JPS63315146A

JPS63315146A - 炭素質吸着体の再生方法

Info

Publication number: JPS63315146A
Application number: JP62149854A
Authority: JP
Inventors: Jiro Sasaoka; 治郎笹岡
Original assignee: KOKO RES KK
Current assignee: KOKO RES KK
Priority date: 1987-06-16
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1988-12-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は例えば有機物を含む原水を炭素質吸着体、例
えば活性炭によって処理し、ここで発生した廃活性炭を
再生する方法に関する。

〔従来の技術〕

活性炭吸着の見地から、活性炭の再生方法の適応性をみ
ると、気相における多くの吸着現象が主として物理吸着
であるため、気相吸着に用いた活性炭の再生は１２０〜
１５０℃の加熱水蒸気で充分脱着再生でき、再生使用可
能である。この場合、遊離酸素あるいは空気の混入は、
高沸物質の生成を促進するため有害とされている。

一方、液相における吸着現象では、化学吸着、イオン交
換的性能、触媒的性能など多くの要因が同時に働き、そ
の吸着の様相はきわめて複雑なものであるため、液相吸
着に用いた活性炭の再生は苛酷な条件を必要とし、一般
には７００℃以上、特殊な場合には５００℃程度以上の
加熱が必要とされている。そして活性炭の細孔に残留し
た残渣は、累積するため一回の再生毎にほとんど完全な
活性回復が必要とされていた。

例えば水処理に使用した活性炭を溶剤抽出し、ついでそ
の溶剤を水蒸気で駆逐して再生する場合、例えばε−カ
プロラクタムの水溶液からの回収の場合のように、溶質
、溶剤とも水溶性でかつ熱安定性がよい場合には、繰返
し使用が可能であるが、この場合においても水蒸気によ
る駆逐再生が条件になっている。しかし、このような方
法は、吸着質が疎水性物質の場合はもちろんケトン、ア
ルコール、ニトリルなどのように、親水性であっても重
合、縮合、あるいは分解反応などによって変化して生じ
た物質が撥水性初層の場合には、必ずしも有効ではない
。この原因は、混在する撥水性物質、あるいは分解性物
質の分解によって生じた低分子の疎水性物質が、活性炭
熱処理後に微量残留するために、活性炭を疎水性とし、
水処理用活性炭としての再生を妨げるものと思われる。

従来法は、このような残留微量物質を駆逐するために、
高温で処理して、分解除去するものと考えられる。高温
再生では空気あるいは遊ｌ１ｌＩ酸素の混入は活性炭自
身の燃焼損失を増加し、機械的強度も低下せしめるので
好ましくないものとされていた。そして低温では空気あ
るいは遊離酸素を加えて加熱しても再生はできないとさ
れていた。

このように、四温再生では活性炭再生損失が大きく、ま
た、繰返し使用時における活性低下が問題であった。

そこで、この高温再生の欠点を改善して、活性炭再生損
失の減少、繰返し使用時における活性低トを最少限度に
止めることができるようにした低温再生の方法が提案さ
れている（特公昭５５−２２４１０号公報参照）。

この低温再生法の特徴の一つは、　１０（１−６００℃
の低温で、空気、遊離酸素、燃焼ガスなどの不凝縮性ガ
スを含むガスを主たる構成成分とする流動化ガスとして
、廃活性炭を回分、半回分、活性炭−ガス系連続十字流
あるいは向流接触式流動層で、流動化処理することがあ
る。そして、他の特徴としては、塩酸、硫酸のような遊
離酸をあらかじめ原水すなわち有機物を含む上水、工業
用水、再生水、排水、循環水、水溶液などに加えるか、
吸着前に活性炭自身を酸処理するか、吸着後に活性炭を
酸処理するか、またはこれらの組合せを行なうことによ
って、水または水溶液処理に使用した活性炭の低温再生
を行なうことである。

しかも、気相吸着、液相吸着に使用して発生した廃炭を
原水処理に通するように簡単に再生することが可能にな
る。

この先の低温再生法の発明の特徴は、低温再生であるの
で、従来の高温再生のように必ずしも毎回の完全再生を
必要としない点にもある。また、毎回一定水準の吸着能
回復であることも必要でない。このため、吸着及び再生
条件の選択の幅を大きくし、経済性を飛躍的に高めるこ
とができる。

回分式流動再生を例にとって説明すれば、活性炭は、加
熱再生の初期に、流動層によって速かに昇温するので、
吸着されていた物質は速かに脱着され、熱分解や重合に
よって有害な沈着物を生ずることは少ない。残留した少
量の残渣は、熱分解。

