JPH0764529B2 - 吸着能の高い炭素製品の製造方法 - Google Patents
吸着能の高い炭素製品の製造方法Info
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- JPH0764529B2 JPH0764529B2 JP63178943A JP17894388A JPH0764529B2 JP H0764529 B2 JPH0764529 B2 JP H0764529B2 JP 63178943 A JP63178943 A JP 63178943A JP 17894388 A JP17894388 A JP 17894388A JP H0764529 B2 JPH0764529 B2 JP H0764529B2
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- combustion furnace
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Coke Industry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は吸着能の高い炭素製品の製造方法に関するもの
である。
である。
［従来の技術・解決すべき課題］ 木質材料を炭化して得られる木炭は、古くから燃料とし
ては勿論、多孔質で反応性に富み不純物含有量も少ない
ので金属精錬や木炭銑、あるいは吸湿材、浄水剤、土壌
改良剤などとして広く利用されている。
ては勿論、多孔質で反応性に富み不純物含有量も少ない
ので金属精錬や木炭銑、あるいは吸湿材、浄水剤、土壌
改良剤などとして広く利用されている。
一方、炭化方法としては、我が国においてはかまなどを
造って炭を焼く築窯製炭法が主流を占めており、樹皮や
鋸屑を原料として平炉を用いた製炭が工業的に行われて
いる。その他の製炭法としては、ロータリーキルンで連
続炭化する方法、タラ型多段式炭化炉を用いる方法、炭
車に積み込んでトンネル内で連続的に炭化する方法など
の種々の木炭製造方法があるが、何れの場合にも木質材
料を理論燃焼空気量以下の還元雰囲気中で長時間をかけ
て木炭の製造を行っている。
造って炭を焼く築窯製炭法が主流を占めており、樹皮や
鋸屑を原料として平炉を用いた製炭が工業的に行われて
いる。その他の製炭法としては、ロータリーキルンで連
続炭化する方法、タラ型多段式炭化炉を用いる方法、炭
車に積み込んでトンネル内で連続的に炭化する方法など
の種々の木炭製造方法があるが、何れの場合にも木質材
料を理論燃焼空気量以下の還元雰囲気中で長時間をかけ
て木炭の製造を行っている。
しかしながら、これらの方法によって得られた木炭はガ
ス吸着能などの活性が低く、この改善のために通常木炭
を更に水蒸気賦活するなどして活性化することが行われ
ているが、このような追加的操作は製品を非常に高価な
ものにする。
ス吸着能などの活性が低く、この改善のために通常木炭
を更に水蒸気賦活するなどして活性化することが行われ
ているが、このような追加的操作は製品を非常に高価な
ものにする。
本発明者等は、本質的に木炭よりなり、活性炭に匹敵す
る高い活性を有し、かつ低コストで製造することのでき
る炭素製品製造技術を開発すべく鋭意研究に取り組み本
発明を完成した。
る高い活性を有し、かつ低コストで製造することのでき
る炭素製品製造技術を開発すべく鋭意研究に取り組み本
発明を完成した。
［発明の目的］ 本発明の目的は、ガス吸着能等の活性の高い炭素製品を
経済的に製造する方法を提供することである。
経済的に製造する方法を提供することである。
［課題を解決するための手段・作用］ 本発明によれば、上記の課題は、破砕した木質材料を燃
焼炉の下部に設置されたストーカー（移動火格子）上に
供給し、ストーカーの下方から一次空気を送入して木質
材料を浮遊または流動状態に保持し、一次空気および必
要により送入されるその他の空気の合計量を燃焼炉出口
における空気比が１以上になるように調整し、木質材料
