JPH07138010A

JPH07138010A - 薬品賦活成型活性炭の製造方法

Info

Publication number: JPH07138010A
Application number: JP5284988A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Iwashima; 良憲岩島
Original assignee: Takeda Chemical Industries Ltd
Current assignee: Takeda Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】成型活性炭を薬品賦活法により、連続的に大
量に製造する方法を提供しようとするもの。【構成】薬品賦活しうる活性炭原料と水分含量が２５
重量％以下で賦活成分含量が６０重量％以上である賦活
薬品との混合物を、常法により加熱、反応させ、反応物
を成型し、次いで焼成、洗浄、乾燥して成型活性炭を得
る薬品賦活成型活性炭の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、薬品賦活成型活性炭
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、揮散した有機溶剤を含有する
ガス体から該有機溶剤を回収する方法として、成型活性
炭を充填した活性炭層に、上記ガス体を通じて有機溶剤
を吸着させた後、この活性炭層を加熱して吸着した有機
溶剤を再び脱離させる方法が行われている。

【０００３】また、車のガソリンエンジンでは、駆動し
ているエンジンが停止すると、それまで高温であったエ
ンジンの回りの熱が周囲に伝わり、いわゆるホットソー
ク（hot soak）の状態になり、ガソリン蒸気が発生す
る。このガソリン蒸気を吸着させ、エンジン作動時に再
び放出利用させるために活性炭層が用いられている。こ
れらの活性炭層に利用される活性炭は、成型炭であって
特に吸脱着能及び耐久性の高いものが望まれている。

【０００４】そこで、本発明者は、特開平2-167809号公
報において、疎水性有機化合物の吸脱着に適し、吸脱着
能が高くかつ耐久性が優れた成型活性炭を提案してい
る。このような薬品賦活成型活性炭の製造方法において
は、バッチ式の反応容器内で活性炭原料と賦活成分含量
が４０〜７０重量％の賦活薬品水溶液とを加熱、混合し
て反応させ、これら活性炭原料と賦活薬品水溶液とが、
適当に反応した時点で反応を中止する。そして、反応物
を成型、焼成、洗浄及び乾燥することによって、成型活
性炭が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の薬
品賦活成型活性炭の製造方法においては、活性炭原料と
賦活薬品との反応を適当に進行させるために、４０〜７
０重量％の賦活薬品水溶液、すなわち６０〜３０％の水
分を含むものを用いているが、３０％以上の水分を含む
賦活薬品は、反応に長時間を要し、好ましくない。本発
明は水分含量の少ない賦活薬品を用いることにより、比
較的短時間で効率よく薬品賦活成型活性炭を製造する方
法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】この発明によ
れば、薬品賦活しうる活性炭原料と水分含量が２５重量
％以下で賦活成分含量が６０重量％以上である賦活薬品
との混合物を、常法により加熱、反応させ、反応物を成
型し、次いで焼成、洗浄、乾燥して成型活性炭を得る薬
品賦活成型活性炭の製造方法が提供される。

【０００７】この発明においては、成型活性炭は薬品賦
活法によって製造されるものである。従ってその原料
は、薬品賦活しうる活性炭原料である。その例としては
セルロース質（たとえば木屑、椰子殻）や澱粉質（例え
ばトウモロコシ、キビ、アワ、ヒエなどの穀物類）が挙
げられる。これらの中で、椰子殻、木屑などのセルロー
ス質のものが好ましい。

【０００８】本発明の方法に用いられる賦活薬品に含ま
れる賦活成分としては、リン酸、塩化亜鉛、塩化カルシ
ウムなどの一般の賦活成分を挙げることができ、塩化亜
鉛、リン酸が好ましく、塩化亜鉛がさらに好ましい。

