JPH0292816A - Activated carbon and production thereof - Google Patents

Activated carbon and production thereof

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JPH0292816A
JPH0292816A JP63242264A JP24226488A JPH0292816A JP H0292816 A JPH0292816 A JP H0292816A JP 63242264 A JP63242264 A JP 63242264A JP 24226488 A JP24226488 A JP 24226488A JP H0292816 A JPH0292816 A JP H0292816A
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JP
Japan
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pitch
activated carbon
weight
thermosetting resin
mixture
Prior art date
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Pending
Application number
JP63242264A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Watanabe
一弘 渡辺
Tadashi Imai
忠 今井
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Kureha Corp
Original Assignee
Kureha Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain activated carbon having larger crushing strength by specifying friction loss, bulk density and specific surface area. CONSTITUTION:The aimed activated carbon has <=2.0 % friction-resistant loss, >=0.55g/ml bulk density and >=800m<2>/g. For producing said activated carbon, 100 pts.wt. mixture composed of 60-99wt.% pitch and 1-40wt.% thermosetting resin powder of uncured or partially cured is mixed with 5-50 pts.wt. pitch viscosity lowering agent to obtain an uniform mixture. Said mixture is heat- molded to obtain granule and the granule is held for a long period of time at a temperature of, for instance, not more than boiling point of the pitch viscosity lowering agent with ventilating gas flow such as air and the pitch viscosity lowering agent is removed to obtain porous body. said porous body is oxidized by using oxidizer to obtain infusible material, then said infusible material is carbonized to obtain carbonized material, thus said carbonized material is activated.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、圧潰強力に優れた活性炭及びその製造方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to activated carbon with excellent crushing strength and a method for producing the same.

従来の技術 圧潰強力の大きい球状の活性炭としては、特開昭56−
69215号公報あるいは特開昭54−104498号
公報に記載の球状炭が知られている。即ち、これ等の公
報には、ピッチ中に無定形炭素粒子あるいは鎖状炭化水
素の重合体を混入して圧潰強力の大きい球状炭を製造す
ることが記載されている。
Conventional technology: As a spherical activated carbon with high crushing strength,
Spherical charcoal described in Japanese Patent Laid-Open No. 69215 or Japanese Unexamined Patent Publication No. 104498/1988 is known. That is, these publications describe the production of spherical charcoal with high crushing strength by mixing amorphous carbon particles or chain hydrocarbon polymers into pitch.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前者の公報に記載の球状体より得た活性
炭は、後記比較例1に示すように、−粒あたり1200
gの圧潰強力を有するに過ぎなく、後者の公報に記載の
場合も同程度の圧潰強力を有するものである。そのため
、その活性炭を用いて、例えば固定床あるいは流動床方
式で排水処理を行う場合、破壊が起こり易く、あるいは
流動による摩擦により粉末化して目詰まりなどを生じ易
い。
Problems to be Solved by the Invention However, as shown in Comparative Example 1 below, the activated carbon obtained from the spherical bodies described in the former publication has an
It has a crushing strength of only g, and the case described in the latter publication also has a crushing strength of the same degree. Therefore, when activated carbon is used for wastewater treatment, for example, in a fixed bed or fluidized bed system, it is likely to be destroyed or powdered due to friction caused by the flow, resulting in clogging.

更に再生時の収率低下を招くという問題があった。Furthermore, there was a problem of a decrease in yield during regeneration.

それを防ぐためには、流速を制限したり、床面積を広く
するなどの対応策をとる必要があった。
To prevent this, it was necessary to take measures such as limiting the flow rate and increasing the floor space.

本発明は、従来の技術における上記のような問題点に鑑
みてなされたものであって、その目的は、圧潰強力がよ
り大きい活性炭を提供すること、及びその製造方法を提
供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the conventional technology, and its purpose is to provide activated carbon with higher crushing strength and to provide a method for producing the same.

課題を解決するための手段 従来、活性炭については、既に、通常の測定法であるJ
TSに−1474による硬さが99%弱程度のものが得
られており、これ以上硬さを改良する余地はないと思わ
れていた。また仮に改善する余地があるとしても、その
改良は賦活能力を低下させるものと考えられており、圧
潰強力の改善された活性炭については同等考慮が払われ
ていなかった。ところが、本発明者等の検討の結果、後
述する独自の方法によって測定された耐摩擦損率が2.
0″X以下であり、嵩密度が0.55 tr / m1
以上、比表面積か800i/f以上である活性炭は、著
しく改善された圧潰強力を示し、そしてそのような活性
炭は、特定の方法によって製造することができることが
見出された。
Means for solving the problem Conventionally, activated carbon has already been tested using the standard measurement method J.
A hardness of just under 99% was obtained with TS -1474, and it was thought that there was no room for further improvement in hardness. Furthermore, even if there is room for improvement, it is thought that such improvement will reduce the activation ability, and equivalent consideration has not been given to activated carbon with improved crushing strength. However, as a result of studies by the present inventors, the friction loss resistance rate measured by a unique method described later was 2.
0″X or less, and the bulk density is 0.55 tr/m1
It has now been found that activated carbon having a specific surface area of 800 i/f or more exhibits significantly improved crushing strength, and that such activated carbon can be produced by a specific method.