を燃焼炉内で温度600℃以上かつ滞留時間20分間以内で
炭化し、得られた生成物を捕集した後、空気を遮断した
状態で直ちに冷却することを特徴とする吸着能の高い炭
素製品の製造方法によって解決される。
焼炉の下部に設置されたストーカー（移動火格子）上に
供給し、ストーカーの下方から一次空気を送入して木質
材料を浮遊または流動状態に保持し、一次空気および必
要により送入されるその他の空気の合計量を燃焼炉出口
における空気比が１以上になるように調整し、木質材料
を燃焼炉内で温度600℃以上かつ滞留時間20分間以内で
炭化し、得られた生成物を捕集した後、空気を遮断した
状態で直ちに冷却することを特徴とする吸着能の高い炭
素製品の製造方法によって解決される。
本発明の好ましい態様によれば、 （１） 木質材料を最大長7cmで長さ方向に対する断面
積が最大10cm2の大きさに裁断し、燃焼炉内に送入す
る； （２） 燃焼炉の下部にはストーカーが設置されてい
て、ストーカーの下部および必要により上部に燃焼用空
気が供給され、 （ｉ）ストーカー下部に供給される空気量は前記木質材
料の大部分が浮遊あるいは流動化する状態になるように
制御され、 （ii）燃焼炉内に送入される空気の総量は燃焼炉出口の
空気比が１以上になるように制御される； （３） 燃焼炉内温度は木質材料の燃焼によって600℃
以上に保持される； （４） 前記木質材料はその大膨分がストーカー上で浮
遊または流動化状態を呈しながら20分間以内の滞留時間
で含有揮発分の大半を燃焼して炭化される； （５） こうして得た炭化物は燃焼ガスと共に燃焼炉出
口に搬送され、水管６を設置した水管室を通り、収塵機
で捕集した後に、直ちに空気を遮断した状態で急冷す
る。
積が最大10cm2の大きさに裁断し、燃焼炉内に送入す
る； （２） 燃焼炉の下部にはストーカーが設置されてい
て、ストーカーの下部および必要により上部に燃焼用空
気が供給され、 （ｉ）ストーカー下部に供給される空気量は前記木質材
料の大部分が浮遊あるいは流動化する状態になるように
制御され、 （ii）燃焼炉内に送入される空気の総量は燃焼炉出口の
空気比が１以上になるように制御される； （３） 燃焼炉内温度は木質材料の燃焼によって600℃
以上に保持される； （４） 前記木質材料はその大膨分がストーカー上で浮
遊または流動化状態を呈しながら20分間以内の滞留時間
で含有揮発分の大半を燃焼して炭化される； （５） こうして得た炭化物は燃焼ガスと共に燃焼炉出
口に搬送され、水管６を設置した水管室を通り、収塵機
で捕集した後に、直ちに空気を遮断した状態で急冷す
る。
以下に第１図を参照しながら本発明を更に詳細に説明す
る。
る。
本発明において使用する木質材料の原料の樹種に制限は
ないが、比重の小さい原料の方が燃焼速度が大きいので
好ましい。通常の木材の外に、樹皮や木材工場から出る
廃材、住宅解体材料等も使用することができる。これら
の木材を破砕機または切断機により少なくとも最大長が
7cmで長さ方向に対する断面積が最大10cm2になるように
破砕する。この際に余り細かく粉砕すると、燃焼炉内で
炭化する以前に浮遊して炉外に排出されてしまうので、
最小長は少なくとも5mmであることが望ましい。こうし
て寸法形状が整えられた木質材料はフィーダー１を経て
燃焼炉２へ送入される。燃焼炉の下部には水平移動可能
な移動火格子からなるストーカー３が設置されていて、
ストーカー上に送入された木質材料は、一次空気ファン
11によりストーカーの下方の一次空気供給口４から供給
される一次空気によりその大部分がストーカーから押上
げられて、浮遊または流動しながら分解燃焼する。必要
に応じて、ストーカーの上部から二次空気12を供給する
ことができる。
ないが、比重の小さい原料の方が燃焼速度が大きいので
好ましい。通常の木材の外に、樹皮や木材工場から出る
廃材、住宅解体材料等も使用することができる。これら
の木材を破砕機または切断機により少なくとも最大長が
7cmで長さ方向に対する断面積が最大10cm2になるように
