KR20120074078A - 활성탄 제조방법 - Google Patents
활성탄 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120074078A KR20120074078A KR1020100136032A KR20100136032A KR20120074078A KR 20120074078 A KR20120074078 A KR 20120074078A KR 1020100136032 A KR1020100136032 A KR 1020100136032A KR 20100136032 A KR20100136032 A KR 20100136032A KR 20120074078 A KR20120074078 A KR 20120074078A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- activated carbon
- heat treatment
- treatment step
- temperature heat
- wood
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 126
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 claims abstract description 11
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 29
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 23
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract 1
- 241001133760 Acoelorraphe Species 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- RPAJSBKBKSSMLJ-DFWYDOINSA-N (2s)-2-aminopentanedioic acid;hydrochloride Chemical class Cl.OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O RPAJSBKBKSSMLJ-DFWYDOINSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000004375 physisorption Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000007420 reactivation Effects 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- -1 siloxanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
- C01B32/312—Preparation
- C01B32/336—Preparation characterised by gaseous activating agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/52—Hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/81—Solid phase processes
- B01D53/82—Solid phase processes with stationary reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
- B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/102—Carbon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
황화수소 및 실록산을 흡착율을 동시에 향상시킬 수 있는 활성탄 제조방법이 소개된다. 활성탄 제조방법은 목질계 원료를 800-900℃의 온도를 유지하면서 수증기를 일정 시간동안 흘려 보내 실록산 흡착에 유리한 표면 활성화를 조성하는 고온 열처리 단계와, 고온 열처리 단계에서 표면 활성화된 목질계 원료를 400-500℃의 온도를 유지하면서 산소를 함유한 공기를 일정 시간동안 흘려 보내 황화수소 흡착에 유리한 산소함유 관능기를 부여하는 저온 열처리 단계를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 활성탄 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바이오가스에 함유된 황화수소 및 실록산을 동시에 제거할 수 있는 활성탄 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 가축분뇨, 음식물 쓰레기, 하수 슬러지 등의 고농도 유기성 폐기물을 처리하는 혐기성 소화조와 매립지에서는 유기 물질이 혐기성 상태에서 분해되면서 바이오가스가 발생된다.
이러한 바이오 가스의 주성분은 메탄(50~70%)과 이산화탄소(30~50%)이며, 황화수소를 비롯한 암모니아, 수소, 질소, 휘발성유기화합물, 및 실록산 등의 불순 물질이 포함되어 있다. 바이오가스는 메탄이 주성분이기 때문에, 가연성 물질로서 에너지원으로 사용이 가능하다. 이러한 이유로 인하여 바이오가스는 신재생 에너지원으로서 보일러, 열병합 발전 등 전기나 열을 생산하는 공정의 연료로서 사용되고 있다.
특히, 대부분의 바이오가스 처리 시설에서는 바이오가스 중에 포함된 메탄 이외의 불순 물질을 제거하기 위한 전처리 설비를 구비하고 있다. 그리고 종래 기술의 경우, 바이오가스에 함유되어 있는 황화수소를 제거하기 위한 황화수소 흡착제와, 실록산을 제거하기 위한 실록산 흡착제를 각각 사용한다.
그런데, 이러한 종래 기술의 경우 황화수소 및 실록산을 제거하기 위해 황화수소 흡착제 및 실록산 흡착제를 각각 사용하므로, 바이오가스 정제공정이 복잡해지고, 그에 따른 정제시간과 비용 등이 증가되는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 바이오가스의 실론산 및 황화수소를 동시에 효과적으로 흡착할 수 있는 활성탄 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 활성탄 제조방법은, 목질계 원료를 800-900℃의 온도로 유지하면서 수증기를 일정 시간동안 흘려 보내 실록산 흡착에 유리한 표면 활성화를 조성하는 고온 열처리 단계와, 상기 고온 열처리 단계에서 표면 활성화된 목질계 원료를 400-500℃의 온도로 유지하면서 산소를 함유한 공기를 일정 시간동안 흘려 보내 황화수소 흡착에 유리한 산소함유 관능기를 부여하는 저온 열처리 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 목질계 원료는 건조된 야자각(coconut shell)을 분쇄한 야자각 분말이다.
바람직하게, 상기 고온 열처리 단계는 수증기 유량을 분당 1-1.5cc 범위 내에서 30-60분의 유지시간 동안 제공한다.