酸化分解によって気化除去あるいは親水化処理される。

そして、吸着物質あるいはその分解生成物が揮発性物質
を主体とする場合は、再生温度は４００−４５０℃以下
ですみ、所要時間は数秒ないし数１０秒の程度でよい。

これより低温の場合は、再生温塵が１５０−　、Ｉ００
’Ｃの範囲で、５分ないし３０分が適当である。吸着質
（あるいはその分解生成物）が酸化しにくいものでは処
理温度は商り、長時間を要するが、必要以上の長時間の
流動再生は、活性炭の摩耗粉化による損害を増すので好
ましくない。

この先に提案された低温流動再生方法によれは、吸着さ
れた物質の脱着時間が短かくてすむので、中間タンクの
設置や排気ラインの分割によって、有害物排気と比較的
清浄な排気とを分割処理すれば、冷却器、焼却装置、洗
浄装置などの排気処理設備、あるいは回収設備を小さく
でき、コストを安くできる効果がある。排気全量の焼却
処理を行なう場合でも、流動化ガスに空気を使用できる
ので、焼却処理を簡単に行なうことができる。

（発明が解決しようとする問題点〕ところで、上記の低温再生法の場合、前述したように特
に吸着質が酸化しにくいものでは処理温度は高く、長時
間を要するが、必要以上の長時間の流動再生は活性炭の
摩耗粉化による損失を増すので好ましくない。このため
、流動酸化再生の時間が短縮化できることが望まれる。

また、上記の低温再生法は、熱分解残渣の少ない有機物
を含む原水を処理した活性炭の再生において、特にその
効果があるものであるが、熱分解残渣が比較的大である
有機物を含む原水を処理した活性炭や吸着し易い物質を
飽和吸着に近くまで多量に吸着した場合には低温の一定
温度の処理だけでは長時間の処理を要する難点があった
。

また、再生によって発生した廃ガスは遊１１１１ｔ酸素
を含んでいるが、可燃物、有害物を含んでいるので廃ガ
ス量を減少し、焼却炉を小型化して助燃燃料を減じ、設
備を小型化するのが好ましい。さらに酸化再生において
はその商歩留の利点を生かすため、再生の程度によって
活性炭の損失が異ることを考え、できるだけ低温、短時
間の再生が好ましいが、装置の新しい制御法、再生品の
品質の簡易な測定法とを必要とする。

この発明は上述の低温再生法の改良に係わるものであっ
て、上記の欠点を改善できるようにしたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明においては気相吸着に使用した廃活性炭を気相
吸着に使用する時は、そのまま低温酸化再生にかけ、低
温酸化再生が円滑でない時には水滴あるいは液滴で濡ら
して、液相吸着と同じ様に酸処理を行う再生工程とする
。

液相吸着もしくは水処理に使用した廃活性炭にあっては
、酸処理を行い、もしくは吸着工程（またはその前後）
で酸添加を行い、次いで流動化ガスによる１００℃〜６
００℃の流動再生過程を通過させるようにするとともに
、この流動再生過程の曲または後において流動再生過程
より高温の２５０℃〜９５０℃で加熱処理工程を通過さ
せるようにする。

この場合、高温処理での温度の最大値は水性ガス反応、
炭酸ガス還元反応が起こりにくい温度で、好ましくは７
５０“０〜８００℃である。

この場合、加熱時間が長すぎると酸化再生の反応速度を
低下させるので１時間以下、特に２０分以下、好ましく
は５分界−ト０．５秒程度以上の程度が適当である。こ
の加熱には同温の燃焼カス、電熱。

放電加熱によるものが適当である。

炭素性物質の再生条件での反応は熱分解と酸化。

酸化分解の複合反応であり、熱分解反応で分解ガスが発
生している時には吸着された物質の酸化反応は起り難く
、熱分解反応が終了後に酸化および酸化分解反応が活発
になると考えられる。また熱分解反応は反応雰囲気温度
の高低に関係なく、はぼ一定の順序で進行し、同温での
初期反応は低温での反応とほぼ同一で、反応速度が大き
いたりの差と考えられる。

したがって、全再生時間を短縮するためには、初期の熱
分解反応を比較的高温で行うこと、および最終の反応で
は、もし残留がある場合には酸化化成物の分解脱離反応
も高温で行うことが有効である。

生成炭ガスを酸化再生層に循環して、使用再生用ガス量
を減すると共に、燃焼炉で処理すべき廃ガス量を減する
ことができる。廃ガスは再生装置の最初の低温部から抜
いても途中から抜いてもよい。この場合には廃ガスー活
性炭素の再生層における拡散平衡関係が不利になるが、
最終の反応を比較的高温、短時間で行うことにより、こ
れを補償することができる。即ち同じ装置で再生能力を
増す。また熱分解反応において熱分解平衡と分解生成物
の吸着平衡の両方が考えられるが、再生終了時に考えら
れる後者の平衡を再生に有利にすること、しかも短時間
高温に炭素質を曝露することにより不活性炭素質が活性
炭炭素質上に蓄積することの不利を回避することができ
る。