破砕する。この際に余り細かく粉砕すると、燃焼炉内で
炭化する以前に浮遊して炉外に排出されてしまうので、
最小長は少なくとも5mmであることが望ましい。こうし
て寸法形状が整えられた木質材料はフィーダー１を経て
燃焼炉２へ送入される。燃焼炉の下部には水平移動可能
な移動火格子からなるストーカー３が設置されていて、
ストーカー上に送入された木質材料は、一次空気ファン
11によりストーカーの下方の一次空気供給口４から供給
される一次空気によりその大部分がストーカーから押上
げられて、浮遊または流動しながら分解燃焼する。必要
に応じて、ストーカーの上部から二次空気12を供給する
ことができる。
木質材料中の揮発分が短時間に熱分解し燃焼するのには
600℃以上の温度が必要であり、従ってストーカー上方
の燃焼炉内温度は少なくとも600℃以上、好ましくは800
〜1000℃に保たれる必要がある。余り高温になり過ぎる
と炉壁が損傷する恐れがあるので炉壁に水冷装置を取り
付けてもよい。
600℃以上の温度が必要であり、従ってストーカー上方
の燃焼炉内温度は少なくとも600℃以上、好ましくは800
〜1000℃に保たれる必要がある。余り高温になり過ぎる
と炉壁が損傷する恐れがあるので炉壁に水冷装置を取り
付けてもよい。
通常木材の炭化は還元雰囲気中で行われるが、本発明の
燃焼炉においては、木質材料の一部または全部を浮遊ま
たは流動化させながら急速炭化するために燃焼に充分な
空気が必要で通常、一次空気および必要により送入され
るその他の空気の合計量を、燃焼炉出口での燃焼ガスの
空気比が１以上になるように調整して運転される。
燃焼炉においては、木質材料の一部または全部を浮遊ま
たは流動化させながら急速炭化するために燃焼に充分な
空気が必要で通常、一次空気および必要により送入され
るその他の空気の合計量を、燃焼炉出口での燃焼ガスの
空気比が１以上になるように調整して運転される。
この場合の空気比は、木質材料の燃焼に必要な理論空気
量に対する燃焼炉内に送入された空気の総量の比であ
り、空気比が１以上ということは送入空気量が燃焼に必
要な理論空気量以上の状態で木質材料を燃焼させること
である。ここで適正な燃焼状態の安定維持を考慮すると
空気比は１より大きいすなわち燃焼に使用されない空気
（過剰空気）が存在する状態で木質材料を燃焼させるの
が望ましい。この場合、空気比を１以上に調整すること
は、燃焼炉内の燃焼状態を観察しつつ吹込み空気量を調
節することで通常可能であるが、さらに必要に応じ適宜
燃焼炉出口の燃焼ガス中のO2量をガス分析やO2メータ等
により測定し、O2の存在の確認または空気比の算出をし
て空気量を調整することにより可能であり、これらによ
って所要の燃焼状態を保持することができる。
量に対する燃焼炉内に送入された空気の総量の比であ
り、空気比が１以上ということは送入空気量が燃焼に必
要な理論空気量以上の状態で木質材料を燃焼させること
である。ここで適正な燃焼状態の安定維持を考慮すると
空気比は１より大きいすなわち燃焼に使用されない空気
（過剰空気）が存在する状態で木質材料を燃焼させるの
が望ましい。この場合、空気比を１以上に調整すること
は、燃焼炉内の燃焼状態を観察しつつ吹込み空気量を調
節することで通常可能であるが、さらに必要に応じ適宜
燃焼炉出口の燃焼ガス中のO2量をガス分析やO2メータ等
により測定し、O2の存在の確認または空気比の算出をし
て空気量を調整することにより可能であり、これらによ
って所要の燃焼状態を保持することができる。
木質材料は燃焼炉内で20分間以内で炭化され、排気手段
（例えばファン）により燃焼ガスと共に燃焼炉出口に向
い、さらに後段に水管６が設置されていて燃焼ガスの熱
交換を行い、収塵および排気系統の熱的損傷を防ぐよう
にする。この熱交換により発生した蒸気は付属の他の機
器の動力源して有効利用される。この熱交換により、炉
の出口ガス温度は通常400℃以下まで降下する。この熱
交換の際に、木炭の一部に混入されている少量の未炭化
木質材料は重力沈降により分離され、シールダンパー７
