JP2014084261A - 酢酸セルロースの粒子状炭化物の賦活装置 - Google Patents

Abstract

【課題】酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活することにより、煩雑な洗浄を行なわなくとも、キャパシタの電極活物質として利用することができる低金属含有量の活性炭を得るための賦活装置を提供すること。
【解決手段】酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活して活性炭を得るための、耐熱性円筒体１３、その両端部のそれぞれに備えられた、耐熱性円筒体を回転可能に支持するフード１４、１５、フードの一方に備えられた酢酸セルロースの粒子状炭化物１１の供給口１６、他方のフードに備えられた賦活処理済の粒子状炭化物１２の排出通路１７、前記フードのいずれか一方に備えられた賦活ガス供給口１８を含む外熱式ロータリーキルンであって、上記耐熱性円筒体１３の少なくとも内側表面がセラミック材料から形成され、かつ上記フード１５の少なくとも賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路１７及びその排出口１７ａの周囲を含む表面領域がセラミック材料から形成されている賦活装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、粒子状の炭化物を賦活して活性炭を得るための賦活装置、特にキャパシタの電極活物質として有用な低金属含有量の活性炭を得るための賦活装置に関する。

活性炭は、各種の工業分野にわたって広く使用されており、空気浄化、放射性物質吸着、ヨウ素トラップ、メタン吸蔵、水素吸蔵、浄水製造、溶剤回収、脱色、水処理、ガスマスクなどに利用されている。また、近年では、キャパシタ（電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ）の電極活物質としても用いられている。この内、キャパシタの電極活物質として用いる活性炭としては、キャパシタの耐久性を改善するため、不純物として金属をなるべく含まないもの（例えば、鉄の含有量が５０ｐｐｍ以下のもの）が望まれている。

活性炭は通常、椰子殻に代表される植物原料を炭化して得られた炭化物を、賦活装置（ロータリーキルン）の内部で、賦活ガスの存在下に高温に加熱して賦活処理することにより製造される。製造される活性炭には、植物原料に混入していた金属が取り込まれる。例えば、椰子殻の場合、原料中に数十ｐｐｍの鉄等の重金属が含まれ、炭化や賦活工程で濃縮され、活性炭中に数百ｐｐｍ存在することもある。このため、製造された活性炭をキャパシタの電極活物質として使用するためには、活性炭を酸やアルカリで繰り返して洗浄するという極めて煩雑な作業が必要になる。

一方、活性炭の原料として、酢酸セルロースを用いることも知られている。酢酸セルロースは、フィルム状あるいは繊維状に成形され、様々な用途に利用されている。例えば、酢酸セルロースフィルムは、液晶表示装置が備える偏光板の保護フィルムとして用いられている。また、酢酸セルロース繊維の塊状物は、タバコフィルタとして用いられている。活性炭の原料として酢酸セルロースを用いると、上記の保護フィルムやタバコフィルタの製造過程で大量に発生する不良品、規格外品、あるいは端材を有効に利用することができる。更に、酢酸セルロースは、金属成分を含まないため、製造される活性炭は、原則的には、金属を殆ど含まない筈である。

特許文献１には、セルロースアシレート（例、酢酸セルロース）フィルムを活性炭の原料として再利用することを目的とする活性炭の製造方法が開示されている。この製造方法では、セルロースアシレートを主成分とする有機物を炭化することにより生成した炭化物を賦活することにより活性炭を製造する。この文献の実施例１では、ロータリーキルン（耐熱性円筒体）に供給した炭化物を炭酸ガス（賦活ガス）の存在下に加熱することにより活性炭を製造している。

特許文献２には、酢酸セルロースを炭化、次いで所定温度で加熱することにより残留する酢酸を除去し、これにより得られた炭化物を賦活して活性炭を製造する方法が開示されている。この文献には、賦活の処理にロータリーキルンを用いることが好ましいとの記載がある。また、上記方法で製造した活性炭は、電気二重層キャパシタの電極活物質として有用であると記載されている。

特許文献３には、石英ガラス管によってできた石英ロータリーキルン（石英ガラス製の耐熱性円筒体）、石英ロータリーキルンの片側から賦活前の炭化物を投入する投入手段、石英ロータリーキルン内へ水蒸気（賦活ガス）を供給する水蒸気供給手段、そして回転する石英ロータリーキルンの外側から石英ロータリーキルンの中を搬送される炭化物を放射熱により加熱する放射式加熱手段を備える活性炭製造装置が開示されている。

