   As shown in FIG. 2, each protrusion, for example, the protrusion 86 is inclined with respect to the radial direction of the heat resistant cylindrical body 83, and the distal end portion 86 a of the protrusion 86 is formed on the heat resistant cylindrical body 83 more than the base portion 86 b. It is preferable to be arranged on the front side in the rotation direction (direction indicated by arrow 84).

各突起と耐熱性円筒体83の半径方向とのなす角度(鋭角)θが小さすぎると、粒子状炭化物11が、耐熱性円筒体83の内部で十分に上方の位置まで運ばれる前に、耐熱性円筒体83の底部に落下する。また上記の角度θが大きすぎると、耐熱性円筒体83の内部で上方の位置まで運ばれる粒子状炭化物の量が少なくなる。   If the angle (acute angle) θ formed between each protrusion and the radial direction of the heat-resistant cylindrical body 83 is too small, the particulate carbide 11 is heat-resistant before being carried to a sufficiently upper position inside the heat-resistant cylindrical body 83. Drops to the bottom of the conductive cylinder 83. On the other hand, if the angle θ is too large, the amount of particulate carbide carried to the upper position inside the heat-resistant cylindrical body 83 is reduced.

各突起と耐熱性円筒体83の半径方向とのなす角度(鋭角)θは、5乃至70度の範囲内にあることが好ましく、10乃至60度の範囲内にあることが更に好ましく、20乃至50度の範囲内にあることが特に好ましい。   The angle (acute angle) θ formed between each protrusion and the radial direction of the heat-resistant cylindrical body 83 is preferably in the range of 5 to 70 degrees, more preferably in the range of 10 to 60 degrees, and 20 to It is particularly preferable to be within the range of 50 degrees.

最後に、本発明の賦活装置の使用方法、すなわち酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活して活性炭を製造する方法を、図1に示す賦活装置(ロータリーキルン)10を用いる場合を代表例として説明する。   Finally, a method for using the activation device of the present invention, that is, a method for producing activated carbon by activating the particulate carbide of cellulose acetate will be described using a case where the activation device (rotary kiln) 10 shown in FIG. 1 is used as a representative example.

この活性炭の製造方法は、耐熱性円筒体13、耐熱性円筒体13の両端部のそれぞれに備えられた、耐熱性円筒体13を回転可能に支持するフード14、15、フードの一方に備えられた酢酸セルロースの粒子状炭化物11の供給口16、そして他方のフードに備えられた賦活処理済の粒子状炭化物12の排出通路17を含む外熱式ロータリーキルン10の上記耐熱性円筒体13に上記供給口16を介して供給した酢酸セルロースの粒子状炭化物11を、賦活ガスの存在下に加熱することにより賦活し、次いで賦活処理済の粒子状炭化物12を上記排出通路17を介して排出することを含む製造方法である。   This activated carbon manufacturing method is provided in one of the hoods 14 and 15 and the hood, which are provided at both ends of the heat-resistant cylinder 13 and the heat-resistant cylinder 13 and rotatably support the heat-resistant cylinder 13. The cellulose acetate particulate carbide 11 supply port 16 and the heat-resistant cylindrical body 13 of the externally heated rotary kiln 10 including the discharge passage 17 of the activated particulate carbide 12 provided in the other hood are supplied. The particulate carbide 11 of cellulose acetate supplied through the mouth 16 is activated by heating in the presence of an activation gas, and then the activated particulate carbide 12 is discharged through the discharge passage 17. It is a manufacturing method including.

この製造方法は、上記の酢酸セルロースの粒子状炭化物11の賦活を、上記の賦活ガスとして水蒸気を用い、かつ上記耐熱性円筒体13として少なくとも内側表面がセラミック材料から形成された耐熱性円筒体を用いて行なうこと、そして上記の賦活処理済の粒子状炭化物12の排出を、上記フード15として少なくとも賦活処理済の粒子状炭化物12の排出通路17及びその排出口17aの周囲を含む表面領域がセラミック材料から形成されたフードを用いて行なうことに特徴がある。   In this manufacturing method, activation of the particulate carbide 11 of cellulose acetate is performed by using water vapor as the activation gas, and a heat resistant cylindrical body having at least an inner surface formed of a ceramic material as the heat resistant cylindrical body 13. The surface region including at least the discharge passage 17 of the particulate carbide 12 that has been activated and the periphery of the discharge port 17a as the hood 15 is ceramic. It is characterized by using a hood formed from a material.