を介して炉外に取り出され、再吹込みファン10により空
気輸送されて再び燃焼炉内に供給される。熱交換を終
り、燃焼ガスと共に燃焼炉外に搬送された木炭はサイク
ロン８により捕集され、シールダンパー７を介してサイ
クロン外に取り出された後、空気を遮断して水槽９内で
直ちに水没冷却される。その後、冷却した木炭の水を切
り、乾燥し、炭素製品として仕上げる。
（例えばファン）により燃焼ガスと共に燃焼炉出口に向
い、さらに後段に水管６が設置されていて燃焼ガスの熱
交換を行い、収塵および排気系統の熱的損傷を防ぐよう
にする。この熱交換により発生した蒸気は付属の他の機
器の動力源して有効利用される。この熱交換により、炉
の出口ガス温度は通常400℃以下まで降下する。この熱
交換の際に、木炭の一部に混入されている少量の未炭化
木質材料は重力沈降により分離され、シールダンパー７
を介して炉外に取り出され、再吹込みファン10により空
気輸送されて再び燃焼炉内に供給される。熱交換を終
り、燃焼ガスと共に燃焼炉外に搬送された木炭はサイク
ロン８により捕集され、シールダンパー７を介してサイ
クロン外に取り出された後、空気を遮断して水槽９内で
直ちに水没冷却される。その後、冷却した木炭の水を切
り、乾燥し、炭素製品として仕上げる。
以上に本発明の好ましい実施態様を述べたが、本発明は
この実施態様に限定されるものではなく、その他の種々
の変形も包含するものである。
この実施態様に限定されるものではなく、その他の種々
の変形も包含するものである。
以下の実施例によって本発明を具体的に説明する。
実施例 １ 第１図に示した本発明の燃焼炉を用いて次のように操作
を行った。
を行った。
木質原料としては解体家屋より発生した廃材を使用し、
この廃材を平均付着水分12％、最大長さ50mm、幅は長さ
の1/3以下に解砕した。この解砕した木質原料はフィー
ダー１により6.3t/時の供給速度で延焼炉２に供給さ
れ、分散用空気供給口５からの吹込み空気により吹き飛
ばされながらストーカー３の奥部に落下する。ストーカ
ー３の載置面積は13m2で、載置面は奥部から原料供給口
に向って移動している。ストーカーの下方から一次空気
ファン11により一次空気が一次空気供給口４を経て供給
される。空気供給量は360Nm3/分で、ストーカー上に供
給された木質原料は激しく浮遊または流動しながら一次
空気および必要により二次空気12により熱分解燃焼す
る。このとき燃焼炉出口における燃焼ガスの空気比は1.
4であり、燃焼炉内の温度は920℃に達し、木質材料は燃
焼が進行して自重の少なくなったものから順次燃焼ガス
と共に燃焼炉の出口の方に搬送される。木質材料の平均
炉内滞留時間は約５分間で、最長約15分間である。生成
した木炭を包含する燃焼ガスは燃焼炉に続く熱交換用の
水管６と接触して熱交換し、炉の出口（７）では345℃
まで温度が下がる。自重の大きい未燃焼木質材料は重力
沈降して出口からシールダンパー７を介して排出され、
再吹込みファン10により再び燃焼炉に送られる。灰分を
含む生成した木炭は燃焼ガスと共に水管の間を通って炉
の出口へ搬送され、サイクロン８により捕集され、空気
を遮断して直ちに水槽９内で水没・冷却される。その
後、木炭を水切りし、燃焼ガスを熱源として熱風乾燥
し、所望の炭素製品を得た。
この廃材を平均付着水分12％、最大長さ50mm、幅は長さ
の1/3以下に解砕した。この解砕した木質原料はフィー
ダー１により6.3t/時の供給速度で延焼炉２に供給さ
れ、分散用空気供給口５からの吹込み空気により吹き飛
ばされながらストーカー３の奥部に落下する。ストーカ
ー３の載置面積は13m2で、載置面は奥部から原料供給口
に向って移動している。ストーカーの下方から一次空気
ファン11により一次空気が一次空気供給口４を経て供給
される。空気供給量は360Nm3/分で、ストーカー上に供
給された木質原料は激しく浮遊または流動しながら一次
空気および必要により二次空気12により熱分解燃焼す
る。このとき燃焼炉出口における燃焼ガスの空気比は1.
