JPS5812203B2 - Cutlet Seitan no Seizouhou - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は活性炭の製造方法、特に操作面で熱効率を向
上した活性炭の製造方法に係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing activated carbon, and particularly to a method for producing activated carbon with improved thermal efficiency in terms of operation.

従来一般的に行われている活性炭を製造する代表的な方
法は炭素質材料のガス賦活法である。A typical conventional method for manufacturing activated carbon is a gas activation method for carbonaceous materials.

この方法は炭素質材料を８００〜１０００℃程度に加熱
し、これを加熱状態で水蒸気、炭酸ガスのような賦活用
ガスと接触させることよりなる。This method consists of heating a carbonaceous material to about 800 to 1000° C. and bringing it into contact with a utilization gas such as water vapor or carbon dioxide gas in the heated state.

この賦活機構は基本的には下記のような化学反応を起さ
せることにより、活性炭に必要な微細孔構造を発達させ
るというものである。This activation mechanism basically develops the micropore structure necessary for activated carbon by causing the following chemical reaction.

Ｃ＋Ｈ２０→ＣＯ＋Ｈ２ △Ｈ＝３１．４ｋｃｘａｌ／
モルＣ＋ＣＯ２→２ＣＯ △Ｈ＝４２．２ｋｃａ
ｌ／モル賦活反応は上記のように高温での反応であり、
しかもかなり大きな吸熱反応であるので賦活には多量の
熱を必要とする。C+H20→CO+H2 △H=31.4kcxal/
Mol C+CO2→2CO △H=42.2kca
The l/mol activation reaction is a reaction at high temperature as mentioned above,
Moreover, since it is a fairly large endothermic reaction, a large amount of heat is required for activation.

その加熱手段として通常採られている方法は重油等の燃
料の燃焼ガスを高温のま＼直接炭素質材料に接触させて
加熱する直接加熱法、又は賦活用反応器内に炭素質材料
を入れ、反応器の外側から間接的に燃焼ガスによる熱、
或いは電熱により加熱する間接加熱法である。The methods usually adopted as heating means are the direct heating method in which the combustion gas of fuel such as heavy oil is brought into direct contact with the carbonaceous material at a high temperature, or the carbonaceous material is placed in a recycling reactor. heat from the combustion gases indirectly from outside the reactor,
Alternatively, there is an indirect heating method in which heating is performed using electric heat.

しかしそれらの熱効率は何れの場合も極めて低いもので
ある。However, their thermal efficiency is extremely low in all cases.

その原因は原料自体の熱伝導率が比較的低りとともさる
ことながら、被賦活原料が形態的に粒状乃至粉状である
ことに大きな要因がある。The reason for this is not only that the thermal conductivity of the raw material itself is relatively low, but also that the raw material to be activated is granular or powdery in form.

本発明者等はさきに上記の問題点を解決するため、マイ
クロ液の適用を試み、上述の工業的にみて不利な点を改
善することに成功した。In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors first attempted to apply a microfluid, and succeeded in improving the above-mentioned disadvantages from an industrial perspective.

この点を今少し詳細に説明するに、一般的に活性炭にな
り得る炭素質材料としては石炭系、石油系、木質系等、
極めて多種類のものが使用される。To explain this point in more detail, carbonaceous materials that can be used as activated carbon include coal-based, petroleum-based, wood-based, etc.
A wide variety of types are used.

そして通常賦活により活性炭になり得る石炭系、石油系
、木質系の原料をマイクロ波加熱によって賦活しようと
しても、その殆んどが原料そのま＼では、十分賦活可能
な温度まで加熱を行うことが不可能である。Even if we attempt to activate coal-based, petroleum-based, or wood-based raw materials that can be turned into activated carbon through microwave heating, most of the raw materials cannot be heated to a temperature that can be activated sufficiently. It's impossible.

例えば石炭、ピッチ、木材等において見られることであ
るが、これらのものはマイクロ波を照射すると、まず水
分に起因する発熱があり、１００℃程度の温度に達する
が、水分が蒸発してしまえばそれ以後の発熱は極めて小
さくなり、それ以上の温度に昇温することは不可能か又
は極めて長い時間を必要とする。For example, this can be seen in coal, pitch, wood, etc. When these materials are irradiated with microwaves, they first generate heat due to moisture, reaching a temperature of about 100℃, but once the moisture evaporates, After that, the heat generation becomes extremely small, and raising the temperature to a higher temperature is either impossible or requires an extremely long time.

このような理由もあってか、一般的に８００〜１０００
℃という高温を要するガス賦活のために炭素質材料の加
熱にマイクロ波の適用を採った例はみられなかった。Perhaps for this reason, it is generally 800 to 1000
There have been no examples of using microwaves to heat carbonaceous materials for gas activation, which requires temperatures as high as ℃.

上述のような事情にもかＸわらず、炭素質材料を予め特
定温度以上で加熱処理するときは、マイクロ波により容
易に発熱するようになり、８００℃以上の高温を要する
賦活に十分利用できることが見出されたのである。Despite the above-mentioned circumstances, when carbonaceous materials are heat-treated at a specific temperature or higher in advance, they easily generate heat using microwaves, and can be fully utilized for activation that requires high temperatures of 800°C or higher. was discovered.

