JPH11199215A - Production of activated carbon from refuse-derived fuel - Google Patents
Production of activated carbon from refuse-derived fuelInfo
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- JPH11199215A JPH11199215A JP9368388A JP36838897A JPH11199215A JP H11199215 A JPH11199215 A JP H11199215A JP 9368388 A JP9368388 A JP 9368388A JP 36838897 A JP36838897 A JP 36838897A JP H11199215 A JPH11199215 A JP H11199215A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、可燃性ごみまた
は廃棄物固形燃料（ＲＤＦ）からの活性炭の製造方法に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing activated carbon from combustible waste or solid waste fuel (RDF).
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、一般廃棄物（ごみ）から可燃
ごみを選別回収し、これを減容・成形して固形燃料とす
る技術が多々開発されている。そして、この廃棄物固形
燃料は、これを燃焼ボイラーで燃焼して、発電などに利
用されている。この可燃ごみは種々雑多なものからな
り、特にこの中にプラスチック類が含まれている。プラ
スチックの中でも塩化ビニールが比較的多く含まれてい
ることが多い。この塩化ビニール系のプラスチックは減
容成形過程で半溶融させることから成形物を得るのに好
都合である。この廃棄物固形燃料は成分がぼぼ均質であ
ることから、これを燃焼ボイラーなどで燃焼させると、
可燃ごみを直接燃焼させる場合に比べて、安定した燃焼
が得られるというメリットがある。一方、塩化ビニール
系のプラスチックはその燃焼時に多量の塩素ガスを発生
し、この塩素ガスが燃焼排ガス中に含有されて排出され
ることとなる。このような塩素ガスを含む燃焼排ガスは
通常、排ガス処理装置により処理される。すなわち消石
灰を供給して塩素ガスを中和し捕集するようになってい
る。したがって、多量な塩素の発生は多量な消石灰が必
要となり、そのため排ガス処理装置が大型化して設備費
が増大するとともに、ランニングコストが嵩むこととな
る。また、燃焼炉や排ガス処理装置までの配管は、多量
の塩素ガスで晒されることになるので、腐食の進行が早
い。また塩素ガスは冷却過程で、再凝縮・結晶化して配
管内へ付着・成長して固形物を形成し、ひいては、配管
閉塞トラブルを発生し、長期安定運転を阻害するという
問題もある。2. Description of the Related Art Conventionally, many techniques have been developed for selectively collecting combustible waste from general waste (garbage), reducing the volume of the combustible waste, and forming it into a solid fuel. The waste solid fuel is burned in a combustion boiler and used for power generation and the like. This combustible waste is composed of various miscellaneous materials, and particularly contains plastics. Plastics often contain relatively large amounts of vinyl chloride. This vinyl chloride-based plastic is convenient for obtaining a molded product because it is partially melted in a volume reduction molding process. This solid waste fuel is almost homogeneous in composition, so if you burn it with a combustion boiler,
There is an advantage that stable combustion can be obtained compared to the case where combustible waste is directly burned. On the other hand, vinyl chloride-based plastic generates a large amount of chlorine gas during its combustion, and this chlorine gas is contained in the combustion exhaust gas and discharged. Such combustion exhaust gas containing chlorine gas is usually treated by an exhaust gas treatment device. That is, slaked lime is supplied to neutralize and collect chlorine gas. Therefore, the generation of a large amount of chlorine requires a large amount of slaked lime, which increases the size of the exhaust gas treatment device, increases the equipment cost, and increases the running cost. Further, the piping to the combustion furnace and the exhaust gas treatment device is exposed to a large amount of chlorine gas, so that the corrosion progresses quickly. Further, in the cooling process, chlorine gas is recondensed and crystallized, and adheres and grows in the pipe to form a solid substance. As a result, there is a problem that a pipe blockage trouble occurs and a long-term stable operation is hindered.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】最近では、廃棄物固形
燃料から活性炭を製造する方法も提案がなされている
が、この場合でも吸着能力の点で充分満足するに至って
いない。また 活性炭は原料として植物系では木材、鋸
屑、ヤシ殻、ピートモスなど、鉱物系では、石炭、石油
コークス、石油ピッチなどから製造されたものが用いら
れている。活性炭の細孔構造を発生させるためには、水
蒸気などのガスを用いたガス賦活法と、塩化亜鉛などを
用いた薬品賦活法の２つに分類される。活性炭の細孔構
造は、原料に大きく依存するものであり、その原料が目
的の細孔構造をもつ活性炭として利用できるためには、
その原料の品質、コストまたはその原料を大量に入手す
ることができるかなどが大きな検討条件となる。従来技
術では、活性炭の細孔構造が原料に大きく依存するため
に良質な活性炭の原料はかなり限られてくる。また、通
常活性炭の細孔構造は、マクロ孔、メソ孔、ミクロ孔に
分類することができるが、マクロ孔の細孔直径は５００
オングストローム以上の細孔、メソ孔は５００〜２０オ
ングストローム、ミクロ孔は２０オングストローム以下
の細孔と言われており、そして、活性炭の比表面積はミ
クロ孔が発達しているほど大きいと言われている。排ガ
ス中に含まれる有害塩素化合物を活性炭吸着する場合、
ミクロ孔で比表面積の大きいものが除去効率が高いと言
われている。その理由は該化合物の粒子（分子）径が小
さいことによる。また、活性炭化に際しては、熱エネル
ギーを別途必要とすることになる。したがって、エネル
ギー消費型であり、製造コストが高くつくばかりか地球