特開２００８−２０１６６４号公報 国際公開第２０１２／０７４０５４号パンフレット 特開２００１−２２０１１８号公報

本発明の課題は、酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活することにより、煩雑な洗浄を行なわなくとも、キャパシタの電極活物質として有用な低金属含有量の活性炭を得ることができる賦活装置を提供することにある。

本願発明の発明者の研究の結果、ロータリーキルンを利用する賦活装置が備える耐熱性円筒体が金属材料製であると、賦活の際に高温（例えば、７５０〜１１００℃）になった耐熱性円筒体の内側表面から微量に発生する金属蒸気が、この耐熱性円筒体の内側表面に接触する炭化物（もしくは活性炭）に取り込まれ、活性炭の金属含有量を増加させることが判明した。また、炭化物が金属面と擦れて金属が混入することもある。このため、耐熱性円筒体の内側表面を、石英ガラスに代表されるセラミック材料から形成することについて検討した。セラミック材料は、仮に金属をその酸化物や窒化物などの形態で含むものであっても、賦活の際に炭化物を加熱する温度領域においては、金属蒸気を殆ど発生しないからである。

しかしながら、例えば、石英ガラス製の耐熱性円筒体を用いて酢酸セルロースの炭化物を賦活して活性炭を製造した場合でも、得られる活性炭の金属含有量、例えば、鉄含有量は約５０ｐｐｍ程度にまで低減するものの、電気二重層キャパシタの電極活物質としての使用を考慮すると必ずしも十分とは云えなかった。

本願発明の発明者が更に研究を進めた結果、次のことが判明した。ロータリーキルンの耐熱性円筒体の両端部のそれぞれに装着されるフードは、その作製が容易になることから、一般に鋼に代表される金属材料から形成される。このフードは、金属蒸気が発生するほどの高温に加熱されることはない。しかしながら、賦活の際に高温に加熱された耐熱性円筒体の内部において、酢酸セルロースの粒子状炭化物に残留している酢酸の蒸気、そして特に賦活ガスとして水蒸気を用いた場合には、その水蒸気が接触して、上記フードの金属材料を腐食させる。リン酸化合物を可塑剤として含む酢酸セルロースフィルムの場合、腐食が特に著しい。このため、フードの内側表面には、腐食により生成した金属酸化物が付着する。そして、耐熱性円筒体の内部で賦活され、フードに設けられた排出通路を介して排出される賦活処理済の粒子状炭化物（すなわち活性炭）は、上記フードの排出通路やその開口の周囲を含む表面領域に接触すると、その際にフード内側表面に付着している上記金属酸化物を取り込み、その結果、活性炭の金属含有量が増加する。

従って、本発明は、酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活して活性炭を得るための、耐熱性円筒体、耐熱性円筒体の両端部のそれぞれに備えられた、上記耐熱性円筒体を回転可能に支持するフード、フードの一方に備えられた酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口、他方のフードに備えられた賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路、前記フードのいずれか一方に備えられた賦活ガス供給口を含む外熱式ロータリーキルンである賦活装置であって、上記賦活装置の賦活ガス供給口が水蒸気供給口であって、上記耐熱性円筒体の少なくとも内側表面がセラミック材料から形成され、かつ上記フードの少なくとも賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路及びその排出口の周囲を含む表面領域がセラミック材料から形成されていることを特徴とする賦活装置にある。

本発明の賦活装置の好ましい態様は、次の通りである。
（１）耐熱性円筒体が石英ガラス製である。
（２）賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路を備えるフードが、内側表面に溶射セラミック材料層を備えるフードである。

（３）酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口が、フードを貫通する炭化物供給管の先端部に備えられている。
（４）炭化物供給管の少なくとも耐熱性円筒体側の先端部周辺の外周面がセラミック材料から形成されている。

（５）炭化物供給管が貫通するフードの内側表面がセラミック材料から形成されている。
（６）水蒸気供給口が賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路を有するフードに備えられている。

（７）耐熱性円筒体の内周面に、賦活下にある酢酸セルロースの粒子状炭化物を耐熱性円筒体の回転時に、その攪拌を可能にする、長さ方向に伸びる突起が備えられている。
（８）突起が耐熱性円筒体の半径方向に対して傾斜していて、この突起の先端部が基部よりも耐熱性円筒体の回転方向の前方側に配置されている。

本発明の賦活装置を用いて、酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活することにより、煩雑な洗浄を行なわなくとも、キャパシタの電極活物質として利用することができる低金属含有量の活性炭を製造することができる。