従来の高温再生法では、再生剤は高温の水蒸気また炭酸
ガスである。これが活性炭実質上に沈着した炭素質残渣
と選択的に反応してこの沈着物を除去して再生が完結す
るものである。従来の高温処理は残存沈着物を不活性化
させるので毎回高い再生率とする難点がある。しかも再
生剤として空気あるいは遊離酸素が加えられてもまず燃
焼反応により炭酸ガスを生じ、この反応は選択性が６０
０℃以上では殆んどないので、活性炭実質と沈着した汚
損物を燃焼して燃焼ガスとなり、その中の生成炭酸ガス
が再生剤になる。

比較的低温の再生温度、即ち６００℃〜８００℃付近で
電圧をかけて放電によって反応を行わせるものがあるが
、作用している再生剤はやはり水蒸気と炭酸ガスである
と考えられる。ここに発生する排ガスは炭酸ガス、−酸
化炭素、水素であり、発生ガスを再循環してガス処理し
ようとしても、循環ガス中には空気を含まないので、む
しろ冷却効果のみが働き廃ガス処理の効果は殆んど期待
されない。

この発明における比較的高温における熱処理は、従来の
高温再生のように高温の水蒸気、炭酸ガスによって沈着
している汚染物質からの炭素を反応除去するのが目的で
はない。

この発明では６００℃以下では空気を流動化ガスとして
使用してもよいが、この場合には、もし残存しているな
らば残存炭素沈着物を除去する。この発明における比較
的高温処理は、むしろ、相対的低温で酸化再生反応が行
われた時に生じた酸化生成物が気相−活性炭相の間の平
衡関係によって残存している可能性があるので、酸化再
生温度より高温に上げて、残存している酸化生成物を気
相に蒸発ないし分解気化し除去するものである。

したがって、できれば不活性ガスが好ましく６００℃以
上の高温でも実質的に不活性とみなされる温度および時
間以下で、水蒸気、炭酸ガスを含んでいてもよいガス雰
囲気で加熱除去するものである。高温では分解速度が速
いので短時間でよく、汚染物からの炭素が不活性化され
る傾向にある高温での長時間処理は好ましくない。

再生で生成した廃ガスの循環は、再生反応の酸化流動層
の温度が高い方が効果的であり、２５０℃以上、特に３
３０℃付近以上が適当である。多くの生成物に対し４０
０℃以上が活性炭の接触酸化分解を活発にする。しかし
分解し易いものでは再生反応同様１５０℃付近から活発
になる。この適温については実験によって容易に定める
ことができる。

循環ガス量については、再生用ガスとしての空気量を減
少し、酸化再生層における過度の低温燃焼を防止し、着
火を防止し、制御を容易にする効果がある。即ち酸化再
生層及び他の層との相互における粒子循環と共に再生温
度を制御するのに役立つ。

この廃ガス循環と粒子循環を併用してもよいし、どちら
か一方を制御の目的に使用してもよく、これは再生装置
の能力と設置される環境によって選択できる。

酸化再生層の反応は発熱反応であり、放置すれば当然、
熱蓄積によって温度が上り、着火して酸化分解反応ある
いは低温燃焼反応は高温の通常燃焼になる。従って発生
する熱を除去する必要がある。このためには粒子循環を
行うのが熱利用の点から有利である。粒子循環は廃活性
炭の乾燥予熱層へ粒子をガスリフトで送り、または乾燥
予熱層から酸化再生層へ管中を降下させ、ガスリフトで
熱交換器中を上昇させ、間接熱交換するのが好ましい。

再生中の高温粒子を低温の未再生粒子層に還流混合する
のは再生反応を妨害すること及び歩留低下をもたらすの
で不利になる。

外部熱交検器を利用し、温水製造や、空気予熱等に使用
することもできる。糸として熱余剰になるのは再生すべ
き廃活性炭が充分に乾燥された後再生装置に供給され、
適当な吸着質が存在する場合である。

活性炭の再生効果については、従来再生終了後に吸着容
量を測定するしか方法がなかった。これは従来の再生法
は高温再生で行われ、燃焼ガスが使用されることが多か
ったので、燃焼室における熱損失、燃料使用量、過剰空
気率、活性炭供給量等の変動があり、しかも再生反応が
吸熱反応であり、再生剤としての燃焼ガス中の炭酸ガス
、水蒸気、遊離酸素等が変化するためであった。

