JPH08169707A - 吸着剤用被活性物の活性化方法 - Google Patents

吸着剤用被活性物の活性化方法

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JPH08169707A
JPH08169707A JP6339428A JP33942894A JPH08169707A JP H08169707 A JPH08169707 A JP H08169707A JP 6339428 A JP6339428 A JP 6339428A JP 33942894 A JP33942894 A JP 33942894A JP H08169707 A JPH08169707 A JP H08169707A
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adsorbent
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JP6339428A
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Yoji Hirai
洋司 平井
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HEIYOU SHOJI KK
TAMURATSUKU KK
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HEIYOU SHOJI KK
TAMURATSUKU KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 活性化時間が短時間で高度な吸着性能を有す
る被活性物を得ることのできる吸着剤用被活性物の活性
化方法を得ること。 【構成】 交互に反復して低温及び高温の活性ガス雰囲
気中に被活性物を置き、被活性物に活性ガスの吸熱反応
による低温収縮及び高温膨脹とを施し、被活性物の低温
収縮中に付着吸着した活性ガス及び被活性物の一部を高
温膨脹により被活性物より脱着せしめることよりなる吸
着剤用被活性物の活性化方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吸着剤として用いられ
る被活性物の活性化方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、吸着剤として用いられる被活性物
としては、例えばセルロース材・アクリルニトリル合成
物・リグニン・ピッチ・アスファルト・フェノール材・
石炭・植物若しくはこれらの炭化物又は沸石等がある。
これらの被活性物の活性化方法として、水蒸気・二酸化
炭素又はこれらの混合ガス(以下活性ガスという)で一
定の温度で被活性物に反応させ活性化する方法や、炭素
質原料又は使用済活性炭に乾留処理を施しその後水蒸気
噴霧雰囲気中で通電して活性炭材を賦活する方法(特開
平4−97905公報記載)等がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の活性ガスを用い
る方法は、被活性物の吸着性能と活性化時間は正比例
し、収率は反比例するため、高度な吸着性能を有する被
活性物を得るためには活性反応時間が長くなり、収率が
低下する。本発明は、活性化時間が短時間で高度な吸着
性能を有する被活性物を得ることのできる吸着剤用被活
性物の活性化方法を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】前記目的を達成するために、請求項1の本
発明は、交互に反復して低温及び高温の活性ガス雰囲気
中に被活性物を置き、前記被活性物に前記活性ガスの吸
熱反応による低温収縮及び高温膨脹とを施し、前記被活
性物の低温収縮中に付着吸着した前記活性ガス及び前記
被活性物の一部を高温膨脹により前記被活性物より脱着
せしめることよりなる吸着剤用被活性物の活性化方法に
より解決した。請求項1の吸着剤用被活性物の活性化方
法において、低温及び高温の雰囲気を低温及び高温の活
性ガスを交互に反復して噴霧して得ることができる。請
求項1の吸着剤用被活性物の活性化方法において、低温
及び高温の雰囲気を低温活性ガスを噴霧する低温反応室
と高温活性ガスを噴霧する高温反応室とを設けて得るこ
とができる。そして、高温反応室に外部より加熱を行う
か、高温反応室内の被活性物に外部より通電し、前記被
活性物の電気抵抗による昇温によって加熱を行うことが
できる。請求項1の吸着剤用被活性物の活性化方法にお
いて、被活性物に外部より通電し、前記被活性物の電気