本発明の賦活装置の構成例を示す図である。 本発明の賦活装置に用いることができる耐熱性円筒体の別の構成例を示す断面図である。

本発明の賦活装置の代表的な実施態様を、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明の賦活装置の構成例を示す図である。

図１に示す本発明の賦活装置１０は、酢酸セルロースの粒子状炭化物１１を賦活して活性炭１２を得るための装置である。

酢酸セルロースの粒子状炭化物は、出発原料として酢酸セルロースを用いた粒子状の炭化物であり、酢酸セルロースを加熱により炭化して、これにより得られた酢酸セルロースの炭化物を破砕（あるいは粉砕）して粒子状に加工することにより得られる。なお、「粒子状炭化物」は、最大の直径が１０ｍｍ以下の粒子を含む炭化物を意味する。

酢酸セルロースの炭化物を得る方法は、例えば、上記の特許文献１及び特許文献２の各公報に記載されている。

賦活装置１０は、耐熱性円筒体１３、耐熱性円筒体１３の両端部のそれぞれに備えられた、耐熱性円筒体１３を回転可能に支持するフード１４、１５、前記フードの一方に備えられた酢酸セルロースの粒子状炭化物１１の供給口１６、他方のフード１５に備えられた賦活処理済の粒子状炭化物（すなわち活性炭）１２の排出通路１７、前記フードのいずれか一方（図１に示す賦活装置１０の場合にはフード１５）に備えられた賦活ガス供給口１８を含む外熱式ロータリーキルンである。

本発明の賦活装置１０は、その賦活ガス供給口１８が水蒸気供給口であって、耐熱性円筒体１３の少なくとも内側表面がセラミック材料から形成され、かつフード１５の少なくとも賦活処理済の粒子状炭化物１２の排出通路１７及びその排出口１７ａの周囲を含む表面領域がセラミック材料から形成されていることに特徴がある。

耐熱性円筒体１３は、石英ガラス製である。このように、耐熱性円筒体１３の内側表面は、セラミック材料（石英ガラス）から形成されている。

耐熱性円筒体１３の両端部のそれぞれには、フード１４、１５が備えられている。これらのフード１４、１５は、耐熱性円筒体１３を回転可能に支持している。

一方のフード１４には、酢酸セルロースの粒子状炭化物１１の供給口１６が備えられている。供給口１６は、フード１４を貫通する炭化物供給管２１の先端部に備えられている。

他方のフード１５には、賦活処理済の粒子状炭化物（すなわち活性炭）１２の排出通路１７が備えられている。排出通路１７は、排出口１７ａを備えている。

フード１５としては、内側表面に溶射セラミック材料層１９を備えるフードが用いられている。フード１５は、金属材料製の基体１５ａと上記溶射セラミック材料層１９とから構成されている。溶射セラミック材料層１９は、酸化ジルコニウム（ジルコニア）から形成されている。このように、フード１５の賦活処理済の粒子状炭化物１２の排出通路１７及びその排出口１７ａの周囲を含む表面領域は、セラミック材料（酸化ジルコニウム）から形成されている。

フード１５には、賦活ガス供給口１８が備えられている。賦活ガス供給口１８は、公知の水蒸気発生装置（図示していない）に接続されている。従って、賦活ガス供給口１８は、水蒸気供給口である。

このように、本発明の賦活装置としては、外熱式ロータリーキルンが用いられている。「外熱式ロータリーキルン」とは、その耐熱性円筒体の外部（好ましくは周囲）に加熱具を備えるロータリーキルンを意味する。

本発明の賦活装置１０の耐熱性円筒体１３の内側表面は、セラミック材料（石英ガラス）から形成されている。このため、耐熱性円筒体１３の内側表面との接触を介して、酢酸セルロースの粒子状炭化物もしくは賦活処理済の粒子状炭化物（活性炭）に金属が取り込まれることはない。

また、賦活装置１０が備えるフード１５の賦活処理済の粒子状炭化物１２の排出通路１７及びその排出口１７ａの周囲を含む表面領域は、セラミック材料（酸化ジルコニウム）から形成されている。従って、賦活の際に高温に加熱される耐熱性円筒体１３の内部で発生した、酢酸セルロースの粒子状炭化物中に残留する酢酸等の蒸気、あるいは賦活ガスとして用いる水蒸気が上記表面領域に接触しても、この表面領域にて金属酸化物が生成することはない。このため、上記表面領域との接触を介して、賦活処理済の粒子状炭化物（活性炭）に金属酸化物が取り込まれることはない。