바람직하게, 상기 저온 열처리 단계는 공기 유량을 분당 50-60cc 범위 내에서 1-2시간의 유지시간 동안 제공하는 것을 특징으로 하는 활성탄 제조방법.
바람직하게, 상기 저온 열처리 단계는 부피비로 21%의 산소를 함유한 공기분위기 하에서 실시된다..
본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.
첫째, 본 발명은 대체 에너지원인 바이오가스에 함유한 불순물인 황화수소와 실록산을 동시에 제거함으로써, 바이오가스 정제공정을 단순화하고 이를 통해 바이오가스 정제공정에 필요한 경비를 절감할 수 있다는 이점이 있다.
둘째, 본 발명은 목질계 원료에 표면 활성화를 조성하는 동시에 산소함유 관능기를 부여함으로써, 실론산 및 황화수소의 흡착력을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 활성탄 제조방법를 도시한 블록도.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 활성탄 제조방법은, 일정 범위의 온도내에서 수증기를 투입하여 목질계 원료의 표면 활성화를 조성하고 산소를 함유한 공기를 투입하여 산소함유 관능기를 부여함으로써, 실론산 및 황화수소의 흡착력을 향상시킬 수 있다.
이를 구현하기 위해, 본 발명은 목질계 원료를 800-900℃의 온도로 유지하면서 수증기를 일정 시간동안 흘려 보내는 고온 열처리 단계(S1)와, 목질계 원료를 400-500℃의 온도로 유지하면서 산소를 함유한 공기를 일정 시간동안 흘려 보내는 저온 열처리 단계(S2)를 포함한다.
여기서, 목질계 원료를 가열하는 열처리 온도와, 수증기의 공급유량 및 공급시간과, 공기의 공급유량 및 공급시간은 각각 독자의 특성이 있기 때문에 실록산 및 황화수소를 효과적으로 흡착시키기 위한 적절한 범위가 존재하는 바, 그 적절한 범위 구하기 위하여, 본 발명자가 수많은 시행착오를 거쳤으며, 그 결과 다음의 범위에서 실록산 및 황화수소의 흡착제거율이 현저한 상승한다는 것을 발견하게 되었다.
구체적으로, 고온 열처리 단계(S1)는 목질계 원료로서 건조한 야자각을 분쇄한 후, 800-900℃의 고온 온도하에서 수증기를 공급하되, 수증기 유량을 분당 1-1.5cc으로 하여 30-60분의 유지시간 동안 제공함으로써, 야자각 활성탄의 기공을 조절한다. 이때, 바이오가스중 함유된 실록산이 활성탄에 흡착제거되는 물리흡착은 반데르 왈스힘에 의하여 실록산이 활성탄 표면에 존재하는 활성점에 흡착하는 현상을 이용하는데, 실록산은 분자량이 300이상인 고분자량화합물이므로, 활성탄 표면에 존재하는 활성점에 용이하게 흡착될 수 있다.
특히, 본 발명의 고온 열처리 단계에서 야자각을 목질계 원료로 하여 수증기 활성화법을 활용하는 이유는, 이산화탄소 활성화법에 비해 활성탄 표면에 생성되는 활성점을 많이 분포할 수 있기 때문이다.고온의 온도하에서 수증기는 목질계 원료인 탄소와 반응하여 부분산화되지만, 고온의 온도하에서 이산화탄소는 탄소와 완전산화반응이 일어난다.
또한, 수증기를 활성화시키기 위한 열처리온도를 800-900℃로 한정하는 이유는, 활성탄 표면의 활성점을 최대한 많이 분포할 수 있도록 하기 위해서이다. 즉, 활성화온도가 900℃이상이면 목질계 원료인 야자각의 산화율이 높아 활성점 생성이 어려워지고, 800℃이하이면 수증기와 야자각 사이에 반응이 일어나지 않아 활성점이 충분히 생성되지 못하게 되는 문제가 있다. 그리고 활성화온도에서 수증기 유량을 분당 1-1.5cc로 한정하고 유지시간을 30-60분으로 한정하는 이유는 활성점 생성과 매우 밀접한 관계를 가지고 있다. 예컨대, 수증기 유량 및 유지시간이 상술한 범위를 벗어나게 되면, 활성탄 표면의 활성점이 최대한 분포하지 못해 실록산을 효과적으로 흡착제거할 수 있는 활성탄을 제조할 수가 없다.