即ち、本発明の活性炭は、ffi!摩擦損率が2.0%
以下、嵩密度が0.55g/m1以上、比表面積が80
0 rrj’/g以上であることを特徴とする。
That is, the activated carbon of the present invention has ffi! Friction loss rate is 2.0%
Below, bulk density is 0.55g/m1 or more, specific surface area is 80
It is characterized by being equal to or greater than 0 rrj'/g.

本発明の上記活性炭は、下記(a)〜(f)の工程を順
次実施することによって製造することができる。
The activated carbon of the present invention can be produced by sequentially carrying out the steps (a) to (f) below.

(a)ピッチ60〜99重量%と、未硬化もしくは部分
硬化の熱硬化性樹脂粉末1〜40重量%からなる混合物
100重量部とピッチ粘度低減剤5〜50重量部からな
る均一混合体を得る工程、 (b)該均一混合体を加熱成型して粒状体を得る工程、 (c)該粒状体からピッチ粘度低減剤を除去して多孔体
を得る工程、 (d)該多孔体を不敵化して不融化物を得る工程、(e
)該不敵化物を炭化して炭化物を得る工程、及び (f)該炭化物を賦活化する工程。
(a) Obtain a homogeneous mixture consisting of 100 parts by weight of a mixture of 60 to 99% by weight of pitch, 1 to 40% by weight of uncured or partially cured thermosetting resin powder, and 5 to 50 parts by weight of a pitch viscosity reducer. (b) heating and molding the homogeneous mixture to obtain a granular material; (c) removing the pitch viscosity reducing agent from the granular material to obtain a porous material; (d) making the porous material invincible. a step of obtaining an infusible material by
) a step of carbonizing the invincible material to obtain a carbide; and (f) a step of activating the carbide.

以下、本発明について詳記する。The present invention will be described in detail below.

本発明の活性炭は、耐摩擦損率が2.0%以下であるこ
とが必要であり、好ましくは1.0X〜0.05″Xの
範囲である。耐摩擦損率が2,0χよりも高くなると、
表面の硬度の低下に伴ない、粒子の圧潰強度が低下する
The activated carbon of the present invention needs to have a friction loss resistance of 2.0% or less, preferably in the range of 1.0X to 0.05''X.A friction loss resistance of 2.0% or less is preferable. When it gets high,
As the surface hardness decreases, the crushing strength of the particles decreases.

本発明において、耐摩擦損率とは、次の測定法によって
測定された値をいう。尚、その測定法は、JISに−1
474による平均粒径が1M未満の場合と、1市以上の
場合とで異なるが、平均粒径1間未満の場合は、次の通
りにして求められる。即ち、直径60關、高さ200m
ff1のカラス容器に試料10gと直径10關φのガラ
ス球5個及び蒸溜水100 mlを投入する。次いで、
振幅501ifl、100回/分で15分間振盪し、振
盪後、上澄液をメンブランフィルタ−を用いてr遇する
。再び蒸留水100 mlを入れ、同様の操作を5回行
う、その後、メンブランフィルタ−を105℃の乾燥器
で12時間乾燥し、重量を測定することによって耐摩擦
損率が算出される。他方、平均粒径1 +n+以上の場
合については、直径1100n、高さ200箱のガラス
容器を用い、それに入れる試料を501rとし、蒸留水
の量を500m1としする以外は、上記と同様にして重
量を測定し、算出される。
In the present invention, the friction loss resistance refers to a value measured by the following measuring method. The measurement method is JIS-1
474, the average particle size is less than 1M, and the case of one city or more is different, but when the average particle size is less than 1M, it is determined as follows. That is, the diameter is 60 meters and the height is 200 meters.
Put 10 g of the sample, 5 glass bulbs with a diameter of 10 mm, and 100 ml of distilled water into a ff1 glass container. Then,
It was shaken for 15 minutes at an amplitude of 501 ifl and 100 times/min, and after shaking, the supernatant was filtered using a membrane filter. Add 100 ml of distilled water again and repeat the same operation 5 times. Thereafter, the membrane filter is dried in a dryer at 105° C. for 12 hours, and the weight is measured to calculate the friction loss resistance. On the other hand, when the average particle size is 1+n+ or more, a glass container with a diameter of 1100n and a height of 200 boxes is used, and the weight is determined in the same manner as above except that the sample to be placed in it is 501r and the amount of distilled water is 500ml. is measured and calculated.

また、本発明の活性炭は、嵩密度が0.55g/ml以
上であることが必要であり、好ましくは0.60〜0.
80 g / mlの範囲である。嵩密度はJIS K
−1474ニより測定される。嵩密度が0.55 z 
/ mlよりも低くなると、表面硬度が高くても圧潰強
度の低下を招くためである。
Further, the activated carbon of the present invention needs to have a bulk density of 0.55 g/ml or more, preferably 0.60 to 0.5 g/ml.
in the range of 80 g/ml. Bulk density is JIS K
-1474 d. Bulk density is 0.55z
This is because if it is lower than /ml, the crushing strength will decrease even if the surface hardness is high.

更に、本発明の活性炭は、比表面積が800 m2/g
以上であることが必要であり、好ましくは900〜15
00nf/ 、の範囲にある。比表面積は窒素吸着によ
るB、E、T、法による値である。比表面積が800r
r?/+rよりも小さくなると、活性炭としての吸着性
能が低下する。
Furthermore, the activated carbon of the present invention has a specific surface area of 800 m2/g
or more, preferably 900 to 15
It is in the range of 00nf/. The specific surface area is a value determined by the B, E, T method based on nitrogen adsorption. Specific surface area is 800r
r? When it becomes smaller than /+r, the adsorption performance as activated carbon decreases.