資源の枯渇、環境破壊につながるもという問題もある。Recently, a method for producing activated carbon from solid waste fuel has been proposed, but even in this case, the adsorption capacity has not yet been sufficiently satisfied. Activated carbon is used as a raw material in plants, such as wood, sawdust, coconut shell, and peat moss, and in minerals, coal, petroleum coke, and oil pitch. In order to generate the pore structure of activated carbon, it is classified into two methods, a gas activation method using a gas such as steam and a chemical activation method using zinc chloride or the like. The pore structure of activated carbon greatly depends on the raw material, and in order for the raw material to be usable as activated carbon having the desired pore structure,
The major considerations are the quality and cost of the raw material and whether the raw material can be obtained in large quantities. In the prior art, the quality of the activated carbon raw material is considerably limited because the pore structure of the activated carbon greatly depends on the raw material. Also, the pore structure of activated carbon can be generally classified into macropores, mesopores, and micropores.
It is said that pores larger than Angstroms, mesopores are pores of 500 to 20 Angstroms, micropores are pores smaller than 20 Angstroms, and the specific surface area of activated carbon is said to be larger as micropores are developed. . When activated carbon adsorbs harmful chlorine compounds contained in exhaust gas,
It is said that micropores having a large specific surface area have high removal efficiency. The reason is that the particle (molecular) diameter of the compound is small. In addition, heat energy is separately required for activated carbonization. Therefore, it is an energy-consuming type, and there is a problem that not only the production cost is high but also global resources are depleted and the environment is destroyed.
【０００４】この発明は、上記のような問題を解決する
ためになしたものであり、廃棄物固形燃料を原料とする
熱分解ガス化溶融システムと結び付けることによって、
活性炭を大量かつ安価に入手するとともに、有害物質の
吸着除去特にダイオキシン類に有効な固形廃棄物固形燃
料からの活性炭の製造方法を提供するものである。[0004] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by combining with a pyrolysis gasification and melting system using a solid waste fuel as a raw material,
An object of the present invention is to provide a method for producing activated carbon from solid waste solid fuel, which is effective in removing activated carbons in large quantities and at low cost and effectively removing and removing harmful substances, especially for dioxins.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明に係る廃棄物固
形燃料から活性炭の製造方法は、廃棄物固形燃料を熱分
解して炭化物とし、この炭化物を酸により液相酸化した
後、水蒸気によるガス賦活するようにしたことである。
また、前記酸が硝酸または硫酸である。According to the method of the present invention for producing activated carbon from solid waste fuel, the solid fuel waste is thermally decomposed into carbides, the carbides are oxidized in the liquid phase by an acid, and then gaseous by steam. It is to be activated.
Further, the acid is nitric acid or sulfuric acid.
【０００６】また、廃棄物固形燃料を炭化炉で熱分解し
て炭化物とし、この炭化物を酸処理装置により液相酸化
した後、ガス賦活装置に導いて水蒸気によりガス賦活し
て活性炭とし、前記熱分解炉での廃棄物固形燃料の熱分
解による炭化の過程で発生する熱分解ガスを溶融炉に導
いて燃焼するとともに該熱分解ガス中の飛灰を溶融して
溶融スラグとして回収し、前記溶融炉からの燃焼排ガス
を廃熱ボイラに導いて熱回収し、前記ガス賦活装置のガ
ス賦活用の水蒸気として前記熱回収により得られた水蒸
気の一部を使用するとともに、さらに、前記燃焼ガスを
排ガス処理装置に導いてその中の未溶融の飛灰および有
害物質を除去するようにしたことである。[0006] Further, the solid fuel waste is pyrolyzed in a carbonization furnace to form carbides, and the carbides are oxidized in a liquid phase by an acid treatment device, and then guided to a gas activation device to be gas-activated by steam to form activated carbon. The pyrolysis gas generated in the process of carbonization by pyrolysis of the waste solid fuel in the cracking furnace is guided to the melting furnace for combustion, and the fly ash in the pyrolysis gas is melted and collected as molten slag, The flue gas from the furnace is guided to a waste heat boiler to recover heat, and a part of the steam obtained by the heat recovery is used as steam for gas activation of the gas activation device. That is, it leads to a processing device to remove unmelted fly ash and harmful substances therein.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１に基づいて、さらに詳細に説明する。図１において、
１は廃棄物固形燃料を熱分解（炭化）する炭化炉で、例
えば図示の場合流動床式熱分解炉であるが、流動床式の
他にロータリキルンなどを用いることができる。流動床
式熱分解炉１は、燃焼空気ファン５からの空気が蒸気ヒ
ータ６により加熱され、加熱された熱風が供給されると
ともに、後述する清浄ガス（空気）が流動化用として供
給される。廃棄物固形燃料はホッパ２、搬送コンベヤ３
および定量供給機４を経て流動床式熱分解炉１に投入さ
れる。廃棄物固形燃料は後述する清浄ガス循環ファン２
２からの清浄ガスにより流動化されるとともに燃焼空気
ファン５、蒸気ヒータ６により加熱された熱風により加
熱されながら、しかも低酸素雰囲気下で熱分解により炭
化される。Embodiments of the present invention will be described below in more detail with reference to FIG. In FIG.