한편, 저온 열처리 단계(S2)는 고온 열처리 단계에서 표면 활성화된 목질계 원료, 예컨대 야자각을 부피비로 21%의 산소를 함유한 공기분위기 하에서, 산소부활과정으로 400-500℃의 온도하에서 공기유량을 분당 50-60cc로 하여 1-2시간의 유지시간을 거침으로써, 활성탄의 표면관능기인 산소함유기가 생성되도록 한다.
이때, 야자각을 21%의 산소를 함유한 공기분위기 하에서, 열처리온도를 400-500℃으로 한정하는 이유는, 활성탄 표면의 활성점이 손실되지 않도록 하기 위해서이다. 예컨대, 열처리온도가 500℃이상이면 활성점이 감소하게 되어 실록산 흡착이 감소하게 되는 문제가 있고, 400℃이하이면 활성탄 표면의 활성점이 감소하지 않지만 활성탄 표면에 산소함유 관능기가 형성되지 않아 황화수소가 흡착하지 못하는 문제가 발생된다. 그리고 공기유량을 분당 50-60cc하여 1-2시간 동안 유지시간을 지속하는 이유는 해당 범위에서 활성탄 표면의 활성점이 손실되지 않으면서 활성탄 표면에 산소함유 관능기를 효과적으로 형성할 수 있기 때문이다.
이와 같이, 본 발명은 표면 활성화를 조성한 활성탄을 제조한 후, 활성탄 표면에 산소함유 관능기를 부여함으로써, 바이오가스로부터 실록산 및 황화수소를 용이하고 효과적으로 흡착제거할 수 있는 것이다.
이하, 본 발명에 따라 제조된 활성탄에 대한 실시예와 비교예를 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에서는 분쇄한 야자각을 관상로에 넣고 상술한 고온 열처리 단계와 저온 열처리 단계를 거쳐 활성탄을 제조한 후, 제조된 활성탄을 원통형반응기에 충진한다.
제조된 활성탄이 원통형반응기에 충진되면, 100ppm의 황화수소와 10ppm의 실록산이 함유한 혼합가스를 원통형반응기의 입구측에 투입하고, 원통형반응기에서 활성탄과 혼합가스를 반응시킨 후 원통형반응기의 출구측에서 배출되는 황화수소 및 실록산의 함량을 측정한다. 이후, 원통형반응기의 입구측 황화수소 및 실록산의 함량과 출구측 황화수소 및 실록산의 함량을 비교함으로써, 황화수소와 실록산의 흡착제거율을 측정한다.
[실시예 1]
분쇄한 야자각을 관상로에 넣고 수증기 활성화온도를 800℃로 하고 수증기 유량을 분당 1.5cc이면서 유지시간을 50분으로 하여 활성탄의 표면을 활성화시키고, 표면이 활성화된 활성탄을 500℃의 온도하에서 50cc의 공기유량을 흘려 보내 1시간 30분을 유지함으로써, 최종적으로 활성탄을 제조하였다. 이렇게 제조된 활성탄을 상술한 원통형반응기에 투입하여 반응시킨 결과, 활성탄의 실록산 흡착제거율은 95%로 측정되었고, 황화수소 흡착제거율은 97%로 측정되었다.
[실시예 2]
분쇄한 야자각을 관상로에 넣고 수증기 활성화온도를 850℃로 하고 수증기 유량을 분당 1.0cc이면서 유지시간을 40분으로 하여 활성탄의 표면을 활성화시키고, 표면이 활성화된 활성탄을 500℃의 온도하에서 50cc의 공기유량을 흘려 보내 1시간 30분을 유지하여 최종적으로 활성탄을 제조하였다. 이렇게 제조된 활성탄을 상술한 원통형반응기에 투입하여 반응시킨 결과, 활성탄의 실록산 흡착제거율은 97%로 측정되었고, 황화수소 흡착제거율은 99%로 측정되었다.
[실시예 3]
분쇄한 야자각을 관상로에 넣고 수증기 활성화온도를 850℃로 하고 수증기 유량을 분당 1.0cc이면서 유지시간을 40분으로 하여 활성탄의 표면을 활성화시키고, 표면이 활성화된 활성탄을 450℃의 온도하에서 60cc의 공기유량을 흘려 보내 70분을 유지하여 최종적으로 활성탄을 제조하였다. 이렇게 제조된 활성탄을 상술한 원통형반응기에 투입하여 반응시킨 결과, 활성탄의 실록산 흡착제거율은 97%로 측정되었고, 황화수소 흡착제거율은 92%로 측정되었다.