本発明の上記の特性を有する活性炭は、次のようにして
製造される。
The activated carbon having the above characteristics of the present invention is produced as follows.

工程(a) まず、ピッチとピッチ粘度低減剤と未硬化又は部分硬化
の熱硬化性樹脂粉末を均一に混合して均一混合体を得る
。ピッチの粘度が低いときは、これ等王者を同時に混合
してもよく、若干の加熱により熱硬化性樹脂を未硬化又
は部分硬化に止めたまま、均一混合体を得ることかでき
る。
Step (a) First, pitch, pitch viscosity reducing agent, and uncured or partially cured thermosetting resin powder are uniformly mixed to obtain a uniform mixture. When the viscosity of the pitch is low, these ingredients may be mixed at the same time, and a homogeneous mixture can be obtained by slightly heating the thermosetting resin while leaving it uncured or partially cured.

しかしながら、通常のピッチは粘度が大きいので、熱硬
化性樹脂を未硬化又は部分硬化に止める程度の温度では
、上記王者の同時混合によって均一混合体を得ることが
できない、その場合には、予めピッチとピッチ粘度低減
剤を、それ等いずれかの流動点以上の温度において溶融
混合すれば、粘度を下げることができるので、得られた
溶融混合体に熱硬化性樹脂を投入して混合すれば、未硬
化又は部分硬化に止める温度で、熱硬化性樹脂粉末を均
一に分散させることができる。予めピッチとピッチ粘度
低減剤を溶融混合する場合の温度は、好ましくは両者の
流動点以上の温度であることが効率的である。
However, since normal pitch has a high viscosity, it is not possible to obtain a homogeneous mixture by simultaneous mixing of the above-mentioned ingredients at a temperature that keeps the thermosetting resin uncured or partially cured. If a pitch viscosity reducing agent and a pitch viscosity reducing agent are melt-mixed at a temperature higher than the pour point of either of them, the viscosity can be lowered, so if a thermosetting resin is added to the resulting molten mixture and mixed, The thermosetting resin powder can be uniformly dispersed at a temperature that remains uncured or partially cured. It is efficient that the temperature at which the pitch and the pitch viscosity reducing agent are melt-mixed in advance is preferably a temperature equal to or higher than the pour point of both.

本発明に用いられるピッチは、特に限定されるものでは
ないが、好適には、流動点50〜400℃、水素/炭素
の原子比0.45〜1,4、キノリンネ溶分50%以下
、より好ましくは、流動点130〜300℃、水素/炭
素の原子比0.5〜1.0、キノリンネ溶分35%以下
のピッチが用いられる。
The pitch used in the present invention is not particularly limited, but preferably has a pour point of 50 to 400°C, a hydrogen/carbon atomic ratio of 0.45 to 1.4, a quinoline solubility of 50% or less, and more. Preferably, a pitch having a pour point of 130 to 300°C, a hydrogen/carbon atomic ratio of 0.5 to 1.0, and a quinoline solubility of 35% or less is used.

ここで、流動点とは、高分子の分野で用いられる高化式
フローテスターを用い、ピッチ1gに10kg重/−重
荷−をかけつつ、6で7分で昇温しなときに、ピッチの
軟化に伴う嵩密度の増加により生じるプランジャーの降
下か一時的に停止し、ノズルよりのピッチの流出により
再び降下し始める温度である。また、水素/炭素の原子
比は、ピンチを燃焼し、ガスクロマトグラフィーにより
元素分析して得られる炭素水素分析値より計算した値で
ある。更にキノリンネ溶分の測定は次の方法による。ま
ず、150m1のSuS遠沈管(遠心分離機用遠心管)
に100メツシユパスとなるように粉砕した粉末ピッチ
1gと一級試薬のキノリン100m1を入れる。この遠
沈管を75〜80℃のウォーターバス中で時々撹拌しな
がら、30分間加熱溶解する0次いで室温まで放冷した
後、遠心機で20分間遠心させ固液分離し、その上澄液
を傾斜させて除いた後、ベンゼン50m1で洗浄し、残
っているキノリン分をベンゼンで置換する。洗浄のため
の遠心操作は2回行い、遠沈管を105℃の乾燥器で4
時間乾燥した後、不溶分を算出する。
Here, the pour point is the temperature of the pitch when the temperature does not rise in 6 to 7 minutes using a high-performance flow tester used in the field of polymers and applying 10 kg of weight to 1 g of pitch. This is the temperature at which the plunger drops temporarily due to an increase in bulk density due to softening, and then begins to drop again due to the outflow of pitch from the nozzle. Further, the hydrogen/carbon atomic ratio is a value calculated from the carbon-hydrogen analysis value obtained by burning a pinch and performing elemental analysis by gas chromatography. Furthermore, the quinoline dissolved content was measured by the following method. First, a 150ml SuS centrifuge tube (centrifuge tube for centrifuge)
Add 1 g of powdered pitch to 100 mesh passes and 100 ml of quinoline, a first-class reagent. This centrifuge tube is heated and dissolved in a water bath at 75-80°C for 30 minutes with occasional stirring.Then, after cooling to room temperature, centrifugation is performed for 20 minutes in a centrifuge to separate solid and liquid, and the supernatant liquid is decanted. After removing it, it is washed with 50 ml of benzene, and the remaining quinoline is replaced with benzene. The centrifugation operation for washing was performed twice, and the centrifuge tube was placed in a dryer at 105°C for 4 hours.
After drying for an hour, calculate the insoluble content.