本発明の製造方法に使用する賦活装置10の耐熱性円筒体13の内側表面は、セラミック材料(石英ガラス)から形成されている。このため、耐熱性円筒体13の内側表面との接触を介して、酢酸セルロースの粒子状炭化物もしくは賦活処理済の粒子状炭化物(活性炭)に金属が取り込まれることはない。   The inner surface of the heat-resistant cylindrical body 13 of the activation device 10 used in the manufacturing method of the present invention is formed from a ceramic material (quartz glass). For this reason, a metal is not taken in into the particulate carbide of cellulose acetate or the activated particulate carbide (activated carbon) through contact with the inner surface of the heat-resistant cylindrical body 13.

また、賦活装置10のフード15の賦活処理済の粒子状炭化物12の排出通路17及びその排出口17aの周囲を含む表面領域は、セラミック材料(酸化ジルコニウム)から形成されている。従って、賦活の際に高温に加熱される耐熱性円筒体13の内部で発生した、酢酸セルロースの粒子状炭化物中に残留する酢酸の蒸気、あるいは賦活ガスとして用いる水蒸気が上記表面領域に接触しても、この表面領域にて金属酸化物が生成することはない。このため、上記表面領域との接触を介して、賦活処理済の粒子状炭化物(活性炭)に金属酸化物が取り込まれることはない。   Moreover, the surface area | region including the circumference | surroundings of the discharge channel | path 17 of the activated particulate material 12 of the activated food | hood 15 of the activation apparatus 10, and its discharge port 17a is formed from the ceramic material (zirconium oxide). Therefore, the vapor of acetic acid remaining in the particulate carbide of cellulose acetate, or the water vapor used as the activation gas, generated inside the heat-resistant cylindrical body 13 heated to a high temperature during activation, contacts the surface region. However, no metal oxide is generated in this surface region. For this reason, a metal oxide is not taken in into the activated particulate carbide (activated carbon) through contact with the surface region.

従って、本発明の方法を実施することにより、酢酸セルロースの粒子状炭化物から、煩雑な洗浄を行なわなくとも、キャパシタの電極活物質として利用することができる低金属含有量の活性炭を製造することができる。   Therefore, by carrying out the method of the present invention, it is possible to produce activated carbon having a low metal content that can be used as an electrode active material of a capacitor from the particulate carbide of cellulose acetate without performing complicated washing. it can.

[実施例1]
図1に示す賦活装置10を用いて、酢酸セルロースフィルムから作製した粒子状炭化物(鉄含有量:10ppm以下)を、下記のようにして賦活することにより、活性炭を製造した。
[Example 1]
The activated carbon was manufactured by activating the particulate carbide (iron content: 10 ppm or less) produced from the cellulose acetate film as follows using the activation apparatus 10 shown in FIG.

図1に示す賦活装置10は、耐熱性円筒体13が石英ガラス製であり、外周面に溶射セラミック材料層(酸化ジルコニウム層)39を備える炭化物供給管21と、各々内側表面に溶射セラミック材料層(酸化ジルコニウム層)19を備えるフード14、15とが用いられている。   The activation device 10 shown in FIG. 1 has a heat-resistant cylindrical body 13 made of quartz glass, a carbide supply pipe 21 provided with a thermal spray ceramic material layer (zirconium oxide layer) 39 on the outer peripheral surface, and a thermal spray ceramic material layer on each inner surface. Hoods 14 and 15 having (zirconium oxide layer) 19 are used.