従って、本発明の賦活装置１０を用いて、酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活することにより、煩雑な洗浄を行なわなくとも、キャパシタの電極活物質として利用することができる低金属含有量の活性炭を製造することができる。

以下では、本願発明の賦活装置の構成と好ましい実施態様とを、図１に示す賦活装置１０を代表例として、詳細に説明する。

酢酸セルロースの粒子状炭化物１１の出発原料として用いる酢酸セルロースは、その形態に特に制限はないが、フィルム状あるいは繊維状であることが一般的である。

酢酸セルロースは、酢酸の置換度が２〜３の範囲にあることが好ましい。酢酸セルロースは、トリアセチルセルロースを主成分とするセルロースであることが好ましい。酢酸セルロースは、可塑剤などの添加剤を含んでいてもよい。本発明の賦活装置で賦活する粒子状炭化物の出発原料としては、上記特許文献１及び特許文献２の各文献に記載の酢酸セルロースを用いることができる。

酢酸セルロースの炭化物は、例えば、酢酸セルロースを不活性気体中で加熱することにより得られる。酢酸セルロースの炭化は、例えば、上記特許文献１及び特許文献２の各文献に記載の方法を用いて実施することができる。

酢酸セルロースの炭化物を破砕（粉砕）することにより、酢酸セルロースの粒子状炭化物が得られる。破砕には、例えば、各種のミルを用いることができる。

酢酸セルロースの炭化物を予め粒子状にしておくと、粒子状の炭化物１１を、耐熱性円筒体１３の内部において十分に攪拌しながら賦活することができるため、賦活後に炭化物を破砕する場合と比較して、安定した品質（例、比表面積）の活性炭が得られる。

酢酸セルロースの粒子状炭化物は、ホッパ３１に投入される。ホッパ３１の底部に備えられたロータリーバルブ３２により、粒子状炭化物の一定量ずつが、バケットコンベア３３に送り出される。

バケットコンベア３３により搬送された粒子状炭化物は、バタフライバルブ３５を閉じ、バタフライバルブ３４を開いた状態にて、接続管３６のバルブ３４、３５の間の部位に落下する。この際に、接続管３６のバルブ３４、３５の間の部位に、管体３７を介して窒素ガスを送り込む。この状態で、バルブ３４を閉じ、次いでバルブ３５を開くことにより、サイロ３８の内部への空気の流入を抑制した状態で、粒子状炭化物をサイロ３８に投入することができる。

サイロ３８の内部には、管体３８ａを介して窒素ガスが送り込まれる。サイロ３８の内部の空気は、上記の窒素ガスと共に管体３８ｂを介して外部に排出される。これにより、サイロ３８の内部は窒素ガスで満たされる。このため、耐熱性円筒体１３の内部に粒子状炭化物を供給する際に、この粒子状炭化物と共に空気が流入し難くなる。従って、耐熱性円筒体１３の内部での粒子状炭化物の急激な酸化を抑制（あるいは燃焼を防止）することができる。

サイロ３８に投入された粒子状炭化物は、サイロ３８の底部に備えられた炭化物供給管２１の先端部の供給口１６から、耐熱性円筒体１３の内部に供給される。炭化物供給管２１の内部には、粒子状炭化物を送り出すためのスクリュー（図示していない）が備えられている。

炭化物供給管の少なくとも耐熱性円筒体側の先端部周辺の外周面は、セラミック材料から形成されていることが好ましい。炭化物供給管は、外周面にセラミック材料層を備える炭化物供給管であることが好ましい。図１に示すように、炭化物供給管２１は、外周面に溶射セラミック材料層３９を備える炭化物供給管であることが更に好ましい。なお、炭化物供給管は、石英ガラス製（あるいは石英ガラス以外のセラミック材料製）であってもよい。

なお、炭化物供給管のフード１４よりも耐熱性円筒体１３の側の部分は、管状の形状にある必要はない。例えば、上記の炭化物供給管のフード１４よりも耐熱性円筒体１３の側の部分として、粒子状炭化物の通路となる溝を持つ部材を用いることもできる。この場合、上記の「酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口」は、上記の溝に粒子状炭化物を供給するためフード１４に形成される開口に相当する。

耐熱性円筒体１３は、石英ガラス製である。耐熱性円筒体として、例えば、セラミック材料製の耐熱性円筒体、あるいは内側表面にセラミック材料層を備える耐熱性円筒体を用いることもできる。