抵抗による昇温によって加熱を行って活性ガスを前記被
活性物より脱着せしめた後、前記通電を停止して前記活
性ガスの吸熱反応によって前記被活性物を降温せしめる
ことができる。前記の吸着剤用被活性物の活性化方法に
おいて、被活性物としてセルロース材・アクリルニトリ
ル合成物・リグニン・ピッチ・アスファルト・フェノー
ル材・石炭・植物材又はこれらの炭化物を用いることが
できる。前記の吸着剤用被活性物の通電を用いない活性
化方法において、被活性物として沸石を用いることがで
きる。前記の吸着剤用被活性物の活性化方法において、
活性ガスとして水蒸気・二酸化炭素又はこれらの混合ガ
スを用いることができる。
【0005】本発明の吸着剤用被活性物の活性化方法に
おいて、高温反応室に外部より加熱を行うには、限定は
なく例えば、電気ヒーター、電磁加熱、高周波加熱又は
輻射加熱等が用いられる。本発明の吸着剤用被活性物の
活性化方法において、交互に反復して低温及び高温の活
性ガスの温度差は100℃以上であるのが望ましい。本
発明の吸着剤用被活性物の活性化方法において用いられ
る装置としては、流動層炉・ロータリーキルン又は箱型
炉等があり、被活性物の種類によって選択される。
【0006】
【作用】本発明の吸着剤用活性化方法による被活性物に
対する作用については、凡そ下記によるものと思われ
る。被活性物の主たる組成は、C、H、O、N、S、
(C10(CN)[(C
(OH)(CH)]、W2n
等のいずれか又はそれらの組合わせよりなっている。こ
れらの炉内の反応は、 C+HO→CO+H−31.14Kcal C+CO →2CO−40.79Kcal C+O →CO+94.03Kcal C+1/2O →CO+26.62Kcal で表され、これらの反応は全て一旦被活性物にHO、
CO、Oが吸着されてから反応が生起するが、この
吸着は炉内の温度が低い時に起こりやすく、脱着は温度
が高い時に起こりやすい。そこで、被活性物を低温と高
温とを反復して活性ガス中に置くと、高温被活性物に対
して低温被活性物の細孔には10倍以上の確率で活性ガ
スが吸着し、低温被活性物が高温になると活性ガス及び
被活性物の一部は高温膨脹により被活性物より脱着し、
吸着→脱着→吸着・・・を経て活性化を促進するように
作用し、活性化時間が大幅に短縮され、高度な吸着性能
を有する被活性物を得ることができる。図5は被活性物
1と活性ガスの反応を模式的に示したもので、(a)に
示す低温収縮時には、被活性物1にHO、CO、O
が吸着され、(b)に示す高温膨脹時には、CO、C
、CO+Hが被活性物1から脱着し、多数の細穴
37が残って活性化が促進される。
【0007】被活性物を低温と高温とを反復して活性ガ
ス中に置くには、低温及び高温の活性ガスを交互に反復
して噴霧するとか、低温活性ガスを噴霧する低温反応室
と高温活性ガスを噴霧する高温反応室とを設けとか、被
活性物に外部より通電して昇温によって加熱を行った後
通電を停止して降温せしめるとかによることができる
が、被活性物の種類に応じて選択することにより、効率
良く高度な吸着性能を有する被活性物を得ることができ
る。
【0008】
【実施例】本発明の吸着剤用被活性物の活性化方法を図
面を参照して説明する。図1は、本発明の活性化方法に
使用される流動層炉の一例の断面正面略図である。図2
は、本発明の活性化方法に使用されるロータリーキルン
の一例の断面正面略図である。図3は、本発明の活性化
方法に使用されるロータリーキルンの他の例の断面正面
略図である。図4は、本発明の活性化方法に使用される
箱型炉の一例の断面正面略図である。図5は、本発明の
活性化方法における被活性物と活性ガスの反応(a)低
温収縮時(b)高温膨脹時を示す模式図である。
【0009】図1において、流動層炉の反応室2は、頂
部の球面状に続き下方円筒状の炉壁14と、炉壁14頂
部に固着された排気管11と、炉壁14下部に未処理の
被活性物1を導入する導管13と活性化処理済みの被活
性物1を搬出する搬出管10と、導管13及び搬出管1
0の下部に低温活性ガス5を導入する低温ガス管4と高
温活性ガス7を導入する高温ガス管8と、導管13及び
搬出管10と各ガス管4、8との中間位置に周囲炉壁1
4に水平に広がった格子状の仕切り格子6と、炉壁14
頂部の排気管11取入れ口を覆うマスク9と、導管13
端末近傍及び搬出管10出口近傍に加圧水蒸気を導入す
る水蒸気管3、3とよりなっている。
【0010】流動層炉を用いた活性化方法において、反
応室2内は先ず高温ガス管8と仕切り格子6を経て噴霧
される高温活性ガス7により1000℃の高温雰囲気が
一定時間保持された後、高温ガス管8を遮断して低温ガ
ス管4と仕切り格子6を経て噴霧される低温活性ガス5
により800℃の低温雰囲気が一定時間保持され、反応
室2内に収容された被活性物1は高温及び低温雰囲気に
交互に反復して置かれる。この場合、高温雰囲気に置か
れた被活性物1は、流動しながら900℃に昇温し膨脹
脱着反応を生起し一定時間保持された後、低温雰囲気に
置かれて流動しながら900℃から800℃に降温し、
収縮吸着反応を生起して活性化が進み一定時間保持され
る。その後同様な方法により再び反応室2内を高温雰囲
気にすると被活性物1は、膨脹し吸着していた活性ガス
を脱着し、その後は前記と同様に高温及び低温雰囲気に
交互に繰返して活性化が促進される。被活性物1を反応
室2内に搬入するには、導管13内の未処理の被活性物
1に水蒸気管3よりの加圧水蒸気の導入によって行い、
被活性物1を反応室2外に搬出するには、処理済み被活
性物1を導管13及び搬出管10の水蒸気管3、3より
の加圧水蒸気の導入によって行う。被活性物1が繊維状
の場合の搬入、搬出には前記した装置によらず、ローラ
ーコンベア等を用いて行うことができる。高温及び低温
の活性ガスの排気は、マスク9で濾過されて排気管11
を経て排出される。被活性物1を活性化するため高温及
び低温雰囲気を交互に繰返す反復時間は、被活性物の形
状、種類によって選択されるが、4〜30メッシュの被
活性物で1〜3分が望ましい。この方法による活性化
は、従来の一定温度下における方法の3〜10倍の速度
で達成可能である。
【0011】図2において、ロータリーキルン15は、
基台23上に直立する支持腕24、24で支持され駆動
源(図示省略)によってローター回転方向Xに回転可能
とされた円筒状の平行するローター20、20上に載置
されてロータリーキルン回転方向Yに回転可能とされた
円筒状の炉壁14と、炉壁14内壁に間隔をおいて突設
され先端鍵型に曲折した複数の掻揚げ羽19と、炉壁1
4内を低温反応室16と高温反応室17に上下二分し炉
壁14の回転と独立に固定して保持され僅かな勾配を有
する仕切り板18と、低温反応室16内に開口されてい
る低温ガス管4及び排気管11と、高温反応室17内に
開口されている高温ガス管8及び排気管11とよりなっ
ている。仕切り板18の勾配は、低温反応室16内の被
活性物1が被活性物移動方向Zに移動可能な最小限とさ
れている。
【0012】ロータリーキルン15を用いた活性化方法
において、炉壁14と仕切り板18とによって囲繞され
た高温反応室17は、高温ガス管8から噴霧される高温
ガスによって常に1000℃の高温雰囲気に保持されて
いる。一方、炉壁14と仕切り板18とによって囲繞さ
れた低温反応室16は、低温ガス管4から噴霧される低
温ガスによって常に800℃の低温雰囲気に保持されて
いる。高温反応室17内にある被活性物1は、高温雰囲
気によって900℃に昇温し膨脹脱着反応を生起しつ
つ、炉壁6のロータリーキルン回転方向Yの回転に伴っ
て掻揚げ羽19によって高温反応室17内から低温反応
室16内に掻揚げられ、掻揚げ羽19の上昇につれて仕
切り板18の上流部に落下し、仕切り板18の勾配に沿
って被活性物移動方向Zに移動し仕切り板18最下端に
達した後、下降してきた空の掻揚げ羽19によって、掻
取られて高温反応室17に移動する。この場合、低温反
応室16内の掻揚げ羽19から仕切り板18最下端まで
移動中に、低温反応室16内の低温活性ガスと被活性物
1との吸熱反応により800℃に降温し収縮吸着反応を
生起して活性化が進み、炉壁14のロータリーキルン回
転方向Yの回転に伴って被活性物1にたいし高温の膨脹
脱着反応と低温の収縮吸着反応とが反復して生起するた
め活性化が促進される。被活性物1を反応室内に搬入及
び搬出するには、通常のスクリューコンベア等を用い
る。高温及び低温の活性ガスの排気は、排気管11、1
1を経て排出される。被活性物1を活性化するため高温
及び低温雰囲気を交互に繰返す反復時間と、活性化の速
度は、前記した図1の流動層炉を用いた場合と同様であ
る。
【0013】図3において、ロータリーキルン15は、
図2について説明したロータリーキルンにおいて、高温
反応室内の高温ガス管と排気管を廃し、掻揚げ羽を外部
より通電した通電掻揚げ羽とし、被活性物の電気抵抗に
よる昇温によって加熱を行うとした他は図2と同様の構
造としてある(対応する要素は同一符号で示した)。高
温反応室17内にある一定の通電性を有する被活性物1
は、通電掻揚げ羽21からの通電による電気抵抗発熱に
より900℃に昇温し膨脹脱着反応を生起しつつ、炉壁
6のロータリーキルン回転方向Yの回転に伴って掻揚げ
羽21によって高温反応室17内から低温反応室16内
に掻揚げられ、通電掻揚げ羽21の上昇につれて仕切り
板18の上流部に落下し、仕切り板18の勾配に沿って
被活性物移動方向Zに移動し仕切り板18最下端に達し
た後、下降してきた空の通電掻揚げ羽21によって、掻
取られて高温反応室17に移動する。この場合、低温反
応室16内の通電掻揚げ羽21から仕切り板18最下端
まで移動中に、低温反応室16内の低温活性ガスと被活
性物1との吸熱反応により800℃に降温し収縮吸着反
応を生起し活性化が進み、炉壁6のロータリーキルン回
転方向Yの回転に伴って被活性物1にたいして、高温の
膨脹脱着反応と低温の収縮吸着反応とが反復して生起す
るため活性化が促進される。その他、被活性物1の反応
室内への搬入及び搬出、高温及び低温の活性ガスの排
気、被活性物1を活性化するための繰返す反復時間及び
速度等は前記した図2に示すロータリーキルンを用いた
場合と同様である。
【0014】図4において、箱型炉22は炉壁14、1
4、14、14と仕切り壁25、25、25で隔絶され
た上流側より一次炭化反応室28、二次炭化反応室2
9、活性反応室30、水槽室31と連設してなってい
る。一次炭化反応室28及び二次炭化反応室29には上
下一対の送りローラー26、活性反応室30には複数対
の通電ローラー27、水槽室31には水33が張られ表
面に2本内部1本のガイドローラー32、水槽室31の
下流側に間隔を置いた2対の送出しローラー34、34
が配設され、各ローラーのニップ面が同一水平面に置か
れるようにされている。送出しローラー34、34間に
は鉛直方向のカッター送り方向Wに上下可能なカッター
36が設けられている。一次炭化反応室28、二次炭化
反応室29及び活性反応室30には、外部より低温活性
ガスを供給噴霧するための低温ガス管4、4、4と、排
気ガスを外部に排出するための排気管11、11、11
がそれぞれ取付けられている。
【0015】箱型炉22を用いた活性化方法において、
一次炭化反応室28は低温ガス管4から噴霧される低温
活性ガスにより300〜400℃の雰囲気温度に、二次
炭化反応室29は低温ガス管4から噴霧される低温活性
ガスにより500〜700℃の雰囲気温度に、活性反応
室30は低温ガス管4から噴霧される低温活性ガスによ
り800℃の雰囲気温度にそれぞれ保持されている。繊
維状被活性物1aを一次炭化反応室28の上流側より送
りローラー26によって繊維状被活性物送り方向Pに送
込み、300〜400℃の雰囲気温度に置かれた繊維状
被活性物1aは脱水脱酸等の一次熱分解を生起する。つ
いで、繊維状被活性物1aは二次炭化反応室29の上流
側より送りローラー26によって送込まれ、500〜7
00℃の雰囲気温度に置かれて炭化され、一定の通電性
を有する繊維状炭化物が得られる。二次炭化反応室29
で炭化された繊維状被活性物1aは、活性反応室30に
二次炭化反応室29の下流側より送りローラー26によ
って送込まれるが、通過する複数対の通電ローラー27
からの通電による電気抵抗発熱で900℃に昇温して膨
脹脱着反応が生起する。この電気抵抗発熱を一定時間保
持した後、通電ローラー27の通電を停止することによ
り、繊維状被活性物1aは活性反応室30内の低温活性
ガスとの吸熱反応により800℃に降温し、収縮吸着反
応が生起し活性化が促進される。
【0016】ついで、繊維状被活性物1aはガイドロー
ラー32の案内によって水槽室31内の水33で冷却さ
れた後、送出しローラー34、34によって送出される
途上でカッター36が一定送り毎にカッター送り方向W
に下降して所定長に裁断して活性繊維状製品35が得ら
れ、製品送出し方向Qに落下整列される。繊維状被活性
物1aを冷却するのには、水によらず不活性低温ガスに
よってもよい。繊維状被活性物1aを活性化するため通
電による電気抵抗発熱で膨脹した後、通電停止により降
温し活性ガスを吸着し収縮する反応を交互に繰返す反復
時間は、30分以内が望ましい。この方法による活性化
は、従来の一定温度下における方法の3倍以上の速度で
達成可能である。
【0017】
【発明の効果】本発明の吸着剤用被活性物の活性化方法
によれば、活性化時間が大幅に短縮され、高度な吸着性
能を有する被活性物を得ることができる。また、本発明
の吸着剤用被活性物の活性化方法により、被活性物を低
温と高温とを反復して活性ガス中に置く各種の方法を被
活性物の種類に応じて選択することにより、効率良く高
度な吸着性能を有する被活性物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の活性化方法に使用される流動層炉の一
例の断面正面略図である。
【図2】本発明の活性化方法に使用されるロータリーキ
ルンの一例の断面正面略図である。