【０００９】本発明において用いられる賦活薬品は、賦
活成分を６０重量％を越える濃度で含み、水分含量が２
５重量％以下のものであればよく、実質的に賦活成分の
みからなるものでもよく、賦活成分以外に、例えば、塩
化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化
カルシウム、塩化第二鉄等の夾雑物を含んでいてもよ
い。これらの夾雑物の含有量は、賦活成分の濃度及び水
分含量が上記の範囲内であれば、特に限定されるもので
はない。賦活成分含量は、好ましくは７０重量％以上、
さらに好ましくは７５重量％以上である。水分含量は、
好ましくは２０重量％以下、さらに好ましくは１５重量
％以下である。水分含量が２５重量％以上の賦活薬品水
溶液を用いると、反応させるのに時間を要するので好ま
しくない。また賦活成分含量が少なすぎると賦活効果が
十分でない。ここで、６０重量％以上の高濃度の賦活成
分を含有し、水分含量が２５重量％以下の賦活薬品は、
例えば、特開平５−１６３０２０号公報に記載の方法に
より、５０重量％程度の低濃度賦活薬品水溶液を、減圧
下、熱交換器等により水分を除去し、濃縮することによ
って得ることができる。

【００１０】また、活性炭原料と賦活薬品に含まれる賦
活成分の混合割合は、乾燥固形物重量で一般に1/0.6〜1
/3.0、好ましくは1/1.0〜1/2.8である。活性炭原料と賦
活薬品の混合物は、通常、１００〜１８０℃で加熱、反
応させるが、ここで反応とは、活性炭原料を賦活薬品の
作用で、分解や脱水させて黒色の物質を作ることをい
う。この発明の方法においては、反応終点が重要であ
り、成型するのに最適なところまで反応を進めることが
必要である。また、この加熱、反応は、後の工程である
成型工程までを連続的に行うことができるように、連続
ニーダー及び連続押出成型機を用いることが好ましい。
例えば、内部にパドル及びスクリュー、外周にジャケッ
ト加熱器を具備した連続ニーダーを用いることが好まし
い。この装置を用いることにより、反応時間、すなわち
装置内での滞留時間を、パドル及びスクリューの回転数
により調節することで、また加熱温度を調節することで
最適な反応物を得ることができる。

【００１１】反応物の温度としては、水分を除去できる
100℃以上が必要であり、温度を上げれば反応が早くな
るが、１８０℃以上にすると、反応が進みすぎ成型が困
難になる。好ましい温度範囲は１４０〜１７０℃であ
る。この発明の方法においては、反応終点を、反応物の
重量を加熱前の乾燥重量（活性炭原料乾燥重量＋賦活薬
品乾燥重量）に対する重量と比較した値を用いて決定す
ることができる。つまり、反応物の重量が、加熱前の乾
燥重量（活性炭原料乾燥重量＋賦活薬品乾燥重量）に対
して、90〜115重量％になった時点で成型するのが望ま
しい。ここで反応物とは、水を含めて反応系に存在する
物の総量を意味する。すなわち、活性炭原料が黒くなる
と同時に、タール質が生成される。このタール質が、成
型時、焼成賦活時のバインダーとなって作用すると考え
られるので、あまり反応を進め過ぎるとこのタール質が
なくなり、成型が困難になり、焼成賦活後の製品の硬度
がなくなり、緻密な成型活性炭ができない。一方、反応
をあまり手前で止めると、残留水分が多くて成型時粒子
間に水分が残り、焼成賦活後の製品の充填密度が低く緻
密な成型活性炭ができない。

【００１２】次に、反応物を脱気しながら緻密に成型す
ることが好ましい。この時、反応物を９０〜１８０℃に
加温しながら成型するのが好ましい。そうすることによ
り、反応で生成したタール質を溶融させ粒子間にバイン
ダーとして残し、緻密な成型物を得ることができる。成
型物温度を９０℃未満で成型すると、タール質が溶融し
ないことにより粒子間にタール質が広がらず、成型が困
難となるとともに、焼成賦活後の製品が粉化しやすくな
る。成型物温度を１８０℃以上にすると、成型時に反応
物中の液成分（タール質と水分）と固形成分の分離が起
こり、成型が困難になる。成型時の形は、錠剤状、板
状、ペレット状、ブリケット状など自由に選ぶことがで
きる。また成型活性炭を破砕すれば、破砕炭を得ること
ができる。成型方法としては、例えば、プレス成型、押
出成型等が挙げられるが、押出成型が好ましい。本発明
においては、反応と成型を連続的に行うことができる。