本発明に用いられるピッチは、例えば原油、アスファル
ト、重油、軽油、灯油、ナフサ等を得る際に生成するタ
ール状物質、石油精製時の残渣油等を、必要に応じて加
熱重質化、更に低沸点成分を蒸溜、抽出などの操作によ
り除去することによって容易に得られる。その池、コー
ルタール類あるいは有機高分子類の熱分解残渣から低沸
点分を除去することによって得ることもできる。
The pitch used in the present invention is produced by heating and making the tar-like substances produced when obtaining crude oil, asphalt, heavy oil, light oil, kerosene, naphtha, etc., residual oil during petroleum refining, etc. as necessary, and further It can be easily obtained by removing low boiling point components through operations such as distillation and extraction. It can also be obtained by removing low boiling point components from the coal tar or thermal decomposition residue of organic polymers.

ピッチの配合量は、ピッチと熱硬化性樹脂粉末との混合
物に対して60〜99重量%の範囲に設定される。ピッ
チの量が上記の範囲を外れると、強度の改善効果が不十
分になる。
The amount of pitch blended is set in the range of 60 to 99% by weight based on the mixture of pitch and thermosetting resin powder. If the amount of pitch is outside the above range, the strength improvement effect will be insufficient.

一方、熱硬化性樹脂は、粉末状のもので、できるかぎり
微細な粒径のものか好ましく用いられる。
On the other hand, the thermosetting resin is preferably used in the form of a powder, with the particle size as fine as possible.

平均−次粒子径50ρ以下のものが好適に用いられる。Those having an average primary particle diameter of 50ρ or less are preferably used.

尚、この平均−次粒子径は、コールタ−カウンターによ
り求められた値である。また、熱硬化性樹脂は、部分的
に硬化していてもよいが、好適には未硬化のものが用い
られる。使用される熱硬化性樹脂としては、その種類を
限定するものではないが、フェノール樹脂、尿素樹脂、
エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フルフリールアルコール
樹脂等が例示される。
Note that this average primary particle diameter is a value determined by a Coulter counter. Furthermore, although the thermosetting resin may be partially cured, an uncured one is preferably used. The type of thermosetting resin used is not limited, but includes phenol resin, urea resin,
Examples include epoxy resin, melamine resin, furfuryl alcohol resin, and the like.

熱硬化性樹脂は、通常ピッチとピッチ粘度低減剤よりな
る溶融混合体にほぼ不溶であるが、その場合でも微粒子
状であり、溶融混合体の粘度が小さいので均一に分散さ
れ得る。熱硬化性樹脂は、ピッチと熱硬化性樹脂との混
合物に対し、1〜40重量%の範囲で含有させる。熱硬
化性樹脂の量が1重量%未満の場合には、強度の改善効
果が不十分であり、40重量%を越えても強度の改善効
果が不十分になる。好ましい範囲は2〜35重量%であ
り、より好ましくは3〜20重量%である。
The thermosetting resin is usually almost insoluble in a molten mixture consisting of pitch and a pitch viscosity reducing agent, but even in that case, it is in the form of fine particles and can be uniformly dispersed because the viscosity of the molten mixture is low. The thermosetting resin is contained in a range of 1 to 40% by weight based on the mixture of pitch and thermosetting resin. If the amount of the thermosetting resin is less than 1% by weight, the strength improvement effect will be insufficient, and if it exceeds 40% by weight, the strength improvement effect will be insufficient. The preferred range is 2 to 35% by weight, more preferably 3 to 20% by weight.

本発明で用いられるピッチ粘度低減剤は、ピッチの粘度
を低減し得るものであり、後の工程である抽出工程にお
いて、抽出が容易なものであれば、任意のものが用いら
れる。ピッチと良好な相溶性があり、沸点が200℃以
上の2又は3環の芳香族化合物が好適に使用される。例
えばナフタレン、メチルナフタレン、フェニルナフタレ
ン、ベンジルナフタレン、メチルアントラセン、フェナ
ンスレン、ビフェニル等があげられる。中でもナフタレ
ンはその顕著な粘度低減作用と溶剤抽出工程における優
れた易抽出性を有しているので、特に好ましい。
The pitch viscosity reducing agent used in the present invention can reduce the viscosity of pitch, and any agent can be used as long as it can be easily extracted in the subsequent extraction step. A two- or three-ring aromatic compound having good compatibility with pitch and a boiling point of 200° C. or higher is preferably used. Examples include naphthalene, methylnaphthalene, phenylnaphthalene, benzylnaphthalene, methylanthracene, phenanthrene, and biphenyl. Among them, naphthalene is particularly preferred because it has a remarkable viscosity-reducing effect and excellent extractability in a solvent extraction step.