ところが流動酸化再生は空気中の遊離酸素が再生剤であ
り、一定温度に予熱された廃活性炭は燃焼する残存物が
活性炭表面にある限り、燃焼による発熱があり、しかも
装置が小型化できたので、断熱材料の使用や装置構造、
運転方法、測定方法が一定すれば、再生の進行状況を温
度及び流量測定によって把握できることがわかる。活性
炭の酸化による発熱測定は再生装置本体を使用して全体
を測定してもよいし、また装置内容区画についての測定
をしてもよいし、再生中の活性炭を一部とり出して行っ
てもよい。

再生の終了近くまでは再生装置本体の温度、流量測定に
よることができ、流量一定ならば、温度測定によって再
生の終点を測定できる。これは回分操作の場合、再生中
の活性炭中に含まれていた可燃性炭素分が消失すること
によって再生層温度が低下することによって知られる。

再生温度を維持するためには、空気を予熱したり、再生
用流動層を直接加熱することが必要となるが、温度一定
を保つ場合には、この加熱所要量を測定することによっ
て再生の終点を知ることができる。

向流連続流または十字流連続流動層においては、酸化反
応が盛んな再生層とそうでない層が存在するので出入口
温度差あるいは一定温度に全体または各ＪＭを保つため
の加熱所要量もしくは冷却所要量を測定して、再生の温
度を知ることができる。

活性炭を取り出し、もしくは再生前活性炭でもよいが、
測定すべき活性炭を所定の流動酸化条件によって処理し
、発熱量あるいは熱供給量を測定することによって容易
に活性炭の汚染の程度または再生の程度を測定すること
ができ、これを装置の運転条件の設定あるいは変更に使
用できる。

自動抜出測定を行い、それを装置へのフィードバックに
使用できる。再生装置本体の測定値によってこれをフィ
ードバック制御に使用してもよい。

この様な再生法は従来行われたことがなく、再生方法の
簡易化、標準化に役立つだけでなく、水処理にあたって
活性炭使用量がわかれば、水から除去できた汚染物の量
を推定計算することができる。再生流動層中に汚染物を
含んだままで排気を遠流し、あるいは排気の組成、処理
における酸化熱を測定すれば、さらに良好に汚染物除去
量を計算することが装置的に可能になるものである。

測定を容易にするために再生装置本体は熱容量を小にす
ること、即ち薄鋼板、薄ステンレス鋼板や管等を使用し
、熱交換装置を含め充分な断熱を行うのが好ましい。こ
れによって廃活性炭処理量。

空気量、循環ガス流量、冷却熱量、加熱熱量その他の既
知諸量から熱収支演算と制御、最適制御等が可能になる
。これは活性炭の低温酸化再生の利点を強化するもので
ある。

機器による再生度測定も同様な見地から断熱された流動
反応装置への試料投入量、水分Ｏの温度５０℃〜１２０
“Ｃの平衡状態から出発して、加熱電力酸、空気の流量
、温度、排出ガスの分析、燃焼熱。

冷却水流量、温度等から測定することができる。

流動反応装置の発熱量の連続測定だけによっても、再生
の進行を知ることができる。

〔作用〕

比較的高温において加熱処理を行なうと熱分解反応が速
いので流動再生過程の時間は大幅に短縮化することがで
きる。しかも、加熱処理の工程が流動再生工程の後の場
合、すでに活性炭が加熱されているので追加熱量は少な
く、昇温は短時間で容易に達成され、この高温加熱処理
工程により活性炭再生における残留する可溶性（または
もしあれば揮発性）微量物質が駆逐される。

しかも、酸化汀生の後に高温処理工程を置くことによっ
て汚染物を含む廃ガスを活性炭酸化再生層に戻して処理
すると共に流動化ガスとして活用し、その上、再生活性
炭に対する再循環汚染物の悪影響を無くすことが容易に
なり、装置の小型化ができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の実施に通した装置の一例で、この例
は回分式流動再生装置の場合の例である。

再生すべき活性炭は、必要により酸処理がなされている
。酸処理を行えば、吸着された物質の種類に殆んど関係
なく再生を行うことができ、気相吸着に繰返し使用した
活性炭や液ミストを含んだ気相の浄化に使用した活性炭
の再生、金属塩や酸。

アルカリ添着の活性炭、触媒として使用した活性炭の再
生等に使用できる利点がある。ここで使用する酸は、塩
酸、硫酸、亜硫酸など無機酸特に不揮発酸が通している
が、スルホン酸も酸として使用できる。酸性塩でもよい
。