4であり、燃焼炉内の温度は920℃に達し、木質材料は燃
焼が進行して自重の少なくなったものから順次燃焼ガス
と共に燃焼炉の出口の方に搬送される。木質材料の平均
炉内滞留時間は約５分間で、最長約15分間である。生成
した木炭を包含する燃焼ガスは燃焼炉に続く熱交換用の
水管６と接触して熱交換し、炉の出口（７）では345℃
まで温度が下がる。自重の大きい未燃焼木質材料は重力
沈降して出口からシールダンパー７を介して排出され、
再吹込みファン10により再び燃焼炉に送られる。灰分を
含む生成した木炭は燃焼ガスと共に水管の間を通って炉
の出口へ搬送され、サイクロン８により捕集され、空気
を遮断して直ちに水槽９内で水没・冷却される。その
後、木炭を水切りし、燃焼ガスを熱源として熱風乾燥
し、所望の炭素製品を得た。
実施例２および３ 表１に示した木質材料および炉を用いて実施例１と同様
にして炭素製品を製造した。
にして炭素製品を製造した。
比較例１〜５ 表１に示した木質材料および炉を用いて従来技術により
炭素製品を製造した。
炭素製品を製造した。
実施例１〜３、比較例１〜５および市販活性炭の物性を
測定した結果を表１に示す。
測定した結果を表１に示す。
表１の結果からわかるように、本発明方法によって製造
された実施例１〜３の炭素製品は比較例１〜５の炭素製
品の比較してエチレンガス吸着率が顕著に高く、また市
販活性炭と比較しても性能上遜色のないことが明らかで
ある。
された実施例１〜３の炭素製品は比較例１〜５の炭素製
品の比較してエチレンガス吸着率が顕著に高く、また市
販活性炭と比較しても性能上遜色のないことが明らかで
ある。
［発明の効果］ 本発明によって得られた炭素製品は従来公知の方法で製
造された炭素製品と比較してガス吸着能等の活性が著し
く高く、しかも本発明方法によれば木質材料は燃焼炉内
で迅速に炭化されるので、生産性が高く、また熱回収手
段を適切に組合せることにより発生した熱量の大部分を
回収して他の付属装置の動力源として使用することがで
きて経済的に大きな利点を有している。また、本発明に
よって得られる炭素製品はそのまま適当な容器に収納保
存するか、または他の材料と組合せて種々の成形品また
はシート製品に成形し、ガス吸着材、水浄化材、脱臭
材、調（吸）湿材、鮮度保持材、農業用資材などに広く
作用することができる。
造された炭素製品と比較してガス吸着能等の活性が著し
く高く、しかも本発明方法によれば木質材料は燃焼炉内
で迅速に炭化されるので、生産性が高く、また熱回収手
段を適切に組合せることにより発生した熱量の大部分を
回収して他の付属装置の動力源として使用することがで
きて経済的に大きな利点を有している。また、本発明に
よって得られる炭素製品はそのまま適当な容器に収納保
存するか、または他の材料と組合せて種々の成形品また
はシート製品に成形し、ガス吸着材、水浄化材、脱臭
材、調（吸）湿材、鮮度保持材、農業用資材などに広く
作用することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法を実施するための装置の概要を示す
図である。 １……フィーダー、２……燃焼炉 ３……ストーカー、４……一次空気供給口 ５……分散用空気供給口、６……水 管 ７……シールダンパー、８……サイクロン ９……水 槽、10……二次空気ファン 11……一次空気ファン、12……二次空気入口 13……排ガスファン
図である。 １……フィーダー、２……燃焼炉 ３……ストーカー、４……一次空気供給口 ５……分散用空気供給口、６……水 管 ７……シールダンパー、８……サイクロン ９……水 槽、10……二次空気ファン 11……一次空気ファン、12……二次空気入口 13……排ガスファン
Claims (1)
- 【請求項１】破砕した木質材料を燃焼炉の下部に設置さ
れたストーカー上に供給し、ストーカーの下方から一次
空気を送入して木質材料を浮遊または流動状態に保持
し、一次空気および必要により燃焼炉内に送入されるそ
の他の空気の合計量を燃焼に必要な理論空気量に対する
燃焼炉内に送入された空気の総量の比が１以上になるよ
うに調整し、木質材料を燃焼炉内で温度600℃以上かつ
滞留時間20分間以内で炭化し、得られた生成物を捕集し
た後、空気を遮断した状態で直ちに冷却することを特徴
とする吸着能の高い炭素製品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178943A JPH0764529B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 吸着能の高い炭素製品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178943A JPH0764529B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 吸着能の高い炭素製品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0230610A JPH0230610A (ja) | 1990-02-01 |
| JPH0764529B2 true JPH0764529B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=16057357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63178943A Expired - Lifetime JPH0764529B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | 吸着能の高い炭素製品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0764529B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010501320A (ja) * | 2006-08-23 | 2010-01-21 | カーボン ソリューションズ インコーポレイテッド | 酸含浸活性化炭素とその形成方法及び使用方法 |
| JP5630849B1 (ja) * | 2013-05-15 | 2014-11-26 | 高砂機器株式会社 | バイオマス炭化炉を備える加熱装置 |
-
1988
- 1988-07-20 JP JP63178943A patent/JPH0764529B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0230610A (ja) | 1990-02-01 |
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