【００１３】この成型品の焼成賦活・酸洗浄の方法は、
薬品賦活炭の一般的製造に用いられるものが適用され
る。たとえば、ロータリーキルン内において、500−700
℃で10分−１時間焼成することにより賦活し、ついで洗
浄乾燥することにより成型活性炭を製造することができ
る。

【００１４】この発明において製造される成型活性炭は
特開平2-167809号公報に記載の方法で得られるものと同
様である。

【００１５】このようにして得られた薬品賦活成型活性
炭は、疎水性有機化合物の吸脱着を繰返して回収するの
に好適なものである。従って、該成型活性炭は例えばガ
ソリンエンジンのガソリン蒸発防止装置や溶媒回収プロ
セス等に用いることができる。また、例えば砂糖原液の
脱色等各種液の脱色や種々の工業薬品の分離精製等に用
いることができる。

【００１６】また、この発明の製造方法による薬品賦活
成型活性炭は、さらにガス賦活することにより、n-ブタ
ン有効吸着量がさらに大きな成型炭として製造すること
ができる。この場合のガス賦活は、通常のガス賦活によ
る成型炭の製造と同様に行うことができる。例えば、賦
活ガスとして水蒸気、炭酸ガスを用い、３０〜１００％
のガス分圧下、850〜1000℃で10分〜４時間焼成するこ
とにより得ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例によりこの発明を詳細に説明す
るが、この発明はこれに限定されるものではない。実施例活性炭原料として木粉と、賦活薬品として、各濃度のＺ
ｎＣｌ₂とを、連続式パドルミキサー内に適宜導入し、
混合した。それをジャケット加熱式連続ニーダーにて反
応させた。滞留時間は回転数により調整し、成型に適し
た反応度合いになるように滞留時間を種々変化させた。
そして、成型のため、反応物を連続押し出し成型機に導
入し、所望の形状に成型した。成型品を６５０℃で焼成
した。焼成品を塩酸洗浄後、温水洗浄し、ほとんど完全
にＺｎＣｌ₂を除去し、乾燥した。乾燥品を７．５〜３
０メッシュに篩別後、充填密度を測定した。その条件及
び結果を表１及び表２に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１の結果から水分含量が３０％の賦活薬
品を用いた実験番号１では滞留時間（反応時間）が長く
好ましくない。それに対して水分含量が２５重量％以下
の実験番号２〜７では滞留時間が短いうえに充填密度が
高い製品が得られる。

【００２０】

【表２】

【００２１】

【発明の効果】この発明によれば、種々の活性炭原料か
ら容積当たりの有効吸着量が大きく、かつ耐久性に優
れ、疎水性有機化合物の吸脱着に適しまた各種液の脱色
や種々の工業薬品の分離精に適した薬品賦活成型活性炭
を、比較的短時間に効率よく製造することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薬品賦活しうる活性炭原料と水分含量が
２５重量％以下で賦活成分含量が６０重量％以上である
賦活薬品との混合物を、常法により加熱、反応させ、反
応物を成型し、次いで焼成、洗浄、乾燥して成型活性炭
を得ることを特徴とする薬品賦活成型活性炭の製造方
法。
【請求項２】反応物の総重量が加熱前の乾燥固形物重
量に対して９０〜１１５重量％になった時点で反応物を
成型する請求項１記載の製造方法。
【請求項３】活性炭原料と賦活薬品とを乾燥固形物重
量で、１／０．６〜１／３．０の割合で混合した混合物
を用いる請求項１記載の製造方法。
【請求項４】活性炭原料と賦活薬品との混合物を、１
００〜１８０℃で加熱、反応させる請求項１記載の製造
方法。
【請求項５】反応物を９０〜１８０℃の温度で成型す
る請求項１記載の製造方法。
【請求項６】７０重量％以上の賦活成分を含有する賦
活薬品を用いる請求項１記載の製造方法。
【請求項７】薬品賦活しうる活性炭原料が、椰子殻又
は木屑である請求項１記載の製造方法。
【請求項８】賦活成分が、塩化亜鉛又はリン酸である
請求項１記載の製造方法。
【請求項９】反応物がプレスによって成型される請求
項１記載の製造方法。
【請求項１０】反応物が９０〜１８０℃で押し出し成
型される請求項１記載の製造方法。