この酸処理の特徴は、従来のようないわゆる酸洗いを必
ずしも必要としないことで、次のような処理態様が例示
でき、また、それらの組み合わせも可能である。

（１１原水（または原液、処理用水、以下同じ）のＰＨ
を下げる。

（２）原水のＰＨに影響がない程度に滴下する。即ち、
はとんど無視できる程度の量の酸滴下。

（３）　　処理すべきもしくは処理に使用する原水中に
酸を含む時は、特に酸添加は必要ない。

（４）吸着操作終了後、活性炭に酸またはその溶液を加
える。これは大量の原水処理の場合には酸を節約できる
。

（５）吸着操作終了後、活性炭を酸洗いする。

（６）吸着、乾燥、再生時に気相の酸を吸着せしめる。

（７）再生終了後、酸を滴下した水で浸水する。

（８）同じく酸洗いする。

原水に酸が含まれている場合、新しい活性炭が、その製
造工程で酸処理がなされている場合には酸添加は必要が
ないか、または使用量を減することができる。

原水および再生条件は酸使用条件、使用量に影響を与え
るが、これらは実験的に容易に定めることができる。

原水に対する酸添加、活性炭の酸処理もしくは添加は、
必ずしも吸着−再生毎に行う必要もない。

好都合なことには、これら条件が適合せずに、再生に失
敗した活性炭は、正常な条件で再処理すれば、活性を回
復させることができるのであって、これは工業的に重要
な特質である。

こうして酸処理された再生すべき活性炭は、ホッパー（
１）から流動再生室（２）に投入される。流動再生室（
２）には、バルブ（４）から空気などの流動化ガスが送
入され、水蒸気はバルブ（３）から送入される。

また、流動化再生の初期および後期に水蒸気を送入する
ことも可能である。再生室（２）は加熱室（５）内にあ
って、燃焼炉（９）からの熱燃焼ガスによって加熱され
るようになっている。熱伝導をよくするために再生室（
２）内には砂などの熱担体をあらかじめ充填しておくこ
ともできる。このようにして投入された活性炭は、低温
から所定温度、例えば３００℃まで急速に加速に加熱さ
れ、一定時間、例えば１０分間、流動化させた後、４０
０℃以上の所定温度、例えば水性ガス反応が活発でない
６００°〜８００℃程度に加熱し、次いで必要に応じ降
温し、取出口（１０）から取出され、ついで水中へ投入
され急冷される。流動化空気は活性炭を流動化しつつ、
吸着物質をストリッピングし、サイクロン（６）で微粉
を分離した後、切換バルブ（１１）を通って焼却炉（９
）に入り、燃焼用空気として焼却処理される。吸着され
ているベンゼンなどの油分を回収する場合には、流動化
初期のみバルブ（３）から水蒸気だけを導入し、バルブ
（１２）からスクラソパー（７）に導入し、分離タンク
（１７）でベンゼンを分離する。初期の回収操作が終れ
ば、バルブ（３）は閉鎖し、バルブ（４）から空気また
は燃焼ガスなどの不凝縮ガスを送入して再生を行なう。

この間のガスは有害物をほとんど含まないので、大気に
放出するかまたは焼却炉に導入する。

焼却炉の位置が離れ、しかも有害物の回収を行なう必要
がない時には、空気を流動化ガスとし、再生初期の吸着
有害物が脱着される数秒ないし数１０秒だけ、バルブ（
１３）から中間タンク（８）に排出カスを貯め、つぎの
再生工程の排出ガスは有害ガス濃度がきわめて微少なの
で、スフラッパー（７）を経て大気へ放出するかまたは
循環使用される。一方、中間タンク（８）に貯めた排出
ガスは、バルブ（１６）から焼却炉（９）へ平均的に送
り出す。これによってバルブ（］６）に接続する管径は
定常的に全量を送る場合にくらべて著しく細くなり、一
方中間タンク容量も数秒ないし数１０秒分ですむので、
小型のものでよい。

さらに、排ガス処理量を少くするために、流動化当初か
らその少くとも一部の排ガスをバルブ（１２）から取り
出し、スフラッパ−（７）あるいはフィルタを経て循環
送風機（３１）により必要により設ける予熱器（１８）
、バイパス（１９）を経て再生室（２）の流動層の底部
（又は流動層中）へ送り、排ガスを燃焼処理することが
できる。このように、排ガスを循環さセる場合、スフラ
ッパー（７）あるいはフィルタは省略してもよい。そし
て、排ガス処理量が少なくなるから、流動再生室（２）
の外に設けられるスフラッパー（７）、中間タンク（８
）、焼却炉（９）等の排ガス処理施設は小規模にするこ
とができ、場合によっては殆んど省略できる。予熱器（
１９）は流動層、流動触媒１−であってもよい。