Reference numeral 1 denotes a carbonization furnace for pyrolyzing (carbonizing) waste solid fuel. For example, in the illustrated case, a fluidized bed type pyrolysis furnace is used. In addition to a fluidized bed type, a rotary kiln can be used. In the fluidized bed pyrolysis furnace 1, the air from the combustion air fan 5 is heated by the steam heater 6, and the heated hot air is supplied, and a clean gas (air) described later is supplied for fluidization. Waste solid fuel is hopper 2, conveyor 3
Then, it is charged into the fluidized bed type pyrolysis furnace 1 via the quantitative feeder 4. The waste solid fuel is supplied to a clean gas circulation fan 2 described later.
2 while being heated by the hot air heated by the combustion air fan 5 and the steam heater 6, and carbonized by thermal decomposition in a low oxygen atmosphere.
【０００８】７は炭化物の排出用スクリューフィーダ、
８は振動篩などの選別機、９は炭化物貯溜ホッパであ
る。選別機８は多孔板形式のもので、該多孔板上のもの
は炭化物貯溜ホッパ９に溜められ、該多孔板下の流動媒
体は流動床式熱分解炉１へ還流される。１０は酸処理装
置、１１はガス賦活装置、１２は熱分解ガスの溶融炉
で、溶融用燃料と蒸気ヒータ６により加熱された熱風が
供給される。１３は溶融スラグの水砕ピット、１４は前
記排ガスにより蒸気を発生させる排熱ボイラー、１５は
蒸気タービン、１６は排ガス処理装置で、排ガス冷却搭
１７、バグフィルタ１８および消石灰供給機１９により
構成される。２０は清浄ガスの誘引排風機、２１は煙
突、２２は清浄ガスの一部を熱分解炉１に供給するする
清浄ガス循環ファン、２３は溶融飛灰バンカである。[0008] 7 is a screw feeder for discharging carbide,
8 is a sorter such as a vibrating sieve, and 9 is a carbide storage hopper. The sorter 8 is of a perforated plate type, the one on the perforated plate is stored in a carbide storage hopper 9, and the fluid medium under the perforated plate is returned to the fluidized bed pyrolysis furnace 1. Reference numeral 10 denotes an acid treatment device, 11 denotes a gas activation device, and 12 denotes a pyrolysis gas melting furnace, to which a fuel for melting and hot air heated by the steam heater 6 are supplied. 13 is a granulated pit of molten slag, 14 is a waste heat boiler for generating steam by the exhaust gas, 15 is a steam turbine, 16 is an exhaust gas treatment device, which is constituted by an exhaust gas cooling tower 17, a bag filter 18 and a slaked lime feeder 19. You. Reference numeral 20 denotes a clean gas induction exhaust fan, reference numeral 21 denotes a chimney, reference numeral 22 denotes a clean gas circulation fan for supplying a part of the clean gas to the pyrolysis furnace 1, and reference numeral 23 denotes a molten fly ash bunker.