ピッチ粘度低減剤の量は、ピッチと熱硬化性樹脂の混合
物100重量部に対し、5〜50重量部の範囲で用いら
れる。ピッチ粘度低減剤の量が5重量部よりも少ない場
合には、通常のピッチにおいては粘度が大きくなり過ぎ
、成形が困難となる。また、その様な困難性を有しない
ピッチを用いた場合でも、得られた粒状体か非多孔質と
なり不融化を困麺にする。他方50重量部よりも大きく
なると、ピッチ粘度低減剤の抽出後、得られる成形体が
不融化を必要とする程度以上に口径の大きな多孔質のも
のとなり、脆く、強度が弱くなる。ピッチ粘度低減剤の
量は、ピッチと熱硬化性樹脂の混合比率によっても異な
る。熱硬化性樹脂の比率が大きい場合には、混合物の粘
度が大きくなるので、ピッチ粘度低減剤の量を大きくす
ることが好ましく、熱硬化性樹脂の比率が小さい場合に
は、ピッチ粘度低減剤の量を減らすことができる。
The amount of pitch viscosity reducing agent used is in the range of 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixture of pitch and thermosetting resin. If the amount of the pitch viscosity reducing agent is less than 5 parts by weight, the viscosity of normal pitch becomes too high, making molding difficult. Furthermore, even when a pitch that does not have such difficulties is used, the resulting granules are non-porous, making it difficult to make them infusible. On the other hand, if it exceeds 50 parts by weight, the molded product obtained after extraction of the pitch viscosity reducing agent becomes porous with a diameter larger than that requiring infusibility, and becomes brittle and weak in strength. The amount of pitch viscosity reducing agent also varies depending on the mixing ratio of pitch and thermosetting resin. When the ratio of thermosetting resin is large, the viscosity of the mixture becomes large, so it is preferable to increase the amount of pitch viscosity reducing agent. When the ratio of thermosetting resin is small, the amount of pitch viscosity reducing agent is preferably increased. The amount can be reduced.

熱硬化性樹脂粉末をピッチとピッチ粘度低減剤とよりな
る溶融混合体中に均一に混合させた均一混合体には、他
の添加剤、例えば、熱可塑性樹脂あるいは無定形炭素粒
子を含有させてもよい。
The homogeneous mixture obtained by uniformly mixing thermosetting resin powder into a molten mixture of pitch and pitch viscosity reducer contains other additives such as thermoplastic resin or amorphous carbon particles. Good too.

工程(b) 次に、上記均一混合体は、その流動点以上の温度で粒状
に成形し、次いで流動点よりも低い温度まで冷却するこ
とにより、粒状体を形成させる。
Step (b) Next, the homogeneous mixture is formed into granules at a temperature equal to or higher than its pour point, and then cooled to a temperature lower than its pour point to form granules.

例えば特開昭48−31195号公報に示す方法に準じ
、上記均一混合体をその流動点以上の温度にして、上記
均一混合体を分散媒体中に投入、撹拌する方法が用いら
れる。また特開昭56−69214号公報に示す方法に
準じ、上記均一混合体の流動点以上の温度で上記均一混
合体を紐状に押し出し、冷却後、破砕あるいは切断など
によりペレット若しくは小棒状とした上で、上記均一混
合体の流動点以上の温度にある分散媒体中に投入、撹拌
する方法ら使用できる。特に後者の方法が好ましく用い
られる。
For example, a method is used in which the homogeneous mixture is heated to a temperature equal to or higher than its pour point, and then the homogeneous mixture is poured into a dispersion medium and stirred, in accordance with the method disclosed in JP-A-48-31195. Also, according to the method shown in JP-A No. 56-69214, the homogeneous mixture is extruded into a string shape at a temperature higher than the pour point of the homogeneous mixture, and after cooling, it is crushed or cut into pellets or small rods. A method can be used in which the homogeneous mixture is poured into a dispersion medium at a temperature higher than the pour point and stirred. In particular, the latter method is preferably used.

尚、前者の方法では、分散媒体の温度は常温でも差し支
えないが、好適には分散媒体の温度もピッチとピッチ粘
度低減剤よりなる溶融混合体の流動点以上とする。分散
媒体としては、懸濁剤を含む水が好適であるが、例えば
、懸濁剤を含まないグリセリンやエチレングリコール等
ら、使用できる。
In the former method, the temperature of the dispersion medium may be room temperature, but the temperature of the dispersion medium is preferably set to be higher than the pour point of the molten mixture consisting of the pitch and the pitch viscosity reducing agent. As the dispersion medium, water containing a suspending agent is suitable, but for example, glycerin, ethylene glycol, etc. that do not contain a suspending agent can be used.

分散媒体が水である場合の懸濁剤としては、部分けん化
ポリ#酸ビニル、ポリビニルアルコール、メチルセルロ
ース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸あ
るいはその塩類、ポリエチレングリコールあるいはその
エーテル誘導体、エステル誘導体、澱粉、ゼラチン等の
水溶性高分子化合物が好ましく用いられる。
Suspending agents when the dispersion medium is water include partially saponified polyvinyl acid, polyvinyl alcohol, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyacrylic acid or its salts, polyethylene glycol or its ether derivatives, ester derivatives, starch, gelatin, etc. A water-soluble polymer compound of is preferably used.

得られる粒状体の粒子径は、前記均一混合体の粘度、分
散媒体の粘度、撹拌力等により、所望のものものとなる
ように調整される。粒状体の形状としては、球状体が特
に好ましい、成形後の冷却は、急冷でも徐冷でもよいが
、徐冷の方が好適である。その際、撹拌が緩やかである
と、−層好ましい。
The particle size of the resulting granules is adjusted to a desired size by adjusting the viscosity of the homogeneous mixture, the viscosity of the dispersion medium, the stirring force, and the like. The shape of the granules is particularly preferably spherical. Cooling after molding may be rapid cooling or slow cooling, but slow cooling is more suitable. At that time, it is preferable that the stirring is gentle.