上記加熱処理の温度ば、４００°〜８００℃好ましくは
４１０°〜７５０℃の温度で、しかも炭酸ガス。

水蒸気と活性炭自身との反応が実質的に少ないかまたは
無視できる温度が好ましい。６００℃以下、特に５００
℃以下では空気あるいは遊離酸素を含むガス燃焼炭ガス
を流動化ガスまたは雰囲気ガスとして使用できる。しか
も、加熱処理時間は、流動による摩耗損失が少ない条件
、０．１秒以上１時間以下、好ましくは３０分以下であ
って、吸着炭素質の残留している分解残渣の酸化に対す
る反応性が低下し難い条件を選ぶべきで、これは実験ま
たは操業結果によって定めることができる。

なお、加熱処理は流動再生過程の前であって酸処理の前
あるいは後に行なってもよい。また、加熱処理は流動再
生室（２）と別個の加熱処理室を設けて行なってもよい
。この加熱処理室としては、振動流動層であってもよい
流動層、輸送層、噴流層などが均一加熱の見地から適し
ている。

第２図は十字流接触式流動再生装置の例を示す。

廃活性炭は、送入口（２６）から第１再生室（２１）に
入り、（２８）から送入される空気、水蒸気、燃焼ガス
などの流動化ガスによって流動化されつつ再生温度に維
持され、吸着物質の大部分を急速に放出する。ここに発
生した排ガスは、必要に応じて吸着物質を回収の後、焼
却炉（２５）で焼却される。あるいはその一部を酸化再
生室（２１）　　（２２）のように最終仕上でない室に
導入し、燃焼処理することができる。第１再生室（２１
）の断面積は、処理時間の見地から小さくすることが可
能であるので、後の処理設備は充分小さくすることがで
きしかも連続化される。第１再生室（２１）から溢流し
た活性炭は、第２再生室（２２）、第３再生室（２３）
、第４再生室（２４）の流動再生室を順次通過して出口
（２７）から取出される。（２９）は流動化ガス入口で
あるが、（２８）からの流動化ガスと同じく活性炭自身
が烈しく燃焼する温度以下の場合は空気または酸素濃度
が低いガスでよい。最後の温度上昇仕上室（２４）は特
に燃焼反応に注意し、高温燃焼ガスで遊離酸素の含有の
少ない流動化ガスが好ましい。このため、室（２４）の
次には耐熱分散板を有する流動層あるいは火格子なし流
動層装置もしくは噴流層装置（例えば特公昭３３−４８
１号公報に示されるものが火格子過熱のおそれがないの
で適当である）　　（３２）を付加できる。なお、この
例の場合、排ガスはフィルタ（３０）を通り、循環送風
機（３１）により酸化再生室（２２）に送り、燃焼処理
することができる。（３３）は活性炭の取出口である。

再生の所要熱は流動化ガスを燃焼ガスとするか、伝熱壁
を介して外熱することによって与えることができる。

第３図は縦型多段式流動再生炉の例である。廃活性炭は
送入口（４０）から比較的低温の流動層（４１）　　（
乾燥帯であってもよい）に入り、下から吹上げる流動化
ガスによって予熱されつつ、流動化ガス中の有害物を部
分的に吸着し、一方、廃活性炭自身の有する有害物を部
分的に脱着し、下段（４２）に移る。廃ガスはサイクロ
ン、フィルタ等（４５）で微粉分離の後、相当部分は循
環送風機（４６）　　（ガスエゼクタ−でもよい）で吸
引し、酸化再生帯（４２）〜（４３）に循環され、流動
化ガスとして使用されつつ、含有する有害物を酸化また
は熱分解する。酸化再生帯は流動化ガス量が増加するの
で装置内径が下部より拡大されていてもよい。（４４）
は酸化再生仕上部であり、この仕上部（４４）からの活
性炭は温度上昇仕上室（４７）を通じ冷却室（４８）に
入る。温度上昇仕上（４７）は流動層が好ましいが、噴
流層あるいは高速流動層、吹きとばし層等であってもよ
い。また、加熱処理の後、受器（４９）に入り、固定層
で滞在時間をとってもよい。（５０）は蒸気、燃焼排ガ
ス（温または冷ガス）あるいはその他不活性もしくは冷
空気用管である。また、（５１）　、　　（５２）は燃
焼炉、（５３）は流動化用管、（５４）は送風機である
。

第４図は再生排ガス循環および流動化粒子の内部あるい
は外部循環可能で、温度調節容易で熱効率を改善できる
再生装置の例を示す。

任意の方法（たとえば太陽熱を利用した風乾であっても
よい）で乾燥した廃活性炭はホッパーｆｌｌから定量的
フィーダー（５５）によって再生流動層（２）の最上段
に供給される。加熱器（５６）は残留する水分を蒸発し
、さらに予熱温度まで廃活性炭を加熱するに必要な熱を
供給するもので、電熱、マイクロ波加熱、誘電加熱、熱
風、熱媒体等公知の手段を用いることができ、また直接
熱風を吹込んでもよい。予熱された活性炭は多孔仕切板
もしくは多孔仕切板に就けられた溢流口（あるいは流下
口）を通って高温の再生層を通過し、下部流動層で冷空
気と熱交換し、定量性排出機（１０）から排出され、必
要により熱い状態で酸性にした水中に投じ急冷かつ加熱
する。