상술한 실시예에서는 실시예 2가 실시예 1에 비하여 황화수소 및 실록산 제거율이 상승하였는데, 이는 활성화온도가 높아 활성탄 표면에 생성된 활성점이 증가하였기 때문이며, 활성점 증가로 인하여 산소함유 관능기가 증가하게 되어 황화수소 제거율이 증가하게 된 것으로 판단되었다.
아울러, 실시예 3은 실시예 2에 비하여 수증기 활성화조건이 같아 실록산 제거율은 같지만, 황화수소 제거율이 감소한 것은 저온 열처리온도가 낮아 활성탄 표면에 산소함유 관능기가 충분히 형성되지 않았기 때문인 것으로 판단된다.
[비교예 1]
분쇄한 야자각을 관상로에 넣고 수증기 활성화온도를 750℃로 하고, 수증기 유량을 분당 1.0cc이면서 유지시간을 40분으로 하여 활성탄의 표면을 활성화시키고, 표면이 활성화된 활성탄을 350℃의 온도하에서 60cc의 공기유량을 흘려 보내 70분을 유지하여 최종적으로 활성탄을 제조하였다. 이렇게 제조된 활성탄을 상술한 원통형반응기에 투입하여 반응시킨 결과, 활성탄의 실록산 흡착제거율은 67%로 측정되었고, 황화수소 흡착제거율은 70%로 측정되었다.
[비교예 2]
분쇄한 야자각을 관상로에 넣고 수증기 활성화온도를 750℃로 하고, 수증기 유량을 분당 1.5cc이면서 유지시간을 50분으로 하여 활성탄의 표면을 활성화시키고, 표면이 활성화된 활성탄을 550℃의 온도하에서 50cc의 공기유량을 흘려 보내 90분을 유지하여 활성탄을 제조하였다. 이렇게 제조된 활성탄을 상술한 원통형반응기에 투입하여 반응시킨 결과, 활성탄의 실록산 흡착제거율은 75%로 측정되었고, 황화수소 흡착제거율은 72%로 측정되었다.
[비교예 3]
분쇄한 야자각을 관상로에 넣고 수증기 활성화온도를 950℃로 하고, 수증기 유량을 분당 1.0cc이면서 유지시간을 50분으로 하여 활성탄의 표면을 활성화시키고, 표면이 활성화된 활성탄을 350℃의 온도하에서 60cc의 공기유량을 흘려 보내 70분을 유지하여 활성탄을 제조하였다. 이렇게 제조된 활성탄을 상술한 원통형반응기에 투입하여 반응시킨 결과, 활성탄의 실록산 흡착제거율은 73%로 측정되었고, 황화수소 흡착제거율은 78%로 측정되었다.
상술한 비교예 1~3에서는 실시예 1~3에 비하여 황화수소 및 실록산 제거율이 저하되었는데, 이는 활성화온도가 본 발명에서 제시한 활성화온도인 800-900℃ 보다 높거나 낮고 저온 열처리온도가 낮아, 실록산 흡착제거율과 황화수소 제거율이 감소하게 된 것으로 판단된다.