マイクロ波により加熱可能になるために必要な熱処理温
度及び時間は使用するマイクロ波発生装置の出力及び加
熱すべき炭素質材料の量にもよるが、加熱温度は少くと
も６００℃でなければならず、好ましくは６５０℃以上
の温度であり、その特定温度以上で熱処理しておけば十
分であることがわかった。The heat treatment temperature and time required to enable heating by microwaves depend on the output of the microwave generator used and the amount of carbonaceous material to be heated, but the heating temperature must be at least 600°C. , preferably at a temperature of 650° C. or higher, and it has been found that it is sufficient to carry out the heat treatment at a temperature higher than that specific temperature.

以上の知見に基づき、本発明者等は、熱効率を向上し、
品質の優れた活性炭を収率よく製造する方法を提供する
ことを目的とし、６００℃以上、好ましくは６５０℃以
上の温度において予め熱処理を施した炭素質材料を、水
蒸気、炭酸ガス、酸素或いはこれらの稀釈ガス又はこれ
らの混合物等、従来活性炭に賦活し得るガスと接触させ
なからマイクロ波でもって直接加熱して賦活を行うこと
を要旨とする活性炭の製造方法をさきに発明した。Based on the above findings, the present inventors improved thermal efficiency,
The purpose is to provide a method for producing high-quality activated carbon with high yield. Carbonaceous materials that have been heat-treated in advance at a temperature of 600°C or higher, preferably 650°C or higher, are heated to steam, carbon dioxide, oxygen, or any of these. We have previously invented a method for producing activated carbon, which involves activating activated carbon by directly heating it with microwaves without bringing it into contact with a gas that can conventionally activate activated carbon, such as a diluted gas or a mixture thereof.

本発明者等は上記発明の方法を更に工業的有利に実施す
る方法につき研究を重ね、賦活用ガス接触下、マイクロ
波によって直接加熱されている高温の炭素質材料の高熱
を利用し、そのま＼ではマイクロ波を照射しても賦活可
能な温度まで十分発熱しない炭素質材料をマイクロ波照
射により賦活可能な高温度に昇温し得る状態に変質させ
得ることを見出した。The inventors of the present invention have conducted repeated research on a method for implementing the method of the above invention in an industrially advantageous manner. We have discovered that carbonaceous materials that do not generate sufficient heat to a temperature that can be activated even when irradiated with microwaves can be transformed into a state that can be heated to a high temperature that can be activated by irradiation with microwaves.

よって、本発明は、マイクロ波照射による炭素質材料か
らの活性炭製造を一層熱効率良好に、しかも憂れた品質
の製品を収率よく得る方法、特に連続的に製造し得るよ
うにした方法を提供することを目的とするものである。Therefore, the present invention provides a method for manufacturing activated carbon from a carbonaceous material by microwave irradiation with better thermal efficiency and a high yield of products of poor quality, especially a method that enables continuous production. The purpose is to

しかして、この目的は、賦活ガスが導入されており且つ
６００℃以上に加熱されたことがあって、マイクロ波照
射によって８００℃以上の賦活温度に発熱している炭素
質材料の入っている反応器内に、 （ａ）６００℃以上に加熱されたことがなく、マイクロ
波照射によりそのま＼では賦活可能な８００℃以上の温
度まで十分発熱しない炭素質材料を供給し、この供給さ
れた炭素質材料を前記の賦活温度に発熱している炭素質
材料の熱により、６００℃以上に加熱する処理、及び（
ｂ）上記加熱処理によって６００℃以上に加熱された炭
素質材料を同一反応器内で、マイクロ波による加熱によ
って賦活温度に昇温させて賦活する処理； の各処理を順次受けさせることによって達成される。Therefore, this purpose is to conduct a reaction containing a carbonaceous material to which an activation gas has been introduced, which has been heated to a temperature of 600°C or higher, and which has been heated to an activation temperature of 800°C or higher by microwave irradiation. (a) A carbonaceous material that has never been heated above 600°C and does not generate sufficient heat to a temperature of 800°C or above that can be activated by microwave irradiation is supplied into the vessel, and this supplied carbon A treatment in which the carbonaceous material is heated to 600°C or higher using the heat of the carbonaceous material that generates heat to the activation temperature, and (
b) A process in which the carbonaceous material heated to 600 ° C. or higher by the above heat treatment is heated to the activation temperature by microwave heating to activate it in the same reactor; Ru.

本発明を要約すれば、上述のように活性炭製造用の炭素
質材料にはそのま＼ではマイクロ波照射で賦活可能な温
度に達しないが、これに少くとも６００℃以上、好まし
くは６５０℃以上の加熱を施し、マイクロ波照射により
賦活適温に達するものが生ずるので、反応器の生成物排
出端側では６００℃以上の加熱経歴を有する炭素資料を
マイクロ波照射下、賦活ガスとの接触により、賦活を行
い、上記同一反応器の原料仕込側からは、６００℃以上
の加熱経歴を有しない原料炭素質材料を仕込み、排出端
側の賦活温度にある炭素質材でもって６００℃以上に加
熱してマイクロ波照射により昇温し得る状態とし、原料
の予備加熱装置を殊更設けなくとも差支えないようにし
たものである。To summarize the present invention, as mentioned above, carbonaceous materials for producing activated carbon cannot reach a temperature that can be activated by microwave irradiation, but at least 600°C or higher, preferably 650°C or higher. Since some materials are heated to the appropriate activation temperature by microwave irradiation, carbon materials with a heating history of 600°C or higher are heated at the product discharge end of the reactor by contacting them with the activation gas under microwave irradiation. Activation is performed, and from the raw material feeding side of the same reactor described above, a raw material carbonaceous material that does not have a heating history of 600°C or higher is charged, and the carbonaceous material at the activation temperature on the discharge end side is heated to 600°C or higher. The temperature of the raw material can be increased by microwave irradiation, so that there is no need to provide a preheating device for the raw material.