酸化流動層では加熱を要する時は加熱器（５６）で加熱
し、冷却を要する時はバルブ（６４）から流動化空気を
供給し、流量計（６６）で計量の後、管（６１）から落
下する熱活性炭または熱担体粒子を熱交換器（５８）中
に循環させ熱媒体、水、冷風。

電熱（加熱時）等と熱交換し、管（６２）から再生流動
ｌ＠（異った区画でもよい）に返送する。温度調節はバ
ルブ（６４）の開閉により断続または連続流量調節によ
って行うことができる。同様に流動層内の内部熱交換系
（６９）を使用できる。この例の場合、（６９）は流動
上昇管であり、予熱流動層から降下管（６８）で新しい
廃活性炭粒子が降下して、酸化流動層で加熱され循環す
るが、酸化流動層の粒子を循環させる系を使用してもよ
い。温度検出端（６５）は温度調整と再生度測定調節系
（６７）と接続され、流量針（６６）　、供給機（５５
）　、排出ｆｉ（１０）とともに入力として利用される
。温度検出端（６５）は例えばサーモカップル（熱電対
）。

サーミスタその他の温度感知器が使用可能である。

第５図は廃活性炭５種及び新炭１種（いずれも粒状活性
炭）について、それぞれ、空気酸化試験したものを総合
して図にしたものである。

まず新活性炭について述べれば、加熱コイル（電熱）を
有する流動酸化装置に活性炭を投入し、流動化空気を送
入して流動化させる。次に３００℃で安定状態に達する
電力をトランスで調整して投入すると図の破線の様な経
過をたどり、３００℃で温度上昇０となり安定する。

同じ装置に廃活性炭を投入し、同様に昇温しでいくと、
１５０℃から２００℃の間で酸化反応開始し、発熱のた
め上昇速度が大になり、２００℃付近から反応が活発に
なり温度が急上昇する。２５０　’Ｃで温度を維持する
にはスイッチを切り、逆に冷却することになるが、なお
反応は進行し、一定時間後燃焼すべき残渣がなくなるの
で温度が下りはじめるから、冷却量を減じ、さらに再生
反応が進行すると熱不足になるので電力を再投入し、最
後は新炭と同じ電力所要量になる。即ち再生終了である
。

最後に一時的に電力を上げ、温度を上げることも容易に
でき、この操作は、最後付近で、再生終了以前の任意の
時点でもできる。得られた再生炭によって吸着操作がで
きればよいので、必ずしも完全再生は必要でなく、時間
短縮ができる。また新炭の比較及び熱収支によって再生
炭の評価ができる。第６図は時間的経過を電力量と冷却
量の変化によって示した。

なお、多段流動ｊ鱒または十字流装置については全段別
個に熱収支を測定すれば再生の進行がわかり制御に使え
る。これを適当な段を選んで熱収支を求め制御に使って
もよい。

このようにして活性汚泥処理後の下水を球状活性炭、ヤ
シ殻活性炭等で処理し、吸着後の回復率は新炭の９０％
以上、２回目以降はその水準を保ち、歩留は球状炭で９
８〜９９．５％、ヤシ殻炭で９６〜９７％が安定して得
られた。処理時間は高温処理しないとき２０〜６０分、
５００℃〜６００℃、１０〜３０秒の高温前処理を加え
たとき５〜４０分と短縮され、歩留は同じであった。

実施例１再生炉内径８０ｍｍの第１図に示した装置によって活性
炭再生を行った。廃活性炭は下水を活性汚泥処理した排
水の高度処理に使用したもので、ヤシ殻活性炭である。

ＣＯＤ吸着量は０．０５〜０．１　ｋｇ／ｋｇ活性炭で
あった。これを脱水し、直射日光下で乾燥し、さらに熱
風流動乾燥し、炉に投入した。再生条件は再生温度１時
間、酸処理の有無およびその方法を変えて比較し、次表
の結果が得られた。

吸着容量は原始理水のカラム吸着除去量で比較した。

表は繰返しの平均値を示す。吸着容量は毎回高い再生率
を示す必要はなく、新炭に対し、第１図再生品は８５％
の再生に止め、第２図からはその吸着容量を１００％と
し、第３図から第２図の吸着容量に対し１００％吸着容
量回復率とすることもできた。

予熱の効果に関しては、■の例に於て６００℃、３０秒
の代りに８００℃に保持された炭素流動炉内を０．５秒
通過処理しても、同様の成績が得られた。後処理効果に
おいても、■の例に於いて６００℃、３０秒の代わりに
同様な操作を行ったが結果は■と同しであった。