상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
S1 :고온 열처리 단계 S2 :저온 열처리 단계
Claims (5)
- 목질계 원료를 800-900℃의 온도로 유지하면서 수증기를 일정 시간동안 흘려 보내 실록산 흡착에 유리한 표면 활성화를 조성하는 고온 열처리 단계; 및
상기 고온 열처리 단계에서 표면 활성화된 목질계 원료를 400-500℃의 온도로 유지하면서 산소를 함유한 공기를 일정 시간동안 흘려 보내 황화수소 흡착에 유리한 산소함유 관능기를 부여하는 저온 열처리 단계를 포함하는 활성탄 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 목질계 원료는 건조된 야자각(coconut shell)을 분쇄한 야자각 분말인 것을 특징으로 하는 활성탄 제조방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 고온 열처리 단계는 수증기 유량을 분당 1-1.5cc 범위 내에서 30-60분의 유지시간 동안 제공하는 것을 특징으로 하는 활성탄 제조방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 저온 열처리 단계는 공기 유량을 분당 50-60cc 범위 내에서 1-2시간의 유지시간 동안 제공하는 것을 특징으로 하는 활성탄 제조방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 저온 열처리 단계는 부피비로 21%의 산소를 함유한 공기분위기 하에서 실시되는 것을 특징으로 하는 활성탄 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100136032A KR20120074078A (ko) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | 활성탄 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100136032A KR20120074078A (ko) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | 활성탄 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120074078A true KR20120074078A (ko) | 2012-07-05 |
Family
ID=46708344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100136032A KR20120074078A (ko) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | 활성탄 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20120074078A (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140080910A (ko) * | 2012-12-20 | 2014-07-01 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 목재 성형물을 원료로 한 다공성 조립 활성탄의 제조 방법 및 그로부터 제조된 다공성 조립 활성탄 |
| KR101439504B1 (ko) * | 2012-10-09 | 2014-09-15 | 주식회사 포스코 | 황화수소 제거용 활성탄 제조방법 및 이에 의해 제조되는 활성탄 |
| KR20180009628A (ko) | 2016-07-19 | 2018-01-29 | 한국과학기술원 | 활성탄의 제조 방법 |
| KR20180058239A (ko) | 2016-11-23 | 2018-06-01 | 주식회사 유기산업 | 바이오매스를 이용한 필터용 활성탄의 제조방법 |
-
2010
- 2010-12-27 KR KR1020100136032A patent/KR20120074078A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101439504B1 (ko) * | 2012-10-09 | 2014-09-15 | 주식회사 포스코 | 황화수소 제거용 활성탄 제조방법 및 이에 의해 제조되는 활성탄 |
| KR20140080910A (ko) * | 2012-12-20 | 2014-07-01 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 목재 성형물을 원료로 한 다공성 조립 활성탄의 제조 방법 및 그로부터 제조된 다공성 조립 활성탄 |
| KR20180009628A (ko) | 2016-07-19 | 2018-01-29 | 한국과학기술원 | 활성탄의 제조 방법 |
| KR20180058239A (ko) | 2016-11-23 | 2018-06-01 | 주식회사 유기산업 | 바이오매스를 이용한 필터용 활성탄의 제조방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112387269A (zh) | 剩余污泥和榛子壳共热解制备生物炭及其光催化改性方法 | |
| US20110244555A1 (en) | Method and system for purifying raw gases, particularly biogas, for obtaining methane | |
| US20120097027A1 (en) | Method and system for purifying biogas for extracting methane | |
| US10927008B2 (en) | Method and device for upgrading of biogas and hydrogen production from anaerobic fermentation of biological material | |
| CN107324331A (zh) | 一种利用农林果壳废弃物制备生物质活性炭的方法 | |
| KR101442730B1 (ko) | 연료전지용 바이오가스 전처리 장치 | |
| KR20120074078A (ko) | 활성탄 제조방법 | |
| CN107814385A (zh) | 一种利用生物质焦处理工业废水并制备石墨型多孔碳材料的方法 | |
| JPWO2017072891A1 (ja) | 水素回収法 | |
| Fan et al. | Synthesis of sewage sludge biochar in molten salt environment for advanced wastewater treatment: Performance enhancement, carbon footprint and environmental impact reduction | |
| Lapa et al. | Production of biogas and BioH2: biochemical methods | |
| TWI522321B (zh) | 使用臭氧來促進厭氧消化的方法 | |
| KR20120119755A (ko) | 저온 바이오가스 분리방법 | |
| KR100964633B1 (ko) | 실록산 제거용 탄소계 활성탄 흡착제 | |
| KR20120018957A (ko) | 황화수소 및 실록산 동시제거용 활성탄 흡착제 제조방법 | |
| WO2009083969A1 (en) | Method and system for producing methane enriched biogas | |
| CN115155547A (zh) | 一种沼渣原位利用作为沼气脱硫剂的方法 | |
| KR102221791B1 (ko) | 하수처리 부산물의 에너지 절약형 자원화 시스템 및 자원화 방법 | |
| JP2005058841A (ja) | 脱硫装置、脱硫方法 | |
| KR101455048B1 (ko) | 난분해성 물질 제거장치 및 이를 이용한 난분해성 물질 제거방법 | |
| CN105219462A (zh) | 改性hcng燃料制备方法及制备系统 | |
| CN101766999B (zh) | Nd2O3-ACF催化剂及制备方法和应用 | |
| CN111348976A (zh) | 一种由烟气脱硫脱硝后废弃的活性炭制备多元素复合肥的方法 | |
| CN112004933A (zh) | 有机物质的制造方法 | |
| KR102093139B1 (ko) | 실록산 흡착제, 이의 제조방법 및 실록산 제거방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |