JPWO2005113435A1 - 球状活性炭およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
y=100×(1−0.8×a(0.3−x)) (I)
y=100×(1−c×a(b−x)) (II)
ここでa(b−x)の部分は測定時に破砕された結果篩を通過する大きさになった破片の割合を示す。bは篩の目開き(mm)であり、上記測定では目開き0.3mmのものを用いているのでb=0.3となる。x=bではa(b−x)=1に、xが充分大きければa(b−x)=0となるため、c=1.0であれば、上記した、測定対象の粒径分布がない場合にMS硬度が論理的に満たすべき条件を満たす。しかしながら、実際には活性炭には粒径分布があったり、篩の目開き以下でも目詰まりが起こり篩上に残る部分があったりするため平均粒径0.3mmの球状炭でもMS硬度はゼロにはならない。このような、理想的な関係からのずれを調整するのが式の係数cであり、同一の方法で製造された本発明の球状活性炭であって、xが0.5以上、20以下の範囲で種々の粒径を有するものを測定して粒径とMS硬度の関係を調べた結果から、経験的にc=0.8となったものである。
特許文献4(特公昭46−41210号公報)実施例の記載に準じて球状活性炭の製造を実施した。原料石炭として灰分3%の弱粘結炭を用い、水分2%まで乾燥した後、100メッシュ以下に粉砕した。得られた微粉炭に粘結材として別途調製したパルプ廃液を原料石炭に対して20重量%添加し、同時に二次的に水分を添加して水分20%に調整した。特許文献4の実施例においては水分12〜15%に調整しているが、この水分では混練しても球形に成形できなかった。これをよく練り合わせ、深江パウテック社製ハイスピードミキサーFS−G型(容量10リットル、直径400mm)を用いて35℃、回転数100rpmにて10分成形して平均粒径2.3mmの球状成形物を得た。得られた球状成形物を100℃で乾燥、360℃で改質、530℃で焼結し、炭化に適した炭材とした。得られた炭材をロータリーキルンで900℃で炭化し、さらに流動賦活炉で900℃、スチーム分圧40%の条件で2時間、水蒸気賦活した。得られた活性炭の平均粒径は1.8mmであった。
不融化の条件を250℃、2時間とし、賦活を流動賦活炉を用いて850℃、スチーム分圧40%の条件で2時間の条件で実施した点以外は実施例1と同様の方法で球状活性炭を製造した。球状活性炭の平均粒径は2.0mm、MS硬度は52.4%、ベンゼン吸着量は38.2%であった。x=2.0であるから100×(1−0.8×1.45(0.3−x))=57.5でありMS硬度はこの値を下回っている。また、この球状活性炭の充填比重は0.49g/ml、長径と短径の比は1〜1.5の範囲であった。
市販の球状活性炭として日本エンバイロケミカルズ製X−7000(商品名)、平均粒径1.6mmのものの物性を測定した。MS硬度は28.6%、x=1.6であるから100×(1−0.8×1.45(0.3−x))=50.7でありこの球状活性炭のMS硬度はこの値を下回っている。なお、Bz吸着量は31.6%であった。
特許文献3(特開平03−030834号公報)実施例の記載に準じて球状活性炭の製造を実施した。原料石炭として瀝青炭を用い、水分2%まで乾燥した後、100メッシュ以下に粉砕した。得られた微粉炭に粘結材として別途調製したパルプ廃液を原料瀝青炭100重量部に対して12重量部添加し、同時に水を8重量部添加して回分式捏和機にて混合し、原料炭素材混合物を得た。これにさらに水を添加しながら、深江パウテック社製ハイスピードミキサーFS−G型(容量10リットル、直径400mm)を用いて40℃、回転数100rpmにて10分成形して平均粒径2.0mmの球状成形物を得た。加えた水の量は合計で原料瀝青炭100重量部に対して25重量部であった。得られた球状成形物を100℃で乾燥し、ロータリーキルン(直径600mm)にて窒素ガス流通下、250℃から600℃まで3.5℃/分の速度で昇温し、炭化を行った。得られた炭化品をロータリーキルン(直径400mm)にて900℃で水蒸気賦活(スチーム分圧49%)した。得られた活性炭の平均粒径は1.7mmであった。
実施例1〜7、比較例1〜3の活性炭について粉化率を測定した。ここでいう粉化率は、予め乾燥させた球状活性炭1.0gを100ml共栓付三角フラスコに入れ、200rpmで3時間振とうし、その後、エタノールを25ml加え140rpm×30分振とうさせた後、直ちに懸濁液を取り650nmの吸光度を吸光度計にて測定し、これを予め作成した検量線によって懸濁液濃度に換算し、粉化率として表示したものである。上記粉化率は活性炭を自動車燃料蒸散防止装置(キャニスター)等で使用した場合の発塵性の指標となる。
Claims (6)
- 非溶融性固体炭素質材料を原料とする球状活性炭であって、その平均粒径をx(mm)、MS硬度をy(%)としたとき、xが0.5以上20.0以下の範囲において、yが100×(1−0.8×1.45(0.3−x))以上である球状活性炭。
- 非溶融性固体炭素質材料がヤシ殻炭化物及び石炭から選ばれる少なくとも一つである請求項1記載の球状活性炭。
- 球状活性炭の平均粒径が0.5mm以上、5.0mm以下である請求項1又は2記載の球状活性炭。
- 球状活性炭のベンゼン吸着量が25%以上、65%以下である請求項1〜3いずれかに記載の球状活性炭。
- 球状活性炭が自動車燃料蒸散防止用活性炭である請求項1〜4いずれかに記載の球状活性炭。
- 非溶融性固体炭素質材料100重量部および炭化性バインダー20〜60重量部を含む混合物を一旦ストランド状に押出し、カットした後転動造粒にて球形状に成形し、酸素濃度5〜22%雰囲気下400℃以下で不融化し、不活性ガス雰囲気下500〜800℃で炭化し、スチーム分圧10〜70%雰囲気下800〜1000℃で賦活処理する請求項1〜5いずれかに記載の球状活性炭の製造方法。
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