実施例２後処理を加えたときの例では、再生温１ｉ３５０℃。

２０分処理の後４５０℃、５分流動化を行ったが３５０
℃、６０分と同等の吸着率回復を示した。いずれの場合
も水処理に使用した廃活性炭であった。既に述べたよう
に何らかの酸処理を必要とした。水処理に使用した廃活
性炭は２〜３回目以降は酸処理しないものは吸着能力を
失った。

実施例３実施例１において、再生操作の初期に発生したガスをガ
スホルダーに貯蔵し、４６０℃において最初の２０分ま
で循環使用したが、■から■に至る各側とも再生成績に
は影響しなかった。

循環ガス中遊離酸素の濃度は５〜１６％で、少量の空気
を補充し、余剰ガスは焼却炉に排出した。

排ガス量は１／３〜１１５に減少することができた。

気相吸着に使用した廃活性炭、例えば溶剤回収のため吸
脱着を繰返したもの、脱臭に使用したものは酸添加を要
するものと要しないものがあったが、いずれも本発明の
方法で酸処理の併用により再生が容易になった。

なお、この発明は、活性炭だけでなく、木炭。

無煙炭、無煙炭を加工したもの９石炭ガスダスト炭素質
５石炭燃焼ガスダスト炭素質等の炭素質吸着体の再生に
適用可能である。また、石炭系２石油系炭化物、農林水
産炭化物、骨炭等もこの発明による再生方法を用いるこ
とで、炭素質吸着体として十分）史用可能になる可能性
を生じる。

また流動層としては循環流動１ｍであってもよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、高温加熱処理を、低温流動再生過程
の前あるいは後に行なうようにしたので、低温流動再生
時間を短縮化でき、炭素質吸着体の摩耗粉化による損害
を少なくすることができる。

また、高温加熱処理により残留微量物質を駆逐すること
ができる。このとき、従来の高温再生の場合と異なり、
この発明では低温流動再生過程が存するので、炭素質吸
着体自身の燃焼損失は少ない。

そして、廃ガス循環系を付加することが容易になる。廃
ガス循環を行うと、焼却に必要な廃ガスは少くなり、焼
却炉は小型になる利点を有する。

なお廃ガス循環系に予熱を兼ねた不活性（または接触分
解）流動層を入れ、バイパス回路と共に再生反応の温度
制御に使用すると装置運転は容易になる。

また、両温処理の付加によって酸添加を節減する可能性
を生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法の実施に適する回分式流動再生装
置の一例を示す工程図、第２図は同じく十字流接触式流
動再生装置の一例を示す工程図、第３図は同じく縦型多
段式流動再生装置の一例を示す工程図、第４図は再生装
置の他の例の工程図、第５図は低温酸化開始温度の測定
結果の一例を示す図、第６図は流動低温酸化ｊ−を一定
温に維持する電力と冷却量との関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】１、炭素質吸着体を流動化ガスによる１００℃〜６００
℃の流動再生過程を通過させるとともに、この流動再生
過程の前あるいは後において、流動再生過程より高温の
２５０℃〜９５０℃の加熱処理過程を通過させる炭素質
吸着体の再生方法。２、上記流動再生過程の前の処理は流動層または振動流
動層を使用して３０分以下、特に１０分以下で２５０℃
〜９５０℃に到達させ、所定温度に０〜１０分維持した
後、流動再生過程に入る特許請求の範囲第１項記載の炭
素質吸着体の再生方法。３、上記流動再生過程の後の熱処理は３０分以下、特に
５分以下２５０℃〜９５０℃に加熱する特許請求の範囲
第１項記載の炭素質吸着体の再生方法。４、炭素質吸着体を流動化ガスによる流動酸化再生過程
で処理する場合に、発生する汚染物含有排ガスの少くと
も一部を２００℃〜６００℃にある流動酸化層に循環す
る炭素質吸着体の再生方法。５、炭素質吸着体を１００℃〜６００℃で流動酸化再生
する場合に吸着操作工程または流動酸化再生工程におい
て酸添加が行われる特許請求の範囲第１項又は特許請求
の範囲第４項記載の炭素質吸着体の再生方法。６、炭素質吸着体を１００℃〜６００℃で流動酸化再生
する場合に酸化発熱している流動層と冷却流動層、また
は（および）予熱乾燥流動層の一つまたは２つ以上の組
合わせにより、流動化粒子を循環させ、流動間接熱交換
器によって熱交換する炭素質吸着体の再生方法。７、炭素質吸着体を流動酸化再生する場合に、炭素質吸
着体再生の熱収支を演算し、再生状況を判断する系を有
する炭素質吸着体の再生方法。