工程(c) 次に、成形体よりピッチ粘度低減剤を除去し、多孔体を
形成する。ピッチ粘度低減剤を除去しないと、後述の不
敵化工程で加熱する際に、溶融が起こり、粒状を保てな
くなり、また不敵化工程で加熱しない場合でも炭化工程
での加熱により、ピッチ粘度低減剤が揮発し、その結果
、粒状が損なわれたり、内部に空洞が生じ、強度低下の
原因となる。ピッチ粘度低減剤を除去するためには、例
えばピッチ粘度低減剤の沸点未満の温度で、空気、窒素
等の気流を通じながら長時間保持する方法、あるいはピ
ッチ粘度低減剤に対し高溶解度を有し、ピッチ及び熱硬
化性樹脂に対し、低溶解度を有する溶剤で抽出する方法
などが採用される。特に後者の方法が好ましく用いられ
、その溶剤としては、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキ
サン、ナフサ、ゲロシン等の脂肪族炭化水素、飽和脂環
式炭化水素等が例示される。
Step (c) Next, the pitch viscosity reducing agent is removed from the molded body to form a porous body. If the pitch viscosity reducing agent is not removed, it will melt when heated in the invulnerability process described below, making it impossible to maintain the granularity.Also, even if the pitch viscosity reducer is not heated in the invulnerability process, the heating in the carbonization process will reduce the pitch viscosity. The reducing agent volatilizes, and as a result, the grain size is damaged or cavities are created inside, causing a decrease in strength. In order to remove the pitch viscosity reducer, for example, a method of holding the pitch viscosity reducer at a temperature below the boiling point for a long time while passing a stream of air, nitrogen, etc., or a method that has high solubility for the pitch viscosity reducer, For pitch and thermosetting resins, methods such as extraction using a solvent with low solubility are adopted. The latter method is particularly preferably used, and examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, cyclohexane, naphtha, and gelosin, and saturated alicyclic hydrocarbons.

工程(d) このようにして得られた多孔体は、次いで不融化処理さ
れる。この処理は、元来溶融性のピッチを、酸化剤を用
いて酸化して、熱に対して不融性とし、次の炭化工程に
おける形態維持を・主目的とする。酸化剤としては、例
えば、0□、01、SOg、Not或いはCI 2等の
酸化性気体、又は硫酸、リン酸、硝酸、クロム酸水溶液
等の酸化性液体が用いられる。不融化処理は、上記酸化
剤を単独で、あるいは組み合わせて使用し、流動点以下
の温度で行われる。不融化の進行にともなって、ピッチ
の流動点は上昇するので、それにしたがって逐次処理温
度をあげることにより、不融化時間を短縮することがで
きる。
Step (d) The porous body thus obtained is then subjected to an infusible treatment. The main purpose of this treatment is to oxidize pitch, which is originally meltable, using an oxidizing agent to make it infusible against heat, and to maintain its shape in the next carbonization step. As the oxidizing agent, for example, an oxidizing gas such as 0□, 01, SOg, Not, or CI 2, or an oxidizing liquid such as an aqueous solution of sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, or chromic acid is used. The infusibility treatment is carried out at a temperature below the pour point using the above oxidizing agents alone or in combination. As the infusibility progresses, the pour point of the pitch increases, so by successively increasing the treatment temperature accordingly, the infusibility time can be shortened.

工程(e) 次に、得られた不敵化物を不活性雰囲気中で400℃以
上、好ましくは600℃以上の温度で焼成して炭化し、
炭化物である粒状炭を得る。
Step (e) Next, the obtained invincible material is fired and carbonized at a temperature of 400° C. or higher, preferably 600° C. or higher in an inert atmosphere,
Granular charcoal, which is a carbide, is obtained.

工程(f) 次いで、この粒状炭を公知の方法で賦活させる。Process (f) Next, this granular charcoal is activated by a known method.

例えば水蒸気法により800〜1200℃に達したとき
に昇温を停止し、その温度に維持して賦活を行ってもよ
い。
For example, when the temperature reaches 800 to 1200°C using a steam method, the temperature increase may be stopped and activation may be performed while maintaining the temperature.

実施例 以下、本発明を実施例によって説明する。Example Hereinafter, the present invention will be explained by examples.

実施例1〜8及び比較例1〜7 原料ピッチの調整: 原料ピッチAは、ナフサをチューブラ−リアクターによ
って800℃に加熱し、約10秒の接触時間の熱分解に
より得られたタール状物質を蒸溜し、常圧換算450℃
以下の溶分を除去することにより得られたものである。
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7 Adjustment of raw material pitch: Raw material pitch A was prepared by heating naphtha to 800° C. in a tubular reactor and pyrolyzing the tar-like material for a contact time of about 10 seconds. Distilled, normal pressure equivalent 450℃
It was obtained by removing the following dissolved components.

このピッチは、流動点230℃1水素/炭素の原子比0
.68、キノリンネ溶分15重量%であった。
This pitch has a pour point of 230°C and a hydrogen/carbon atomic ratio of 0.
.. 68, the quinoline solubility was 15% by weight.