仕込み原料は簡単な予備加熱装置によって、未だマイク
ロ波照射でもって賦活に十分な温度にまで昇温し得ない
程度の予備加熱を行っていたものであってもよい。The raw material to be charged may be preheated by a simple preheating device to such an extent that it cannot be heated to a temperature sufficient for activation by microwave irradiation.

又場合により、マイクロ波で賦活に十分な温度に昇温し
ない原料と、既に６００℃以上の温度に予備加熱したも
のとを適当な割合で混合して仕込み原料としてもよい。Further, depending on the case, raw materials that are not heated to a temperature sufficient for activation by microwaves and materials that have already been preheated to a temperature of 600° C. or higher may be mixed in an appropriate ratio to be used as a charged raw material.

本発明における仕込み原料としては石炭系、石油系、植
物系の炭素を主成分とする、活性炭になり得るものであ
れば如何なる炭素質材料でも使用でき、具体例としては
瀝青炭、亜炭、褐炭、無煙炭、木材、ヤシガラ、果実種
、もみがら、ピッチ，アスファルト、重質油、これらか
ら副生ずる炭素質材料及び炭化物等が挙げられる。As the charging raw material in the present invention, any carbonaceous material can be used as long as it has coal-based, petroleum-based, or vegetable-based carbon as its main component and can be made into activated carbon.Specific examples include bituminous coal, lignite, lignite, and anthracite. , wood, coconut shell, fruit seeds, rice husk, pitch, asphalt, heavy oil, and carbonaceous materials and charcoal by-products thereof.

賦活用ガスとしては水蒸気、炭酸ガス、酸素或いはこれ
らを窒素ガス等不活性ガスで稀釈したガス又はこれらの
混合物が用いられる。As the recovery gas, steam, carbon dioxide, oxygen, a gas obtained by diluting these with an inert gas such as nitrogen gas, or a mixture thereof is used.

又、本発明方法で用いられるマイクロ波は１〜３０００
０ＭＨｚにわたる広範囲の周波数のものが用いられるが
、通信関係の規制により、一般的に使用されるものは制
限を受けている。Further, the microwave used in the method of the present invention has a frequency of 1 to 3000
Although a wide range of frequencies including 0 MHz are used, the ones that are generally used are restricted due to communication-related regulations.

次に添付図面によって本発明方法の実施態様を説明する
。Next, embodiments of the method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第１図は本発明方法を実施する装置の一例の縦断正面略
図である。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional front view of an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention.

第２図は本発明方法を実施する装置の別の例の縦断正面
略図である。FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional front view of another example of an apparatus for carrying out the method of the invention.

先ず第１図の装置につき説明するに、１は原料ホツパー
で、このホッパ−１に原料２が仕込まれる。First, the apparatus shown in FIG. 1 will be explained. Reference numeral 1 denotes a raw material hopper, into which raw material 2 is charged.

仕込まれた原料は反応容器（例えば石英製）３に入る。The charged raw materials enter a reaction vessel 3 (made of quartz, for example).

この容器３の中には、マイクロ波により高温になり得る
原料即ち６００℃以上に加熱された経歴を有する炭素質
材料が大部分を占めて入っている。This container 3 contains mostly raw materials that can be heated to high temperatures by microwaves, that is, carbonaceous materials that have a history of being heated to 600° C. or higher.

５はマイクロ波処理を受けている原料４を支え、且つ賦
活ガス導入管６より導入される賦活ガスが通過し得るよ
う、多数の通気孔を有する板状体か又は網状なとの形状
をしている有孔支持板（例えば石英より作られる）であ
る。5 is in the shape of a plate or net having a large number of ventilation holes to support the raw material 4 undergoing microwave treatment and to allow the activation gas introduced from the activation gas introduction pipe 6 to pass through. a perforated support plate (for example made of quartz) that

賦活ガスは反応容器３内を通過し、排出管７より排出さ
れる。The activation gas passes through the reaction vessel 3 and is discharged from the discharge pipe 7.

８はマイクロ波アプリケーターであり、９はマイクロ波
導波管であり、これにより反応容器内の被処理原料はマ
イクロ波を受け、例えは８００℃〜１０００℃に加熱さ
れる。8 is a microwave applicator, and 9 is a microwave waveguide, whereby the raw material to be treated in the reaction vessel receives microwaves and is heated to, for example, 800°C to 1000°C.

所望の温度になっているかどうかは温度検出孔１０から
測定される。Whether or not the desired temperature is reached is measured through the temperature detection hole 10.

その温度はマイクロ波発生装置の出力によって調整され
る。Its temperature is regulated by the output of the microwave generator.