先ず、賦活装置10のジャッキ75を用いて、耐熱性円筒体13の角度を0.01度に設定した。次に、加熱具52を作動させ、耐熱性円筒体13の内部の温度を950℃に設定した。耐熱性円筒体13を、回転駆動装置51を作動させ、1rpmの速度にて回転させた。そして水蒸気供給口18に水蒸気を、そして不活性ガス供給口20に窒素ガスを供給した。   First, the angle of the heat-resistant cylindrical body 13 was set to 0.01 degree using the jack 75 of the activation device 10. Next, the heating tool 52 was operated and the temperature inside the heat-resistant cylindrical body 13 was set to 950 ° C. The heat-resistant cylindrical body 13 was rotated at a speed of 1 rpm by operating the rotation driving device 51. Water vapor was supplied to the water vapor supply port 18 and nitrogen gas was supplied to the inert gas supply port 20.

次いで、上記賦活装置10のホッパ31への酢酸セルロースの粒子状炭化物の投入を続け、粒子状炭化物を、炭化物供給管21の供給口16を介して耐熱性円筒体13の内部に供給した。酢酸セルロースの粒子状炭化物11を、耐熱性円筒体13の内部で水蒸気の存在下に加熱することにより賦活処理した。賦活処理済の粒子状炭化物(活性炭)12は、管体59の内部で冷却したのち、活性炭排出管68の下端部の開口から外部に取り出した。このようにして、酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活することにより活性炭を製造した。   Subsequently, the cellulose carbide particulate carbide was continuously charged into the hopper 31 of the activation device 10, and the particulate carbide was supplied into the heat-resistant cylindrical body 13 through the supply port 16 of the carbide supply pipe 21. Cellulose acetate particulate carbide 11 was activated in the heat-resistant cylindrical body 13 by heating in the presence of water vapor. The activated particulate carbide (activated carbon) 12 was cooled inside the tube 59 and then taken out from the opening at the lower end of the activated carbon discharge pipe 68. Thus, activated carbon was manufactured by activating the particulate carbide of cellulose acetate.

製造された活性炭のBET比表面積は2104m2/gであり、そして鉄含有量は12ppmであった。 The activated carbon produced had a BET specific surface area of 2104 m 2 / g and an iron content of 12 ppm.

10 賦活装置(ロータリーキルン)
11 酢酸セルロースの粒子状炭化物
12 賦活処理済の粒子状炭化物(活性炭)
13 耐熱性円筒体
14、15 フード
15a 基体
16 酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口
17 賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路
17a 排出口
18 賦活ガス供給口(水蒸気供給口)
19 溶射セラミック材料層
20 不活性ガス供給口
21 炭化物供給管
31 ホッパ
32 ロータリーバルブ
33 バケットコンベア
34、35 バタフライバルブ
36 接続管
37 管体
38 サイロ
38a、38b 管体
39 溶射セラミック材料層
41、42 フランジ
43、44 保護カバー
45、46 ローラ
47 フランジ
48 スプロケット
49 チェーン
51 回転駆動装置
52 加熱具
53、54 台車
55、56 レール
57 排気用のダクト
57a バタフライバルブ
58 接続管
59 管体
61、62 管体
63 クーラ
64、65 管体
66、67 バタフライバルブ
68 活性炭排出管
69 管体
71、72 管体
73 基台
74 軸
75 ジャッキ
83 耐熱性円筒体
84 耐熱性円筒体の回転方向を示す矢印
85、86 突起
86a 突起の先端部
86b 突起の基部
10 Activation device (rotary kiln)
11 Cellulose acetate particulate carbide 12 Activated particulate carbide (activated carbon)
13 Heat Resistant Cylindrical Body 14, 15 Hood 15a Base 16 Cellulose Acetate Particulate Carbide Supply Port 17 Activation Passage Particulate Carbide Discharge Passage 17a Discharge Port 18 Activated Gas Supply Port (Water Vapor Supply Port)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 Thermal spray ceramic material layer 20 Inert gas supply port 21 Carbide supply pipe 31 Hopper 32 Rotary valve 33 Bucket conveyor 34, 35 Butterfly valve 36 Connection pipe 37 Tubing body 38 Silos 38a, 38b Tubing body 39 Thermal spraying ceramic material layer 41, 42 Flange 43, 44 Protective cover 45, 46 Roller 47 Flange 48 Sprocket 49 Chain 51 Rotation drive device 52 Heating tool 53, 54 Carriage 55, 56 Rail 57 Exhaust duct 57a Butterfly valve 58 Connection pipe 59 Pipe body 61, 62 Pipe body 63 Cooler 64, 65 Tubing 66, 67 Butterfly valve 68 Activated carbon discharge pipe 69 Tubing 71, 72 Tubing 73 Base 74 Shaft 75 Jack 83 Heat-resistant cylindrical body 84 Arrows 85, 86 Projection indicating the rotational direction of the heat-resistant cylindrical body 86a Protrusion tip 86b Protrusion base