セラミック材料層は、セラミック材料を溶射して形成した溶射セラミック材料層であることが特に好ましい。

溶射セラミック材料層の形成には、周知の溶射方法を用いることができる。溶射方法の代表例としては、ガス溶射、フレーム溶射、およびアーク溶射が挙げられる。

溶射セラミック材料層の厚みは、一般に１０〜５００μｍの範囲内に、好ましくは１００〜２００μｍの範囲内に設定される。

セラミック材料の代表例としては、酸化ジルコニウム（Ｚｒ₂Ｏ）、および酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、およびスピネル（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）が挙げられる。

耐熱性円筒体１３の外周面には、フランジ４１、４２が備えられている。フランジ４１、４２には、それぞれ保護カバー４３、４４が取り付けられている。フランジ４１、４２は、それぞれ石英ガラス製であり、そして保護カバー４３、４４は、それぞれ金属材料製（代表例、鋼製）である。

石英ガラス製のフランジ４１、４２と、金属材料製の保護カバー４３、４４とでは、各々の熱膨張率の値が互いに大きく異なる。熱膨張の際に発生する応力によるフランジ４１、４２の破損を防止するため、フランジ４１、４２のそれぞれには、例えば、テフロンシート（図示していない）を介して保護カバー４３、４４が取り付けられている。

フランジ４１は、保護カバー４３を介して、耐熱性円筒体１３の周方向に沿って並べて配置された２個のローラ４５（そのうちの１個のローラは図１の紙面よりも手前側に配置されている）によって支持されている。同様に、フランジ４２は、保護カバー４４を介して、耐熱性円筒体１３の周方向に沿って並べて配置された２個のローラ４６により支持されている。耐熱性円筒体１３は、これらの合計で４個のローラにより回転可能に支持されている。

耐熱性円筒体１３の外周面には、上記とは別のフランジ４７が備えられている。フランジ４７には、スプロケット４８が取り付けられている。スプロケット４８は、チェーン４９を介して、回転駆動装置５１に接続されている。

従って、回転駆動装置５１を作動させることにより、上記スプロケット４８と共に、ローラ４５、４６に支持された耐熱性円筒体１３を、その周方向に回転させることができる。

耐熱性円筒体１３の回転速度は、通常は０．０１〜１０ｒｐｍ、好ましくは０．１〜５ｒｐｍ、特に好ましくは０．１〜３ｒｐｍの範囲内に設定される。

耐熱性円筒体１３は、上記のローラ４５、４６を介して、基台７３の上に設置されている。基台７３は、その下面に備えられた軸７４を中心に傾斜移動することが可能とされている。ジャッキ７５を作動させ、基台７３の一方の端部を上昇させると、基台７３に支持されている耐熱性円筒体１３を傾斜した状態に配置することができる。これにより、上記のように回転する耐熱性円筒体１３の内部に供給された粒子状炭化物が、排出通路１７を備えるフード１５の側に向かって移動する。

耐熱性円筒体１３の傾斜角度は、通常は１度以下、好ましくは０．００１〜０．５度、更に好ましくは０．００５〜０．２度、特に好ましくは０．００５〜０．１度の範囲内に設定される。

耐熱性円筒体１３の傾斜角度を調節することにより、粒子状炭化物を賦活処理する時間を、一般には１０分間〜１０時間の範囲内に、好ましくは３０分間〜５時間の範囲内に設定する。

耐熱性円筒体１３の周囲には、加熱具５２が設置されている。加熱具としては、例えば、抵抗加熱式のヒータ、あるいは高周波誘導加熱式のヒータを用いることができる。

加熱具５２により、耐熱性円筒体１３の内部の温度を、一般には７５０〜１１００℃の範囲内に、好ましくは８５０〜１１００℃の範囲内に設定する。

耐熱性円筒体１３は、その両端部のそれぞれに備えられたフード１４、１５により、回転可能に支持されている。フード１４、１５のそれぞれは、周方向に回転することのない状態にて、耐熱性円筒体１３の両端部のそれぞれに装着されている。耐熱性円筒体１３を回転可能に支持するため、耐熱性円筒体１３と各フードとの間には、シリコーンゴム製の環状パッキン（図示していない）が備えられている。

フード１５の少なくとも賦活処理済の粒子状炭化物１２の排出通路１７及びその排出口１７ａの周囲を含む表面領域は、セラミック材料から形成される。賦活処理済の粒子状炭化物１２の排出通路１７を備えるフード１５は、内側表面にセラミック材料層、特に好ましくは溶射セラミック材料層１９を備えるフードであることが好ましい。なお、このフードは、石英ガラス製（あるいは石英ガラス以外のセラミック材料製）であってもよい。