原料ピッチBは、コークス炉中で石炭を1000℃で乾
溜して得られたタール物質を、350℃、5市+IQの
粂件下で減圧蒸溜し、常圧換算450℃以下の低沸点分
を除き、次いで得られたピッチの流動点を上げるために
、ニトロベンゼンをそれとピッチの和の20重量%とな
るように添加し、350℃で重質化反応させた後、常圧
換算450℃以下の低沸点分を除いたものである。得ら
れたピッチは、流動点200℃、水素/炭素の原子比0
.56、キノリンネ溶分32重量%であった。
Raw material pitch B is obtained by dry distilling coal at 1000°C in a coke oven, distilling the tar material under reduced pressure at 350°C under conditions of 5 cities + IQ, and distilling the low boiling point content below 450°C in terms of normal pressure. Then, in order to raise the pour point of the pitch obtained, nitrobenzene was added to make it 20% by weight of the sum of the pitch and the pitch, and after the weighting reaction was carried out at 350°C, This excludes low boiling point components. The obtained pitch has a pour point of 200°C and a hydrogen/carbon atomic ratio of 0.
.. 56, the quinoline dissolved content was 32% by weight.

球状炭の製造: 第1表に示された種類と量のピッチとナフタレン300
「を21の耐圧容器に入れ、150 ”Cで0.5時間
撹拌しながら溶融混合した。得られた溶融混合体に第1
表に示された樹脂又は無定形炭素の粉末を加え、1時間
撹拌した、得られた均一混合体を耐圧容器から取り出す
ことなく、容器内の温度を80〜85℃に冷却し、耐圧
容器下部に設けである直径1,5止φの孔を30個有す
るノズル口金から10kg G / dの圧力下で10
0 g/ +u+の速度で押出した。
Production of spherical coal: Pitch and naphthalene 300 of the type and amount shown in Table 1
were placed in a 21 pressure vessel and melted and mixed at 150''C for 0.5 hour with stirring. The resulting molten mixture is
The resin or amorphous carbon powder shown in the table was added and stirred for 1 hour.The resulting homogeneous mixture was cooled to 80-85℃ without taking it out of the pressure container, and the temperature inside the container was cooled to 80-85℃. 10 kg under a pressure of 10 kg G/d from a nozzle cap with 30 holes with a diameter of 1.5 stops.
It was extruded at a rate of 0 g/+u+.

押出された棒状体を水中で30分間冷却した上で、チョ
ッパーコロイドミルで粉砕した。その形状は棒状であり
、棒の長さと直径の比は約1.0であった。枦別により
水を除いた後、この棒状のピッチ組成物100 、を0
.5重量%のポリビニルアルコール水溶液2j!中に投
入し、200回転/分で撹拌した。80℃に加熱すると
、この棒状のピッチ組成物は球状分散体となった。これ
を50℃まで約30分、更に20℃まで20分をかけて
冷却した。得られたピース状のピッチ粒状体は、抽出器
によりn−ヘキサンで粒状体中のナフタレンを抽出した
後乾燥し、20.117分の空気を送りつつ、35℃/
時間の昇温速度で300℃まで昇温し、300″Cで3
0分間保って不融化を完了させた。次に得られた不敵粒
状体105gを流動層内で窒素ガスを用い、200℃/
時の昇温速度で900℃まで昇温し、その温度で30分
間保持し、炭化粒状体を得な、焼成収率は60%であり
、63gの球状炭が得られた0次いで、水蒸気と窒素ガ
スを等量含む雰囲気の流動層内で900℃で1時間賦活
化を行った。賦活収率は45%であった。得られた球状
炭の諸物性を第1表に示す。尚、第1表の物性において
、既にその測定法を説明した以外のものは、次の通りで
ある。
The extruded rod-shaped body was cooled in water for 30 minutes and then pulverized using a chopper colloid mill. The shape was rod-like, and the length-to-diameter ratio of the rod was approximately 1.0. After removing water by mixing, 100% of this rod-shaped pitch composition was
.. 5% by weight polyvinyl alcohol aqueous solution 2j! and stirred at 200 rpm. When heated to 80° C., this rod-shaped pitch composition became a spherical dispersion. This was cooled to 50°C over about 30 minutes and then to 20°C over 20 minutes. The obtained piece-like pitch granules were dried after extracting the naphthalene in the granules with n-hexane using an extractor, and heated at 35°C/100°C while blowing air for 20.117 minutes.
Raise the temperature to 300℃ at a heating rate of 1 hour, and at 300″C
The mixture was kept for 0 minutes to complete infusibility. Next, 105 g of the obtained invincible granules were placed in a fluidized bed using nitrogen gas at 200°C/
The temperature was raised to 900°C at a heating rate of Activation was performed at 900° C. for 1 hour in a fluidized bed in an atmosphere containing an equal amount of nitrogen gas. The activation yield was 45%. Table 1 shows the physical properties of the obtained spherical charcoal. The physical properties in Table 1 other than those for which the measurement methods have already been explained are as follows.

圧潰強カニJIS標準篩目開き590節と目開き710
μm篩上の間にある試料の中から30個選び、それぞれ
について硬度計により加圧して求めた圧潰強力のうち、
最大値と最小値を除いた28個の平均値である。
Crushing strong crab JIS standard sieve mesh opening 590 and mesh opening 710
Of the crushing strength determined by selecting 30 samples from among the samples between the μm sieves and applying pressure to each using a hardness meter,
This is the average value of 28 values excluding the maximum value and minimum value.

沃素吸着量: JISに1474による。Iodine adsorption amount: According to JIS 1474.