上述のようにしてマイクロ波を照射され、原料４は８０
０〜１０００℃の高温にあり、この高温度の熱伝導によ
り、新しく仕込まれた原料２は、６００℃以上に加燈さ
れマイクロ波を受けても十分高温になり得る状態に変質
される。Irradiated with microwaves as described above, raw material 4 was heated to 80%
It is at a high temperature of 0 to 1000°C, and due to heat conduction at this high temperature, the newly charged raw material 2 is altered to a state where it can reach a sufficiently high temperature even if it is heated to 600°C or higher and subjected to microwaves.

賦活され活性炭とされたものは排出管１１を経て一時的
な保留器１２に入る。The activated carbon passes through a discharge pipe 11 and enters a temporary storage vessel 12.

１３はシール用不活性ガス導入管である。13 is an inert gas introduction pipe for sealing.

１４は賦活製品の受入れ容器でステンレス製の賦活製品
排出タンパー１５を適時開くことによって保留器１２か
ら賦活製品が上記容器１４に送りこまれる。Reference numeral 14 denotes a receiving container for the activated product, and the activated product is fed into the container 14 from the holder 12 by opening an activated product discharge tamper 15 made of stainless steel at a suitable time.

１６は不活性ガス置換用バルブであり、１７は製品活性
炭である。16 is an inert gas replacement valve, and 17 is a product activated carbon.

上記の構造説明から理解されるように新しく仕込まれた
原料２は、既に赤熱状態に加熱されている被処理原料４
によって６００℃以上に予熱され、マイクロ波により昇
温し得る状態にされる。As can be understood from the above structural description, the newly charged raw material 2 is the raw material 4 to be processed that has already been heated to a red-hot state.
It is preheated to 600° C. or higher by heating and brought into a state where it can be heated by microwaves.

一方反応容器３内の原料４は賦活され下部より少量宛排
出され、それに見合う量の新原料が更に仕込まれ、連続
的賦活が遂行されるのである。On the other hand, the raw material 4 in the reaction vessel 3 is activated and discharged from the bottom in a small quantity, and a corresponding amount of new raw material is further charged, and continuous activation is carried out.

第１図に示す装置は所謂移動床方式による連続処理装置
であるが、第２図に示すものは流動床方式による連続処
理装置である。The apparatus shown in FIG. 1 is a continuous processing apparatus using a so-called moving bed system, whereas the apparatus shown in FIG. 2 is a continuous processing apparatus using a fluidized bed system.

第２図においては、原料ホッパ−２１から、未だマイク
ロ波照射により賦活温度まで昇温し得ない即ち６００℃
以上に加熱された経歴を有しない原料２２がロータリー
バルブ２３により通過量を調整されながら、導入管２８
を経て流動床式の反応器２４内には既に十分予熱され、
即ち６００℃以上に加熱されマイクロ波照射によって８
００℃以上に昇温し得る炭材が存在しており、この炭材
は、賦活用ガス（例えば水蒸気）導入管２５から導入さ
れ、そして例えは石英から作られた通気性フィルター２
７を通り、反応器２４内に送られてくる賦活用ガスによ
って浮遊流動させられる。In Fig. 2, the temperature from the raw material hopper 21 cannot be raised to the activation temperature by microwave irradiation, that is, 600°C.
The raw material 22, which has no history of being heated above, is passed through the inlet pipe 28 while the amount of the material 22 passing through is adjusted by the rotary valve 23.
The fluidized bed reactor 24 is already sufficiently preheated through
That is, it is heated to 600°C or higher and heated to 8°C by microwave irradiation.
There is a carbonaceous material that can be heated to 00° C. or higher, and this carbonaceous material is introduced through a utilization gas (e.g., water vapor) inlet pipe 25, and is passed through a permeable filter 2 made of quartz, for example.
7 and is made to float and flow by the rejuvenating gas sent into the reactor 24.

賦活用ガスは反応器２４内に流動床を形成するが、その
後、排出管２６より排出される。The recycle gas forms a fluidized bed in the reactor 24 and is then discharged from the discharge pipe 26.

流動床２９はマイクロ波の照射を受け８００〜１０００
℃に加熱され、賦活を受けるが、一方導入管２８から調
節された量で導入されてきた原料炭材も、流動床の一部
を構成し、流動床内の高温によって、マイクロ波照射に
より十分賦活温度に昇温し得る状態に変質され、マイク
ロ波照射により活性炭となる。The fluidized bed 29 is irradiated with microwaves at 800 to 1000
The raw carbon material introduced in a controlled amount from the introduction pipe 28 also forms part of the fluidized bed, and is heated to a temperature of It is altered to a state where it can be heated to the activation temperature and becomes activated carbon by microwave irradiation.

３０はマイクロ波アプリケーター、３１はマィクロ波導
波管、３２は温度検出孔で、温度はマイクロ波出力によ
り調整され、検出孔３２から常に監視される。30 is a microwave applicator, 31 is a microwave waveguide, and 32 is a temperature detection hole. The temperature is adjusted by the microwave output and constantly monitored from the detection hole 32.

３３は賦活後の炭材の取出し管で，グンパー３４を経て
賦活品の受入れ容器３５に調節された量で取出される。Reference numeral 33 denotes a pipe for taking out the carbon material after activation, through which it passes through a gunper 34 and is taken out in a controlled amount into a receiving container 35 for activated products.