炭化物供給管２１が貫通するフード１４の内側表面は、セラミック材料から形成されていることが好ましい。フード１４は、内側表面にセラミック材料層、特に好ましくは溶射セラミック材料層を備えるフードであることが更に好ましい。なお、このフードもまた、石英ガラス製（あるいは石英ガラス以外のセラミック材料製）であってもよい。

フード１４、１５は、それぞれ台車５３、５４の上に設置されている。フード１４、１５は、それぞれ台車５３、５４と共にレール５５、５６に沿って（耐熱性円筒体の長さ方向に沿って）移動させることができる。これにより、賦活装置１０を組み立てる際、あるいは保守点検する際に、フード１４、１５を、耐熱性円筒体１３の側とは逆側に移動させ、耐熱性円筒体１３から取り外すことが可能とされている。

上記の賦活処理済の粒子状炭化物１２の排出通路１７を有するフード１５には、水蒸気（賦活ガス）供給口１８が備えられていることが好ましい。この場合、酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口１６を有するフード１４には、排気用のダクト５７が接続される。排気用のダクト５７には、バタフライバルブ５７ａが備えられている。バルブ５７ａの開き具合により、耐熱性円筒体１３の内部は、大気圧よりも高い圧力に調節されている。これにより、排気用のダクト５７から耐熱性円筒体１３の内部への空気の流入が抑制される。なお、賦活ガス供給口を、酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口１６を有するフード１４に設けることもできる。

フード１５には、更に不活性ガス供給口２０が備えられていることが好ましい。この供給口２０から不活性ガスを供給することにより、耐熱性円筒体１３の内部での粒子状炭化物の急激な酸化を抑制（あるいは燃焼を防止）することができる。なお、不活性ガスには、アルゴンガスやネオンガスに代表される希ガスに加えて、窒素ガスも含む。不活性ガスとしては、特に窒素ガスを用いることが好ましい。

フード１５は、接続管５８を介して、賦活処理済の炭化物（すなわち活性炭）を冷却するための管体５９に接続されている。管体５９の内部には、粒子状炭化物を送り出すためのスクリュー（図示していない）が備えられている。

管体５９の内部の活性炭の通路（スクリューの周囲の空間部）には、管体７１、７２を介して窒素ガスが送り込まれる。この窒素ガスは、上記の接続管５８、フード１５、耐熱性円筒体１３、フード１４、そして排気用のダクト５７を通って外部に排出される。

スクリューは、その中心軸上に冷却水の通路を備えていて、水冷可能とされている。管体６１により、スクリューの上記通路に冷却水が供給され、そして管体６２により、スクリューの上記通路から冷却水が排出される。

更に管体５９の周囲には、水冷式のクーラ６３が備えられている。管体６４により、クーラ６３の内部に冷却水が供給され、そして管体６５により、クーラ６３から冷却水が排出される。

管体５９の内部にて冷却された活性炭（賦活処理済の粒子状炭化物）は、バタフライバルブ６７を閉じ、バタフライバルブ６６を開いた状態にて、活性炭排出管６８のバルブ６６、６７の間の部位に落下する。この際に、活性炭排出管６８のバルブ６６、６７の間の部位に、管体６９を介して窒素ガスを送り込む。この状態で、バルブ６６を閉じ、次いでバルブ６７を開くことにより、粒子状炭化物を排出することができる。これにより、活性炭排出管６８、管体５９、接続管５８、そしてフード１５を介した、耐熱性円筒体１３の内部への空気の流入を抑制することができる。

図２は、本発明の賦活装置に用いることができる耐熱性円筒体の別の構成例を示す断面図である。図２に記入した矢印８４は、耐熱性円筒体８３の回転方向を示している。

図２に示す耐熱性円筒体８３の内周面には、賦活下にある酢酸セルロースの粒子状炭化物を耐熱性円筒体８３の回転時に、その攪拌を可能にする、（耐熱性円筒体８３の）長さ方向に伸びる突起８５、８６が備えられている。

耐熱性円筒体８３が回転すると、耐熱性円筒体８３の内部に供給された粒子状炭化物１１は、耐熱性円筒体８３の周壁と突起８５もしくは突起８６との間の空間部に収容され、耐熱性円筒体８３の上方の位置まで運ばれたのちに耐熱性円筒体８３の底部に落下する。これにより、粒子状炭化物１１が、耐熱性円筒体８３の内部において十分に攪拌されながら賦活されるため、安定した品質（例、比表面積）の活性炭が得られる。