【０００９】廃棄物固形燃料を流動床式熱分解炉１に投
入する。ここで、廃棄物固形燃料は、流動床式熱分解炉
１内の低酸素雰囲気と蒸気ヒータ６からの熱風による直
接加熱により、熱分解し炭化される。前記廃棄物固形燃
料の熱分解による炭化の過程で、（塩素分を含む）熱分
解ガスが発生する。前記において熱分解ガスとは炭化水
素系のガスのことであり、さらに塩素分（塩素ガス、塩
化水素および塩化物）を含むものである。前記熱分解ガ
スを飛灰とともに溶融炉１２に導き、ここで燃料の補給
と蒸気ヒータ６により加熱された熱風の供給による高温
雰囲気下で熱分解ガス中の可燃性ガス（炭化水素系ガ
ス）を燃焼させる。これにより、熱分解ガス中の飛灰は
溶融スラグ化し、該溶融スラグは水砕ピット１３より回
収される。回収された溶融スラグはセメント骨材、焼成
タイル、路盤材などに有効利用される。一方、溶融炉１
２の燃焼排ガスは、廃熱ボイラー１４に供給され水蒸気
を発生させた後、排ガス処理装置１６に導かれ処理され
る。すなわち、水蒸気は発電装置１５に供給して電力を
発生させ、またそのままで加熱用などに利用される。A solid waste fuel is charged into a fluidized bed pyrolysis furnace 1. Here, the waste solid fuel is thermally decomposed and carbonized by direct heating with a low oxygen atmosphere in the fluidized bed type pyrolysis furnace 1 and hot air from the steam heater 6. In the process of carbonization by thermal decomposition of the waste solid fuel, a pyrolysis gas (including chlorine) is generated. In the above description, the pyrolysis gas is a hydrocarbon-based gas and further contains chlorine (chlorine gas, hydrogen chloride and chloride). The pyrolysis gas is led to the melting furnace 12 together with fly ash, where the flammable gas (hydrocarbon-based gas) in the pyrolysis gas is converted under a high temperature atmosphere by refueling and supplying hot air heated by the steam heater 6. Burn. As a result, the fly ash in the pyrolysis gas is converted into molten slag, and the molten slag is collected from the granulation pit 13. The recovered molten slag is effectively used for cement aggregate, fired tile, roadbed material, etc. On the other hand, melting furnace 1
After the combustion exhaust gas of No. 2 is supplied to the waste heat boiler 14 to generate steam, it is guided to an exhaust gas treatment device 16 and processed. That is, the steam is supplied to the power generator 15 to generate electric power, and is used as it is for heating or the like.
【００１０】溶融炉１２からの飛灰が除かれた燃焼排ガ
スは、排ガス冷却搭１７により降温後、バグフィルタ１
８に導かれ、その中の一部未溶融の飛灰が捕集され、さ
らに塩素分が消石灰添加機１９より供給される消石灰に
より中和されて捕集され、清浄ガスは誘引排風機２０に
より誘引され煙突２１を経て大気に放出される。ここ
で、清浄ガスの一部は、清浄ガス循環ファン２２により
流動床式熱分解炉１に供給され、廃棄物固形燃料の流動
化用として使用される。なお、バグフィルタ１８で捕集
された中和された塩化カルシュウムを含んだダストは、
常法によりセメント固化、キレート処理など適正（無害
化）処理される。[0010] The combustion exhaust gas from which the fly ash from the melting furnace 12 has been removed is cooled by an exhaust gas cooling tower 17 and then cooled by a bag filter 1.
8, a part of unmelted fly ash is collected, chlorine is neutralized and collected by slaked lime supplied from slaked lime adding machine 19, and clean gas is collected by induced exhaust fan 20. It is attracted and released to the atmosphere via the chimney 21. Here, a part of the clean gas is supplied to the fluidized bed pyrolysis furnace 1 by the clean gas circulation fan 22 and is used for fluidizing waste solid fuel. The dust containing the neutralized calcium chloride collected by the bag filter 18 is:
Appropriate (detoxification) treatment such as cement solidification and chelate treatment is carried out by a conventional method.
【００１１】一方、流動床式熱分解炉１で熱分解によっ
て炭化された炭化物（固形チャー）は、排出用スクリュ
ーフィーダ７により、選別機８に送られ、多孔板上を経
て炭化物貯溜ホッパ９に貯められる。なお、多孔板下の
流動媒体は流動床式熱分解炉１に戻される。次いで、炭
化物貯溜ホッパ９からの炭化物は酸処理装置１０に投入
され、沸騰状態の硝酸水溶液（酸規定度６Ｎ以下）中で
酸化処理され、表面改質される。すなわち、炭化物表面
の含酸素官能基（細孔構造が大幅に発達する）を増加さ
せるとともに、炭化物を膨潤させる作用が発揮される。
なお、酸規定度が６Ｎを超えると、炭化物の表面が溶け
ることによる。前記表面改質された炭化物は、ガス賦活
装置１０に充填され、ここで水蒸気を用いたガス賦活に
より活性炭化される。ここで、通常の炭素（Ｃ）の開裂
だけでなく、前記含酸素官能基の開裂が促進されるとと
もに膨潤に伴う、炭化物の構造がほぐされて細孔化が顕
著となる。この場合の賦活は廃熱ボイラ１４からの水蒸
気を供給する。また、ガス賦活に際し、ガス賦活装置１
０内の温度を高温（６００℃〜１０００℃）に維持する
ために外熱する。この外熱はガス賦活装置１０の外部に
設けた電気ヒータ（図示省略）により加熱する。電気ヒ
ータは発電装置１４からの電力を利用する。On the other hand, the carbide (solid char) carbonized by pyrolysis in the fluidized bed pyrolysis furnace 1 is sent to a separator 8 by a discharge screw feeder 7, passes through a perforated plate to a carbide storage hopper 9. Can be saved. The fluid medium below the perforated plate is returned to the fluidized bed pyrolysis furnace 1. Next, the carbide from the carbide storage hopper 9 is introduced into the acid treatment device 10 and oxidized in a boiling nitric acid aqueous solution (acid normality of 6 N or less) to modify the surface. That is, the effect of increasing the oxygen-containing functional groups (the pore structure is greatly developed) on the carbide surface and swelling the carbide is exhibited.
When the acid normality exceeds 6N, the surface of the carbide is dissolved. The surface-modified carbide is charged into the gas activation device 10, where the activated carbon is activated by gas activation using steam. Here, not only the usual cleavage of carbon (C), but also the cleavage of the oxygen-containing functional group is promoted, and the structure of the carbide accompanying the swelling is loosened and pores become remarkable. The activation in this case supplies steam from the waste heat boiler 14. Further, when activating the gas, the gas activating device 1
External heating is performed to maintain the temperature within 0 at a high temperature (600 ° C. to 1000 ° C.). This external heat is heated by an electric heater (not shown) provided outside the gas activation device 10. The electric heater uses electric power from the power generator 14.
【００１２】[0012]
【実施例】（実施例１）廃棄物固形燃料を炭化炉１によ
り低酸素濃度による部分燃焼して炭化物を得た。この時
の炭化温度は３５０℃であり、処理時間は８時間とし
た。前記炭化物を酸処理装置１０の沸騰する硝酸水溶液
中で３時間処理した後、窒素雰囲気のガス賦活装置１１
で水蒸気により５時間の賦活して活性炭を製造した。こ
の時の硝酸の濃度すなわち規定度は３．３Ｎおよび５．
２Ｎの２種類のものを用いた。また、賦活条件は温度が
８５０℃であり、水蒸気の供給量（速度）は１時間当た
り０．０５〜０．０７ｋｇ-水／ｋｇ-炭化物とした。前
記によって製造された活性炭をドリモアーヒール法によ
るメソ孔の細孔半径分布図を図２に示し、同じ活性炭を
ＭＰ法（略称）によるミクロ孔の細孔半径分布図を図３
に示す。図２、３ともに横軸は細孔半径、縦軸は図２が
細孔の存在する割合であり、図３が微分容積である。前
記図２，３から、３．３Ｎおよび５．２Ｎの硝酸で処理
した活性炭はともに市販活性炭よりも細孔構造（特にメ
ソ孔）が発達していることが判る。これらは共に細孔径
で２０〜４０オングストローム程度の細孔が発達してい
ることが判った。また、上記のようにして得られた活性
炭のＢＥＴ表面積は３．３Ｎ処理のものが９２６．７ｍ
2／ｇ、５．２Ｎ処理のものが８１３．７ｍ2／ｇであ
り、一方、市販活性炭のＢＥＴ表面積は６６７．０ｍ2
／ｇであることから、本発明の活性炭は大きな比表面積
を有すものである。さらに、細孔構造を表す細孔容積に
おいて、３．３Ｎ活性炭は、メソ孔容積が０．３０１ｍ
ｌ／ｇ，ミクロ孔容積が０．４３４ｍｌ／ｇ、５．２Ｎ
活性炭は、メソ孔容積が０．４３４ｍｌ／ｇ，ミクロ孔
容積が０．２４６ｍｌ／ｇ、および市販活性炭は、メソ
孔容積が０．２５８ｍｌ／ｇ，ミクロ孔容積が０．３０
７ｍｌ／ｇであった。前記細孔容積の活性炭はともにメ
ソ孔容積において市販活性炭よりも大幅に増加している
ことが判った。以上のことから、硝酸処理によるメソ孔
の発達した細孔構造を持つ本発明の活性炭はともに比較
的大きな分子構造を持つダイオキシン類の吸着除去用と
して極めて有用である。なお、上記のようにして得られ
た活性炭の内、３．３Ｎの活性炭はミクロ孔もかなり発
達しており、この細孔径では、粒子径の小さい有害物質
の吸着除去も可能となる。EXAMPLES Example 1 Waste solid fuel was partially burned in a carbonization furnace 1 with a low oxygen concentration to obtain a carbide. At this time, the carbonization temperature was 350 ° C., and the treatment time was 8 hours. After treating the carbides in a boiling nitric acid aqueous solution of an acid treatment device 3 for 3 hours, a gas activation device 11 in a nitrogen atmosphere is used.
For 5 hours to produce activated carbon. At this time, the concentration of nitric acid, that is, the normality was 3.3 N and 5.
Two types of 2N were used. The activation conditions were a temperature of 850 ° C. and a supply amount (rate) of steam of 0.05 to 0.07 kg-water / kg-carbide per hour. FIG. 2 shows a pore radius distribution diagram of mesopores of the activated carbon produced as described above by the Drimoa Heal method, and FIG. 3 shows a pore radius distribution diagram of micropores of the same activated carbon by the MP process (abbreviation).
Shown in 2 and 3, the horizontal axis is the pore radius, the vertical axis is the ratio of the presence of the pores in FIG. 2, and FIG. 3 is the differential volume. From FIGS. 2 and 3, it can be seen that both activated carbons treated with 3.3N and 5.2N nitric acid have developed a finer pore structure (especially, mesopores) than commercial activated carbon. It was found that both of these developed fine pores having a fine pore diameter of about 20 to 40 angstroms. The activated carbon obtained as described above had a BET surface area of 926.7 m for the 3.3N treatment.
Those 2 /G,5.2N process is the 813.7m 2 / g, whereas, BET surface area of commercial activated carbon 667.0M 2
/ G, the activated carbon of the present invention has a large specific surface area. Further, in the pore volume representing the pore structure, 3.3N activated carbon has a mesopore volume of 0.301 m.
1 / g, micropore volume 0.434 ml / g, 5.2N
Activated carbon has a mesopore volume of 0.434 ml / g, micropore volume of 0.246 ml / g, and commercial activated carbon has a mesopore volume of 0.258 ml / g and a micropore volume of 0.30 ml / g.
It was 7 ml / g. It was found that the activated carbon having the above pore volume was significantly increased in the mesopore volume compared with the commercial activated carbon. From the above, the activated carbon of the present invention having a pore structure with mesopores developed by nitric acid treatment is extremely useful for adsorbing and removing dioxins having a relatively large molecular structure. Of the activated carbons obtained as described above, 3.3N activated carbon has considerably developed micropores, and this pore size enables adsorption and removal of harmful substances having a small particle size.
【００１３】（実施例２）廃棄物固形燃料を前記と同様
の条件で炭化物を得た。前記炭化物を酸処理装置１０の
沸騰する硫酸水溶液中で３時間処理した後、窒素雰囲気
のガス賦活装置１１で水蒸気により５時間の賦活して活
性炭を製造した。この時の硫酸の濃度すなわち酸規定度
は６．５Ｎのものを用いた。また、賦活条件は温度が８
５０℃であり、水蒸気の供給量（速度）は１時間当たり
０．０５〜０．０７ｋｇ-水／ｋｇ-炭化物とした。前記
によって製造された活性炭をドリモアーヒール法による
メソ孔の細孔半径分布図を図４に示し、同じ活性炭をＭ
Ｐ法（略称）によるミクロ孔の細孔半径分布図を図５に
示す。図４、５ともに横軸は細孔半径、縦軸は図４が細
孔の存在する割合であり、図５が微分容積である。図
４，５から、硫酸で処理した活性炭は市販活性炭よりも
細孔構造（特にメソ孔）が発達していることが判る。こ
れらは共に細孔径で２０〜６０オングストローム程度の
細孔が発達していることが判った。また、上記のように
して得られた活性炭のＢＥＴ表面積は３６０．０ｍ2／
ｇであり、一方、市販活性炭のＢＥＴ表面積は６６７．
０ｍ2／ｇであり、本発明の活性炭は比表面積において
は市販の活性炭に比べて劣るものであるが、細孔構造を
表す細孔容積において、硫酸処理した活性炭は、メソ孔
容積が０．４２６ｍｌ／ｇ，ミクロ孔容積が０．１６３
ｍｌ／ｇおよび市販活性炭は、メソ孔容積が０．２５８
ｍｌ／ｇ，ミクロ孔容積が０．３０７ｍｌ／ｇであっ
た。前記細孔容積の活性炭はともにメソ孔容積において
市販活性炭よりも大幅に増加していることが判った。以
上のことから、硫酸処理によるメソ孔の発達した細孔構
造を持つ本発明の活性炭は比較的大きな分子構造を持つ
ダイオキシン類の吸着除去用として極めて有用である。(Example 2) Carbide was obtained from waste solid fuel under the same conditions as described above. After treating the carbide in a boiling sulfuric acid aqueous solution of the acid treatment device 3 for 3 hours, it was activated with steam for 5 hours with a gas activation device 11 in a nitrogen atmosphere to produce activated carbon. At this time, the sulfuric acid concentration, that is, the acid normality of 6.5 N was used. The activation condition is a temperature of 8
The temperature was 50 ° C., and the supply amount (rate) of steam was 0.05 to 0.07 kg-water / kg-carbide per hour. FIG. 4 shows a pore radius distribution diagram of mesopores of the activated carbon produced as described above by the Drimore-Heal method.
FIG. 5 shows a pore radius distribution diagram of the micropores by the P method (abbreviation). 4 and 5, the horizontal axis is the pore radius, the vertical axis is the ratio of the presence of the pores in FIG. 4, and FIG. 5 is the differential volume. 4 and 5, it can be seen that the activated carbon treated with sulfuric acid has a finer pore structure (especially, mesopores) than the activated carbon on the market. In both cases, it was found that pores having a pore diameter of about 20 to 60 angstroms were developed. The BET surface area of the activated carbon obtained as described above was 360.0 m 2 /
g, whereas the commercial activated carbon has a BET surface area of 667.
A 0 m 2 / g, but activated carbon of the present invention is inferior in comparison with the commercially available activated carbon in specific surface area, the pore volume representing a pore structure, activated carbon treated sulfuric acid, mesopore volume 0. 426 ml / g, micropore volume 0.163
ml / g and commercial activated carbon have a mesopore volume of 0.258
ml / g and the micropore volume was 0.307 ml / g. It was found that the activated carbon having the above pore volume was significantly increased in the mesopore volume compared with the commercial activated carbon. From the above, the activated carbon of the present invention having a pore structure with mesopores developed by sulfuric acid treatment is extremely useful for adsorbing and removing dioxins having a relatively large molecular structure.
【００１４】このことから、この活性炭を消石灰添加機
１９から消石灰とともに投入し、廃ガス処理に用いるこ
とができる。なお、この活性炭は、ミクロ孔も発達して
いることから、ダイオキシン以外の有害物質の吸着材と
して、また脱臭材として有効利用されることはいうまで
もない。For this reason, the activated carbon can be supplied together with slaked lime from the slaked lime adding machine 19 and used for waste gas treatment. In addition, since the activated carbon has also developed micropores, it goes without saying that it is effectively used as an adsorbent for harmful substances other than dioxin and as a deodorant.
【００１５】[0015]
【発明の効果】この発明は、上記のように構成したか
ら、次に述べるような効果を奏する。請求項１〜３によ
れば、メソ孔の発達した細孔構造を持つ活性炭となり、
特にダイオキシン類の吸着除去用として極めて有用であ
る。また、廃棄物固形燃料を出発原料とするものである
から、安定した熱分解が可能となり、良質な（純度の高
い）活性炭を高収率に得ることができる。また、廃棄物
として位置付けられている廃棄物固形燃料を使用して活
性炭を製造するものであるから、従来の活性炭に比べて
極めて安価に製造することができ、これを吸着装置に使
用すれば、吸着処理コストが低減される。さらに、使用
済みの活性炭はクリーンな燃料として有効利用できる。
だけでなく、吸着材として有効利用することができる。
廃棄物固形燃料を使用して製造するものであるから、こ
の活性炭は従来の活性炭に比べて極めて安価に製造する
ことができる。したがって、この活性炭を吸着装置に使
用すれば、吸着処理コストが低減される。Since the present invention has the above-described structure, it has the following effects. According to claims 1 to 3, the activated carbon has a mesopore developed pore structure,
In particular, it is extremely useful for removing and adsorbing dioxins. Further, since waste solid fuel is used as a starting material, stable thermal decomposition is possible, and high quality (high purity) activated carbon can be obtained in high yield. In addition, since activated carbon is manufactured using waste solid fuel positioned as waste, it can be manufactured at extremely low cost compared to conventional activated carbon, and if this is used for an adsorption device, The adsorption processing cost is reduced. Further, the used activated carbon can be effectively used as a clean fuel.
In addition, it can be effectively used as an adsorbent.
Since the activated carbon is produced by using the waste solid fuel, the activated carbon can be produced at a much lower cost than conventional activated carbon. Therefore, if this activated carbon is used in the adsorption device, the cost of the adsorption treatment is reduced.
【００１６】請求項４によれば、廃棄物固形燃料から炭
化物（固形チャー）を経て活性炭を製造し、また飛灰を
溶融スラグとして利用できるため、マテリアルリサイク
ルとして有効であり、さらに熱分解ガスを賦活に利用す
ることでエネルギー的にも有効利用が可能となる。しか
も、活性炭の製造の過程で発生する熱分解ガス中に含ま
れる有害物質の大気への放出も回避され環境汚染の恐れ
が少ない。According to the fourth aspect of the present invention, activated carbon is produced from waste solid fuel via a carbide (solid char), and fly ash can be used as molten slag. By using it for activation, it is possible to make effective use of energy. Moreover, the release of harmful substances contained in the pyrolysis gas generated during the production of activated carbon into the atmosphere is also avoided, and there is little risk of environmental pollution.
【図１】この発明の実施の形態を示すフロー図である。FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of the present invention.
【図２】この発明の硝酸処理による活性炭の細孔半径分
布図である。FIG. 2 is a pore radius distribution diagram of activated carbon obtained by the nitric acid treatment of the present invention.