３８は製品の活性炭であり、シール用ガスの導入バルブ
３６及び排出バルブ３７の操作により、製品の活性炭は
不活性ガスによりシールされる。Reference numeral 38 indicates activated carbon as a product, and by operating the sealing gas inlet valve 36 and discharge valve 37, the activated carbon as the product is sealed with an inert gas.

以上２つの本発明方法を実施する装置例を示しだが、そ
の池にも当業者として設計し得る変形例でもって本法を
実施してもよいことはいうまでもない。Although the above two examples of devices for carrying out the method of the present invention have been shown, it goes without saying that the present method may be carried out with modifications that can be designed by a person skilled in the art.

上記の装置の説明から理解されるように、これら装置が
定常運転状態に入れば問題ないが、スタート時には、予
めマイクロ波照射により賦活温度に昇温し得る少くとも
６００℃以上、好ましくは６５０℃以上に予備加熱され
た炭素質材料を用意する必要がある。As can be understood from the above description of the devices, there is no problem if these devices enter a steady operation state, but at the time of starting, the temperature can be raised to the activation temperature by microwave irradiation at least 600 degrees Celsius or higher, preferably 650 degrees Celsius. It is necessary to prepare a carbonaceous material that has been preheated as described above.

このためには、（ａ）反応器内の炭素質材料を、電熱、
燃焼熱等により加熱する方法、（ｂ）別個の予備加熱器
でスタート分を調製する方法などがあるが、工業的には
後者が好ましい。To this end, (a) the carbonaceous material in the reactor is heated electrically,
There are methods such as heating with combustion heat, etc., and (b) method of preparing a starting portion using a separate preheater, but the latter is preferred from an industrial perspective.

又、市販の活性炭自体をスタート時における炭材として
用いることもできる。Furthermore, commercially available activated carbon itself can be used as the starting carbon material.

次に本発明の効果を説明する。Next, the effects of the present invention will be explained.

（１）本発明によるマイクロ波加熱連続法と従来の単な
る加熱方式による賦活法とを比較すると、まず得られる
活性炭の品質面に関して、本発明方法によれば特に吸着
速度に優れた活性炭を高収率で製造することができる。(1) Comparing the continuous microwave heating method of the present invention with the conventional activation method using a simple heating method, first of all, in terms of the quality of the activated carbon obtained, the method of the present invention produces a high yield of activated carbon with particularly excellent adsorption speed. can be manufactured at a high rate.

上記の吸着速度が犬であることは特に廃水処理において
大きな意義を有するものである。The fact that the above adsorption rate is fast is of great significance especially in wastewater treatment.

即ち、近年工業廃水、生活廃水による環境汚染の進行が
はげしくなり、公害対策の面から、これら廃水の高度処
理が強く望まれており、この対策の一つとして水処理用
活性炭の需要が急速に増大しつつある。In other words, in recent years, the progress of environmental pollution due to industrial wastewater and domestic wastewater has been accelerating, and from the perspective of pollution control, there is a strong desire for advanced treatment of these wastewaters, and as one of these measures, demand for activated carbon for water treatment is rapidly increasing. It is increasing.

なかんずく繰返し再生使用が町能という点で粒状活性炭
が大きくクローズアップされているのが実情である。The reality is that granular activated carbon is attracting a lot of attention, especially since its repeated recycling and use is a town's specialty.

一般に水処理用活性炭の場合、ガス用活性炭に比べ吸着
すべき分子が大きく、しかも液相中での分子拡散速度が
小さいため吸着速度の大きいものほど好ましい。In general, in the case of activated carbon for water treatment, the molecules to be adsorbed are larger than activated carbon for gas, and the rate of molecular diffusion in the liquid phase is low, so the higher the adsorption rate, the better.

特に粒状活性炭は吸着塔に充填して通液するという使用
条件からも明らかなように吸着速度特性が製品の性能に
重大な影響を与える。In particular, the adsorption rate characteristics of granular activated carbon have a significant impact on the performance of the product, as is clear from the usage conditions in which it is packed in an adsorption tower and liquid is passed through it.

従って本発明による方法は水処理用活性炭の製造に極め
て適切である。The method according to the invention is therefore extremely suitable for producing activated carbon for water treatment.

（２）装置面からいえば、マイクロ波加熱の特性からし
て被加熱体であるべき炭素質材料が直接発熱体となって
おり、しかも選択的に炭素質材料のみが加熱できるため
に熱効率が良く、理想的加熱方式とい＼得る。(2) From an equipment perspective, the carbonaceous material, which should be the object to be heated due to the characteristics of microwave heating, directly serves as the heating element, and since only the carbonaceous material can be selectively heated, the thermal efficiency is low. This is an ideal heating method.

これが又製造設備面からも、或いは運転面からも工業的
にみて有利である。This is also advantageous from an industrial point of view, both in terms of production equipment and operation.

例えば従来の加熱方式にくらべ賦活設備が小型化する。For example, the activation equipment becomes smaller compared to conventional heating methods.

その理由は従来方式における加熱のだめの燃焼設備が不
要となること、賦活ガスとして加熱のだめの燃料の燃焼
ガスが加わらないだめ水分及び炭酸ガス等、賦活反応に
関与する成分の濃度が増大できることにより反応速度が
大きくなり、装置の容量当りの製造能力を上げ得ること
、更には賦活終了後の排出ガス量を減少させ得るため、
これの後処理設備が小さくてすむことなどである。The reason for this is that the combustion equipment for the heating tank in the conventional method is not required, and the concentration of components involved in the activation reaction, such as moisture and carbon dioxide gas, can be increased because the combustion gas of the heating tank fuel is not added as an activation gas. The speed increases, the production capacity per unit capacity of the device can be increased, and the amount of exhaust gas after activation can be reduced.
The post-processing equipment for this can be small.

又、運転上では炭素質材料が均一加熱され温度調節も極
めて容易である。Furthermore, during operation, the carbonaceous material is heated uniformly, and temperature control is extremely easy.

次に本発明方法の実施例を説明するが、本発明はその要
旨を越えない限り、これら実施例に拘束されるものでは
ない。Next, examples of the method of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples unless the gist thereof is exceeded.

実施例 １ 褐炭を、２０メッシュ篩を９０係以上通過する程度に微
粉砕し、これに粘結用パルプ廃液を加えて捏和する。Example 1 Lignite is pulverized to such an extent that it passes through a 20-mesh sieve with a size of 90 or more, and a pulp waste liquid for caking is added thereto and kneaded.

パルプ廃液の添加割合は、その廃液中の固形分が、褐炭
微粉に対し８重量係になるようにする。The ratio of addition of the pulp waste liquid is such that the solid content in the waste liquid is 8 parts by weight relative to the lignite fine powder.

上記捏和物を加圧成形し、０．７１〜２．０ａｍの顆粒
炭を作り、これを乾燥後、賦活原料とする。The above kneaded product is pressure-molded to produce 0.71 to 2.0 am granulated charcoal, which is dried and used as an activation raw material.

賦活装置としては第１図に示す装置を、賦活ガスとして
は水蒸気を用いた。As the activation device, the device shown in FIG. 1 was used, and as the activation gas, water vapor was used.

反応容器３は石英製円筒状のものを用い、これに上記原
料を予め７００℃で１時間加熱処理したものを充填して
おきマイクロ波（２４５０ＭＨｚ）を照射した。The reaction vessel 3 was a cylindrical one made of quartz, filled with the above-mentioned raw materials that had been previously heat-treated at 700° C. for 1 hour, and irradiated with microwaves (2450 MHz).

反応器内が所定温度に赤熱したときは、下部の排出口よ
り、ダンパーを経て炭材を所定量づＸ間歇的に排出し、
それに見合う量の新しい未処理原料を間歇的に供給する
。When the inside of the reactor becomes red hot to a predetermined temperature, a predetermined amount of carbonaceous material is intermittently discharged from the lower discharge port via a damper.
A commensurate amount of new unprocessed raw materials will be supplied intermittently.

このようにして賦活開始時は予め加熱処理した賦活原料
のマイクロ波照射加熱により賦活温度に加熱し、この熱
の伝達により、新しい供給原料を６００℃以上に熱処理
してマイクロ波による加熱可能な状態に変質させ、次に
はこれが発熱体となるという順序を繰返し、連続的に加
熱し、水蒸気によシ賦活した。In this way, at the start of activation, the activated raw material that has been heat-treated in advance is heated to the activation temperature by microwave irradiation heating, and by the transfer of this heat, the new feed raw material is heat-treated to 600°C or higher and ready to be heated by microwaves. This process was repeated to transform the material into a heat-generating material, which then became a heating element, and was then continuously heated and activated by steam.

温度調整は石英ガラス側面の一部より、発熱中の炭材の
色によりパイロメーターで温度を検出し、マイクロ波の
出力調節により行い、又賦活時間は供給量及び滞留量に
より計算で求めた。Temperature adjustment was performed by detecting the temperature with a pyrometer from a part of the side surface of the quartz glass based on the color of the exothermic carbonaceous material and adjusting the microwave output, and the activation time was calculated from the supply amount and retention amount.

かくして９５０℃、滞留時間２０分、水蒸気供給量は供
給炭材１ｋｇに対し３時の賦活条件で連続賦活を行い、
賦活原料に対し２７係の収率で、メチレンブルー吸着速
度１０２（■／ｇ）／３０分、沃素吸着量９５０ｍｇ／
ｇ、比表面積１０３０ｍ”／ｇ、平均粒径０．１１ｍｍ
の粒状炭を得た。Thus, continuous activation was carried out under the activation conditions of 950°C, residence time 20 minutes, and steam supply amount of 3 o'clock for 1 kg of supplied carbon material.
Yield of 27% for activated raw material, methylene blue adsorption rate 102 (■/g)/30 minutes, iodine adsorption amount 950mg/
g, specific surface area 1030 m”/g, average particle size 0.11 mm
of granular charcoal was obtained.

一方、これに対し、従来法として上記と同じ原料顆粒炭
をロータリーキルンを用い、コークス炉ガスの燃焼ガス
雰囲気下で、常温から７００℃までを平均昇温速度３℃
／分にて昇温し、７００℃に１時間保持して炭化し、こ
れをコークス炉ガス燃焼による内熱式一段炉において温
度９３０℃、水蒸気供給量２ｋｇ／ｋｇ（炭化品）、賦
活時間５時間で賦活した。On the other hand, in the conventional method, the same raw material granulated coal as above is used in a rotary kiln, and the temperature is increased from room temperature to 700°C at an average temperature increase rate of 3°C in an atmosphere of combustion gas of coke oven gas.
/min, held at 700℃ for 1 hour to carbonize, and then heated in a coke oven gas-fired internal heat single-stage furnace at a temperature of 930℃, steam supply rate of 2kg/kg (carbonized product), and activation time of 5. Activated with time.