図２に示すように、各々の突起、例えば、突起８６は、耐熱性円筒体８３の半径方向に対して傾斜していて、突起８６の先端部８６ａが基部８６ｂよりも耐熱性円筒体８３の回転方向（矢印８４が示す方向）の前方側に配置されていることが好ましい。

各突起と耐熱性円筒体８３の半径方向とのなす角度（鋭角）θが小さすぎると、粒子状炭化物１１が、耐熱性円筒体８３の内部で十分に上方の位置まで運ばれる前に、耐熱性円筒体８３の底部に落下する。また上記の角度θが大きすぎると、耐熱性円筒体８３の内部で上方の位置まで運ばれる粒子状炭化物の量が少なくなる。

各突起と耐熱性円筒体８３の半径方向とのなす角度（鋭角）θは、５乃至７０度の範囲内にあることが好ましく、１０乃至６０度の範囲内にあることが更に好ましく、２０乃至５０度の範囲内にあることが特に好ましい。

最後に、本発明の賦活装置の使用方法、すなわち酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活して活性炭を製造する方法を、図１に示す賦活装置（ロータリーキルン）１０を用いる場合を代表例として説明する。

この活性炭の製造方法は、耐熱性円筒体１３、耐熱性円筒体１３の両端部のそれぞれに備えられた、耐熱性円筒体１３を回転可能に支持するフード１４、１５、フードの一方に備えられた酢酸セルロースの粒子状炭化物１１の供給口１６、そして他方のフードに備えられた賦活処理済の粒子状炭化物１２の排出通路１７を含む外熱式ロータリーキルン１０の上記耐熱性円筒体１３に上記供給口１６を介して供給した酢酸セルロースの粒子状炭化物１１を、賦活ガスの存在下に加熱することにより賦活し、次いで賦活処理済の粒子状炭化物１２を上記排出通路１７を介して排出することを含む製造方法である。

この製造方法は、上記の酢酸セルロースの粒子状炭化物１１の賦活を、上記の賦活ガスとして水蒸気を用い、かつ上記耐熱性円筒体１３として少なくとも内側表面がセラミック材料から形成された耐熱性円筒体を用いて行なうこと、そして上記の賦活処理済の粒子状炭化物１２の排出を、上記フード１５として少なくとも賦活処理済の粒子状炭化物１２の排出通路１７及びその排出口１７ａの周囲を含む表面領域がセラミック材料から形成されたフードを用いて行なうことに特徴がある。

本発明の製造方法に使用する賦活装置１０の耐熱性円筒体１３の内側表面は、セラミック材料（石英ガラス）から形成されている。このため、耐熱性円筒体１３の内側表面との接触を介して、酢酸セルロースの粒子状炭化物もしくは賦活処理済の粒子状炭化物（活性炭）に金属が取り込まれることはない。

また、賦活装置１０のフード１５の賦活処理済の粒子状炭化物１２の排出通路１７及びその排出口１７ａの周囲を含む表面領域は、セラミック材料（酸化ジルコニウム）から形成されている。従って、賦活の際に高温に加熱される耐熱性円筒体１３の内部で発生した、酢酸セルロースの粒子状炭化物中に残留する酢酸の蒸気、あるいは賦活ガスとして用いる水蒸気が上記表面領域に接触しても、この表面領域にて金属酸化物が生成することはない。このため、上記表面領域との接触を介して、賦活処理済の粒子状炭化物（活性炭）に金属酸化物が取り込まれることはない。

従って、本発明の方法を実施することにより、酢酸セルロースの粒子状炭化物から、煩雑な洗浄を行なわなくとも、キャパシタの電極活物質として利用することができる低金属含有量の活性炭を製造することができる。

［実施例１］
図１に示す賦活装置１０を用いて、酢酸セルロースフィルムから作製した粒子状炭化物（鉄含有量：１０ｐｐｍ以下）を、下記のようにして賦活することにより、活性炭を製造した。

図１に示す賦活装置１０は、耐熱性円筒体１３が石英ガラス製であり、外周面に溶射セラミック材料層（酸化ジルコニウム層）３９を備える炭化物供給管２１と、各々内側表面に溶射セラミック材料層（酸化ジルコニウム層）１９を備えるフード１４、１５とが用いられている。