【図３】この発明の硝酸処理による活性炭の細孔半径分
布図である。FIG. 3 is a pore radius distribution diagram of activated carbon obtained by the nitric acid treatment of the present invention.
【図４】この発明の硫酸処理による活性炭の細孔半径分
布図である。FIG. 4 is a pore radius distribution diagram of activated carbon obtained by the sulfuric acid treatment of the present invention.
【図５】この発明の硫酸処理による活性炭の細孔半径分
布図である。FIG. 5 is a pore radius distribution diagram of activated carbon obtained by the sulfuric acid treatment of the present invention.
１ 炭化炉（流動床式熱分解炉） ２ ホッパ ３ 搬送コンベヤ ４ 定量供給機 ５ 燃焼空気ファン ６ 蒸気ヒータ ７ 排出用スクリューフィーダ ８ 選別機 ９ 炭化物貯溜ホッパ １０ 酸処理装置 １１ ガス賦活装置 １２ 溶融炉 １３ 溶融スラグの水砕ピット １４ 廃熱ボイラー １５ 発電装置 １６ 排ガス処理装置 １７ 排ガス冷却搭 １８ バグフィルタ １９ 消石灰添加機 ２０ 清浄ガス誘引排風機 ２１ 煙突 ２２ 清浄ガス循環ファン ２３ 溶融飛灰バンカ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Carbonization furnace (fluidized bed pyrolysis furnace) 2 Hopper 3 Conveyor 4 Quantitative feeder 5 Combustion air fan 6 Steam heater 7 Discharge screw feeder 8 Sorter 9 Carbide storage hopper 10 Acid treatment device 11 Gas activation device 12 Melting furnace 13 Granulated pit for molten slag 14 Waste heat boiler 15 Power generation device 16 Exhaust gas treatment device 17 Exhaust gas cooling tower 18 Bag filter 19 Slaked lime addition machine 20 Clean gas induction exhaust fan 21 Chimney 22 Clean gas circulation fan 23 Melt fly ash bunker
Claims (4)
し、この炭化物を酸により液相酸化した後、水蒸気によ
るガス賦活するようにしたことを特徴とする廃棄物固形
燃料からの活性炭の製造方法。1. A method for producing activated carbon from waste solid fuel, wherein the waste solid fuel is thermally decomposed into a carbide, and the carbide is oxidized in a liquid phase by an acid and then gas-activated by steam. Method.
求項１記載の廃棄物固形燃料からの活性炭の製造方法。2. The method for producing activated carbon from waste solid fuel according to claim 1, wherein the acid is nitric acid.
求項１記載の廃棄物固形燃料からの活性炭の製造方法。3. The method for producing activated carbon from waste solid fuel according to claim 1, wherein the acid is sulfuric acid.
化物とし、この炭化物を酸処理装置により液相酸化した
後、ガス賦活装置に導いて水蒸気によりガス賦活して活
性炭とし、前記熱分解炉での廃棄物固形燃料の熱分解に
よる炭化の過程で発生する熱分解ガスを溶融炉に導いて
燃焼するとともに該熱分解ガス中の飛灰を溶融して溶融
スラグとして回収し、前記溶融炉からの燃焼排ガスを廃
熱ボイラに導いて熱回収し、前記ガス賦活装置のガス賦
活用の水蒸気として前記熱回収により得られた水蒸気の
一部を使用するとともに、さらに、前記燃焼ガスを排ガ
ス処理装置に導いてその中の未溶融の飛灰および有害物
質を除去するようにしたことを特徴とする廃棄物固形燃
料からの活性炭の製造方法。4. The waste solid fuel is thermally decomposed in a carbonization furnace into a carbide, and the carbide is oxidized in a liquid phase by an acid treatment device, and then guided to a gas activation device to activate the gas with steam to form activated carbon. The pyrolysis gas generated in the process of carbonization by pyrolysis of the waste solid fuel in the cracking furnace is guided to the melting furnace for combustion, and the fly ash in the pyrolysis gas is melted and collected as molten slag, The flue gas from the furnace is guided to a waste heat boiler to recover heat, and a part of the steam obtained by the heat recovery is used as steam for gas activation of the gas activation device. A method for producing activated carbon from solid waste fuel, wherein the method is directed to a treatment device to remove unmelted fly ash and harmful substances therein.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9368388A JPH11199215A (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Production of activated carbon from refuse-derived fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9368388A JPH11199215A (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Production of activated carbon from refuse-derived fuel |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11199215A true JPH11199215A (en) | 1999-07-27 |
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ID=18491693
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9368388A Pending JPH11199215A (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Production of activated carbon from refuse-derived fuel |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11199215A (en) |
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1997
- 1997-12-26 JP JP9368388A patent/JPH11199215A/en active Pending
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