その結果原料顆粒炭に対し２５％の収率で、メチレンブ
ルー吸着速ｉ９６（ｍ９／９／３０分、沃素吸着量１０
５０ｍｇ／ｇ、比表面積１２００ｍ２／ｇの活性炭を得
た。As a result, the yield was 25% based on the raw material granular coal, the methylene blue adsorption rate was i96 (m9/9/30 min, the iodine adsorption amount was 10
Activated carbon with a specific surface area of 50 mg/g and a specific surface area of 1200 m2/g was obtained.

両方法を比較するに、本発明方法によれば、賦活方法が
極めて簡単で、且つ処理時間は短かく、しかも得られる
活性炭は吸着速度に優れて菱９、その上高収率で得られ
ることがわかる。Comparing both methods, according to the method of the present invention, the activation method is extremely simple, the treatment time is short, and the activated carbon obtained has an excellent adsorption rate and can be obtained at a high yield. I understand.

なお、上記の製品特性は次のようにして測定されたもの
である（以下の実施例においても同じ）．メチレンブル
ー吸着速度は３５℃の恒温に保持した１２００ｐｐｍの
メチレンブルー溶液１００ｍｌに活性炭サンプルを粒状
のま＼０．４ｇ投入し、３０分間振盪後の吸着量を活性
炭１ｇ当りの吸着量に換算した値で示した。The above product characteristics were measured as follows (the same applies to the following examples). The methylene blue adsorption rate is calculated by adding 0.4 g of granular activated carbon sample to 100 ml of 1200 ppm methylene blue solution maintained at a constant temperature of 35°C, and converting the amount of adsorption after shaking for 30 minutes into the amount of adsorption per 1 g of activated carbon. Ta.

この値の大きなもの程吸着速度が犬である。The larger this value is, the faster the adsorption speed is.

沃素吸着量は、粒状活性炭を粉砕し、これの適量を０，
ＩＮの沃素溶液１００ｍ７に投入し、室温で３０分間振
盪して吸着を行わせ、爵液濃度が０．０２Ｎとなるとき
の平衡吸着量である。The amount of iodine adsorption is determined by crushing granular activated carbon and adding an appropriate amount of it to 0.
This is the equilibrium adsorption amount when the solution is poured into 100 m7 of IN iodine solution and adsorbed by shaking at room temperature for 30 minutes, resulting in a solution concentration of 0.02N.

比表面積はＢ．Ｅ．Ｔ．法により窒素吸着を用いて求め
た値である。The specific surface area is B. E. T. This value was determined using nitrogen adsorption according to the method.

実施例 ２ 原料瀝青炭を破砕し、１．０〜１．４１ｍｍの粒度に整
粒し、次いでロータリーキルンを用いて、コークス炉ガ
ス燃焼ガス雰囲気のもとに、常温から５５０℃ｔで、平
均昇温度１℃／分にて昇温し、５５０℃に１時間保持し
て粒状炭化物を得た。Example 2 Raw bituminous coal was crushed and sized to a particle size of 1.0 to 1.41 mm, and then, using a rotary kiln, the average temperature was raised from room temperature to 550 ° C. in a coke oven gas combustion gas atmosphere. The temperature was raised at 1° C./min and maintained at 550° C. for 1 hour to obtain granular carbide.

この炭化物は２４５０ＭＨｚのマイクロ波を３０分間照
射しても１００℃以上の温度には達しない。This carbide does not reach a temperature of 100° C. or higher even when irradiated with 2450 MHz microwave for 30 minutes.

上記炭化物を原料とし、第２図に示す装置を用いて活性
炭を製造した。Activated carbon was produced using the above carbide as a raw material using the apparatus shown in FIG.

流動床式反応器２４は円筒状石英製で、通気性フィルタ
ーは通気抵抗の低い石英ガラスフィルターを用い、賦活
ガスとしては水蒸気を用いた。The fluidized bed reactor 24 was made of cylindrical quartz, a quartz glass filter with low ventilation resistance was used as the ventilation filter, and water vapor was used as the activating gas.

反応器２４にはガス賦活法で製造された活性炭を入れて
おき、２４５０ＭＨｚのマイクロ波を照射しつつ反応器
内に水蒸気を吹込み流動床を形成させ、一方原料ホッパ
−２１から、ロータリーバルブ２３を経て上記原料炭化
物を連続的に調整した量で供給する。Activated carbon produced by a gas activation method is placed in the reactor 24, and steam is blown into the reactor while irradiating it with 2450 MHz microwaves to form a fluidized bed. The raw material carbide is continuously supplied in a controlled amount.

かくして、そのままではマイクロ波加熱により賦活温度
まで加熱できない原料粒状炭化物を、すでに発熱中の炭
材からの熱により６００℃以上に加熱し、それ自体がマ
イクロ波により発熱するよう変質させ、順次連続的に加
熱、賦活した。In this way, the raw material granular carbide, which cannot be heated to the activation temperature by microwave heating as it is, is heated to over 600°C by the heat from the carbon material that is already generating heat, and is altered so that it itself generates heat by microwaves, and is sequentially and continuously heated. It was heated and activated.