先ず、賦活装置１０のジャッキ７５を用いて、耐熱性円筒体１３の角度を０．０１度に設定した。次に、加熱具５２を作動させ、耐熱性円筒体１３の内部の温度を９５０℃に設定した。耐熱性円筒体１３を、回転駆動装置５１を作動させ、１ｒｐｍの速度にて回転させた。そして水蒸気供給口１８に水蒸気を、そして不活性ガス供給口２０に窒素ガスを供給した。

次いで、上記賦活装置１０のホッパ３１への酢酸セルロースの粒子状炭化物の投入を続け、粒子状炭化物を、炭化物供給管２１の供給口１６を介して耐熱性円筒体１３の内部に供給した。酢酸セルロースの粒子状炭化物１１を、耐熱性円筒体１３の内部で水蒸気の存在下に加熱することにより賦活処理した。賦活処理済の粒子状炭化物（活性炭）１２は、管体５９の内部で冷却したのち、活性炭排出管６８の下端部の開口から外部に取り出した。このようにして、酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活することにより活性炭を製造した。

製造された活性炭のＢＥＴ比表面積は２１０４ｍ²／ｇであり、そして鉄含有量は１２ｐｐｍであった。

１０ 賦活装置（ロータリーキルン）
１１ 酢酸セルロースの粒子状炭化物
１２ 賦活処理済の粒子状炭化物（活性炭）
１３ 耐熱性円筒体
１４、１５ フード
１５ａ 基体
１６ 酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口
１７ 賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路
１７ａ 排出口
１８ 賦活ガス供給口（水蒸気供給口）
１９ 溶射セラミック材料層
２０ 不活性ガス供給口
２１ 炭化物供給管
３１ ホッパ
３２ ロータリーバルブ
３３ バケットコンベア
３４、３５ バタフライバルブ
３６ 接続管
３７ 管体
３８ サイロ
３８ａ、３８ｂ 管体
３９ 溶射セラミック材料層
４１、４２ フランジ
４３、４４ 保護カバー
４５、４６ ローラ
４７ フランジ
４８ スプロケット
４９ チェーン
５１ 回転駆動装置
５２ 加熱具
５３、５４ 台車
５５、５６ レール
５７ 排気用のダクト
５７ａ バタフライバルブ
５８ 接続管
５９ 管体
６１、６２ 管体
６３ クーラ
６４、６５ 管体
６６、６７ バタフライバルブ
６８ 活性炭排出管
６９ 管体
７１、７２ 管体
７３ 基台
７４ 軸
７５ ジャッキ
８３ 耐熱性円筒体
８４ 耐熱性円筒体の回転方向を示す矢印
８５、８６ 突起
８６ａ 突起の先端部
８６ｂ 突起の基部

Claims (9)

1. 酢酸セルロースの粒子状炭化物を賦活して活性炭を得るための、耐熱性円筒体、該耐熱性円筒体の両端部のそれぞれに備えられた、該耐熱性円筒体を回転可能に支持するフード、該フードの一方に備えられた酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口、他方のフードに備えられた賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路、該フードのいずれか一方に備えられた賦活ガス供給口を含む外熱式ロータリーキルンである賦活装置であって、
   上記賦活装置の賦活ガス供給口が水蒸気供給口であって、上記耐熱性円筒体の少なくとも内側表面がセラミック材料から形成され、かつ上記フードの少なくとも賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路及びその排出口の周囲を含む表面領域がセラミック材料から形成されていることを特徴とする賦活装置。
2. 耐熱性円筒体が石英ガラス製である請求項１に記載の賦活装置。
3. 賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路を備えるフードが、内側表面に溶射セラミック材料層を備えるフードである請求項１もしくは２に記載の賦活装置。
4. 酢酸セルロースの粒子状炭化物の供給口が、フードを貫通する炭化物供給管の先端部に備えられている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の賦活装置。
5. 炭化物供給管の少なくとも耐熱性円筒体側の先端部周辺の外周面がセラミック材料から形成されている請求項４に記載の賦活装置。
6. 炭化物供給管が貫通するフードの内側表面がセラミック材料から形成されている請求項４もしくは５に記載の賦活装置。
7. 水蒸気供給口が賦活処理済の粒子状炭化物の排出通路を有するフードに備えられている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の賦活装置。
8. 耐熱性円筒体の内周面に、賦活下にある酢酸セルロースの粒子状炭化物を耐熱性円筒体の回転時に、その攪拌を可能にする、長さ方向に伸びる突起が備えられている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の賦活装置。
9. 突起が耐熱性円筒体の半径方向に対して傾斜していて、該突起の先端部が基部よりも耐熱性円筒体の回転方向の前方側に配置されている請求項８に記載の賦活装置。

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