Claims (5)

酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活して活性炭を得るための、耐熱性円筒体、該耐熱性円筒体の両端部のそれぞれに備えられた、該耐熱性円筒体を回転可能に支持するフード、該フードの一方に備えられた酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口、他方のフードに備えられた賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路、該フードのいずれか一方に備えられた賦活ガス供給口を含む外熱式ロータリーキルンである賦活装置であって、
上記賦活装置の賦活ガス供給口が水蒸気供給口であって、上記耐熱性円筒体が石英ガラス製であり、かつ上記フードの少なくとも賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路及びその排出口の周囲を含む表面領域が、酸化ジルコニウム、および酸化アルミニウム、およびスピネルのいずれであるセラミック材料から形成されていることを特徴とする賦活装置。
A heat-resistant cylindrical body for obtaining activated carbon by activating particulate carbide of cellulose acetate, a hood provided on each of both ends of the heat-resistant cylindrical body, for rotatably supporting the heat-resistant cylindrical body, A cellulose carbide particulate carbide supply port provided in one of the hoods, an activated particulate carbide discharge passage provided in the other hood, and an activation gas supply port provided in one of the hoods. An activation device that is an external heat type rotary kiln including:
The activation gas supply port of the activation device is a water vapor supply port, the heat-resistant cylindrical body is made of quartz glass , and at least the activation-treated particulate carbide discharge passage of the hood and the periphery of the discharge port An activation device , wherein the surface region to be formed is formed of a ceramic material that is any of zirconium oxide, aluminum oxide, and spinel .
酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口が、フードを貫通する炭化物供給管の先端部に備えられている請求項1に記載の賦活装置。The activation device according to claim 1, wherein a supply port for particulate carbide of cellulose acetate is provided at a tip portion of a carbide supply pipe penetrating the hood. 水蒸気供給口が賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路を有するフードに備えられている請求項1もしくは2に記載の賦活装置。The activation apparatus according to claim 1 or 2, wherein the steam supply port is provided in a hood having a discharge passage for the activated particulate carbide. 耐熱性円筒体の内周面に、賦活下にある酢酸セルロースの粒子状炭化物を耐熱性円筒体の回転時に、その攪拌を可能にする、長さ方向に伸びる突起が備えられている請求項1乃至3のいずれか一項に記載の賦活装置。2. A protrusion extending in a length direction is provided on an inner peripheral surface of the heat resistant cylindrical body, which enables the stirring of the activated carbon acetate particulate carbide during rotation of the heat resistant cylindrical body. The activation apparatus as described in any one of thru | or 3. 突起が耐熱性円筒体の半径方向に対して傾斜していて、該突起の先端部が基部よりも耐熱性円筒体の回転方向の前方側に配置されている請求項4に記載の賦活装置。The activation device according to claim 4, wherein the protrusion is inclined with respect to the radial direction of the heat-resistant cylindrical body, and the tip end portion of the protrusion is disposed on the front side in the rotation direction of the heat-resistant cylindrical body with respect to the base portion.
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