【図3】本発明の活性化方法に使用されるロータリーキ
ルンの他の例の断面正面略図である。
【図4】本発明の活性化方法に使用される箱型炉の一例
の断面正面略図である。
【図5】本発明の活性化方法における被活性物と活性ガ
スの反応(a)低温収縮時(b)高温膨脹時を示す模式
図である。
【符号の説明】 1 被活性物 1a繊維状被活性物 2 反応室 3 水蒸気管 4 低温ガス管 5 低温活性ガス 6 仕切り格子 7 高温活性ガス 8 高温ガス管 9 マスク 10 搬出管 11 排気管 12 排ガス 13 導管 14 炉壁 15 ロータリーキルン 16 低温反応室 17 高温反応室 18 仕切り板 19 掻揚げ羽 20、20 ローター 21 通電掻揚げ羽 22 箱型炉 23 基台 24、24 支持腕 25 仕切り壁 26 送りローラー 27 通電ローラー 28 一次炭化反応室 29 二次炭化反応室 30 活性反応室 31 水槽室 32 ガイドローラー 33 水 34、34 送出しローラー 35 活性繊維状製品 36 カッター 37 細穴 P 繊維状被活性物送り方向 Q 製品送出し方向 W カッター送り方向 X ローター回転方向 Y ロータリーキルン回転方向 Z 被活性物移動方向

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交互に反復して低温及び高温の活性ガス
    雰囲気中に被活性物を置き、前記被活性物に前記活性ガ
    スの吸熱反応による低温収縮及び高温膨脹とを施し、前
    記被活性物の低温収縮中に付着吸着した前記活性ガス及
    び前記被活性物の一部を高温膨脹により前記被活性物よ
    り脱着せしめることよりなることを特徴とする吸着剤用
    被活性物の活性化方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の吸着剤用被活性物の活
    性化方法において、低温及び高温の雰囲気を低温及び高
    温の活性ガスを交互に反復して噴霧して得ることを特徴
    とする吸着剤用被活性物の活性化方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の吸着剤用被活性物の活
    性化方法において、低温及び高温の雰囲気を低温活性ガ
    スを噴霧する低温反応室と高温活性ガスを噴霧する高温
    反応室とを設けて得ることを特徴とする吸着剤用被活性
    物の活性化方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の吸着剤用被活性物の活
    性化方法において、高温反応室に外部より加熱を行うこ
    とを特徴とする吸着剤用被活性物の活性化方法。
  5. 【請求項5】 請求項3に記載の吸着剤用被活性物の活
    性化方法において、高温反応室内の被活性物に外部より
    通電し、前記被活性物の電気抵抗による昇温によって加
    熱を行うことを特徴とする吸着剤用被活性物の活性化方
    法。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載の吸着剤用被活性物の活
    性化方法において、被活性物に外部より通電し、前記被
    活性物の電気抵抗による昇温によって加熱を行って活性
    ガスを前記被活性物より脱着せしめた後、前記通電を停
    止して前記活性ガスの吸熱反応によって前記被活性物を
    降温せしめることを特徴とする吸着剤用被活性物の活性
    化方法。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の吸着剤
    用被活性物の活性化方法において、被活性物としてセル
    ロース材・アクリルニトリル合成物・リグニン・ピッチ
    ・アスファルト・フェノール材・石炭・植物材又はこれ
    らの炭化物を用いることを特徴とする吸着剤用被活性物
    の活性化方法。
  8. 【請求項8】 請求項1〜4のいずれかに記載の吸着剤
    用被活性物の活性化方法において、被活性物として沸石
    を用いることを特徴とする吸着剤用被活性物の活性化方
    法。
  9. 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載の吸着剤
    用被活性物の活性化方法において、活性ガスとして水蒸
    気・二酸化炭素又はこれらの混合ガスを用いることを特
    徴とする吸着剤用被活性物の活性化方法。
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