カラメル脱色率:粉にすることなく粒状のままとした他
はJISに1470による。
Caramel decolorization rate: According to JIS 1470 except that it was left in granular form without being powdered.

比較例8 活性炭の製造方法において、ピッチ2.ナフタレン及び
無定形炭素粉末よりなる混合物を80℃より25℃に至
るまで5分間で冷却した以外は、比較例6と同様に操作
した。その結果を第1表に示す。
Comparative Example 8 In the method for producing activated carbon, pitch 2. The procedure was the same as in Comparative Example 6, except that the mixture of naphthalene and amorphous carbon powder was cooled from 80°C to 25°C in 5 minutes. The results are shown in Table 1.

(続さ) 発明の効果 本発明は、上記の構成を有するから、本発明の製造方法
によって得られた活性炭は、従゛来の技術により得られ
たものに比べて、格段に高い圧潰強力が得られるものと
なる。したがって、本発明の活性炭は、例えば水処理、
あるいはガス処理に使用した場合において、活性炭の層
高を薄くすることができたり、流速を大きくすることが
でき、あるいは使用期間を長くすることができる。
(Continued) Effects of the Invention Since the present invention has the above configuration, the activated carbon obtained by the production method of the present invention has a much higher crushing strength than that obtained by the conventional technology. It will be what you get. Therefore, the activated carbon of the present invention can be used, for example, in water treatment,
Alternatively, when used for gas treatment, the layer height of activated carbon can be reduced, the flow rate can be increased, or the period of use can be extended.

特許出願人  呉羽化学工業株式会社 代理人    弁理士  渡部 剛Patent applicant: Kureha Chemical Industry Co., Ltd. Agent: Patent Attorney Tsuyoshi Watanabe

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)耐摩擦損率が2.0%以下、嵩密度が0.55g
/ml以上、比表面積が800m^2/g以上であるこ
とを特徴とする活性炭。
(1) Friction loss rate is 2.0% or less, bulk density is 0.55g
/ml or more and a specific surface area of 800 m^2/g or more.
(2)下記(a)〜(f)の工程よりなることを特徴と
する耐摩擦損率2.0%以下、嵩密度0.55g/ml
以上、比表面積が800m^2/g以上の活性炭の製造
方法。 (a)ピッチ60〜99重量%と、未硬化又は部分硬化
の熱硬化性樹脂粉末1〜40重量%からなる混合物10
0重量部と、ピッチ粘度低減剤5〜50重量部からなる
均一混合体を得る工程、 (b)該均一混合体を加熱成型して粒状体を得る工程、 (c)該粒状体からピッチ粘度低減剤を除去して多孔体
を得る工程、 (d)該多孔体を不融化して不融化物を得る工程、 (e)該不融化物を炭化して炭化物を得る工程、及び (f)該炭化物を賦活化する工程。
(2) A friction loss resistance of 2.0% or less and a bulk density of 0.55 g/ml, characterized by comprising the steps (a) to (f) below.
The above is a method for producing activated carbon having a specific surface area of 800 m^2/g or more. (a) Mixture 10 consisting of 60-99% by weight of pitch and 1-40% by weight of uncured or partially cured thermosetting resin powder
0 parts by weight and 5 to 50 parts by weight of a pitch viscosity reducing agent, (b) heating and molding the homogeneous mixture to obtain granules, (c) reducing pitch viscosity from the granules. a step of removing the reducing agent to obtain a porous body; (d) a step of infusibilizing the porous body to obtain an infusible material; (e) a step of carbonizing the infusible material to obtain a carbide; and (f) a step of carbonizing the infusible material to obtain a carbide. A step of activating the carbide.
(3)ピッチ、熱硬化性樹脂及びピッチ粘度低減剤より
なる均一混合体を得るにあたり、まずピッチ又はピッチ
粘度低減剤の流動点以上の温度でピッチとピッチ粘度低
減剤を溶融混合した後、熱硬化性樹脂を未硬化又は部分
硬化に止める温度において、形成された溶融混合体に熱
硬化性樹脂粉末を均一に混合することを特徴とする請求
項2記載の活性炭の製造方法。
(3) To obtain a homogeneous mixture consisting of pitch, thermosetting resin, and pitch viscosity reducer, first melt and mix the pitch and pitch viscosity reducer at a temperature higher than the pour point of the pitch or pitch viscosity reducer, then heat 3. The method for producing activated carbon according to claim 2, wherein the thermosetting resin powder is uniformly mixed into the formed molten mixture at a temperature at which the curable resin remains uncured or partially cured.
(4)ピッチ粘度低減剤が沸点200℃以上の2又は3
環の芳香族化合物であることを特徴とする請求項2又は
3記載の活性炭の製造方法。
(4) 2 or 3 in which the pitch viscosity reducing agent has a boiling point of 200°C or higher
4. The method for producing activated carbon according to claim 2, wherein the activated carbon is a cyclic aromatic compound.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05163424A (en) * 1991-12-17 1993-06-29 Gunze Ltd Degradable composition
US7288504B2 (en) 2000-04-28 2007-10-30 BLüCHER GMBH Method for producing spherical activation carbon
JP2013233153A (en) * 2002-01-09 2013-11-21 Philip Morris Products Sa Cigarette filter with beaded carbon
JP2021515699A (en) * 2017-05-26 2021-06-24 モナシュ ユニバーシティー Carbon monolith and manufacturing method of carbon monolith

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