この際、賦活温度の調節は石英管側壁の１部より、加熱
中の炭材の色によりパイロメーターで測定し、一定温度
となるようにマイクロ波の出力により調節した。At this time, the activation temperature was measured using a pyrometer from a part of the side wall of the quartz tube according to the color of the carbon material being heated, and was adjusted by the output of microwaves to maintain a constant temperature.

一方賦活度合の調節は、原料粒状炭化物の供給速度を調
節することによって行った。On the other hand, the degree of activation was adjusted by adjusting the feed rate of the raw material granular carbide.

このようにして賦活温度９７０℃１平均滞留時間３０分
で得られた活性炭は、賦活前の粒状炭化物に対して４５
％の収率であり、平均粒度１．０２ｍｍ、メチレンブル
ー吸着速度１０５（■／９）／３０分、沃素吸着量９０
０ｍ９／ｇ、比表面積１０００ｍ２／＆の特性値を有し
た。The activated carbon obtained in this way at an activation temperature of 970°C and an average residence time of 30 minutes was 45% higher than the granular carbide before activation.
% yield, average particle size 1.02 mm, methylene blue adsorption rate 105 (■/9)/30 minutes, iodine adsorption amount 90
It had characteristic values of 0 m9/g and a specific surface area of 1000 m2/&.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明方法を実施する装置の一例の縦断正面略
図、第２図は同じく別の例の装置の縦断正面略図である
。 第１図において、１は原料ホツパー、２は仕込み原料、
３は反応容器、４はマイクロ波処理を受けている原料、
５は原料４を支持するロート状をなす有孔支持板、６は
賦活ガス導入管、７は賦活を終えて排出されるガスの排
出管、８はマイクロ波アブリケーター、９はマイクロ波
導波管、１０は温度検出孔、１１は賦活された炭素質材
料の排出管、１２は活性炭の保留器、１３はシール用不
活性ガス導入管、１４は賦活製品の受入れ容器、１５は
賦活製品排出ダンパー、１６は不活性カス置換用バルプ
、１７は製品活性炭である。 第２図において、２１は原料ホツパー、２２は原料、２
３はロータリーバルブ、２４は流動床式の反応器、２５
は賦活用ガス導入管、２６は賦活後のガスの排出管、２
７はマイクロ波処理を受けている原料を支持し、且つ流
動させるだめのガス通路を有する通気性フィルター、２
８はホッパ−２１からの原料を反応器２４に導入する導
入管、２９は被処理物の流動床、３０はマイクロ波アプ
リケーター、３１はマイクロ波導波管、３２は温度検出
孔、３３は賦活後の炭材の取出し管、３４はグンパー、
３５は賦活品受入れ容器、３６はシール用ガス導入パル
ブ、３７はシール用ガス排出バルブ、３８は賦活された
製品である。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional front view of one example of an apparatus for implementing the method of the present invention, and FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional front view of another example of the apparatus. In Figure 1, 1 is a raw material hopper, 2 is a raw material to be charged,
3 is a reaction vessel, 4 is a raw material undergoing microwave treatment,
5 is a funnel-shaped perforated support plate that supports the raw material 4; 6 is an activation gas introduction pipe; 7 is a discharge pipe for gas discharged after activation; 8 is a microwave ablator; 9 is a microwave waveguide , 10 is a temperature detection hole, 11 is an activated carbonaceous material discharge pipe, 12 is an activated carbon retainer, 13 is an inert gas introduction pipe for sealing, 14 is an activated product receiving container, 15 is an activated product discharge damper , 16 is a valve for replacing inert scum, and 17 is product activated carbon. In Fig. 2, 21 is a raw material hopper, 22 is a raw material, 2
3 is a rotary valve, 24 is a fluidized bed reactor, 25
2 is the activation gas inlet pipe, 26 is the gas discharge pipe after activation, 2
7 is a permeable filter having a gas passage for supporting and flowing the raw material undergoing microwave treatment; 2;
Reference numeral 8 indicates an introduction pipe for introducing the raw material from the hopper 21 into the reactor 24, 29 indicates a fluidized bed of the material to be treated, 30 indicates a microwave applicator, 31 indicates a microwave waveguide, 32 indicates a temperature detection hole, and 33 indicates after activation. 34 is Gumper,
35 is an activated product receiving container, 36 is a sealing gas introduction valve, 37 is a sealing gas discharge valve, and 38 is an activated product.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 賦活ガスが導入されており、且つ６００℃以上に加
熱されたことがあって、マイクロ波照射によってｓｏｏ
℃以上の賦活温度に発熱している炭素質材料の入ってい
る反応器内に、 （ａ）６００℃以上に加熱されたことがない炭素質材料
を供給し、この供給された炭素質材料を前記の賦活温度
に発熱している炭素質材料の熱により、６００℃以上に
加熱する加熱処理、及び （ｂ）上記の加熱処理によって６００℃以上に加熱され
た炭素質材料を同一反応器内で、マイクロ波による加熱
によって賦活温度に昇温させて賦活する処理、 の各処理を順次受けさせることを特徴とする活性炭の製
造方法。 ２ 反応器は移動床式の反応器であり、この反応器の排
出端から取出される賦活された炭素質材料の量に応じて
、反応器の原料供給側から、６００℃以上に加熱された
ことがなく、そのま＼ではマイクロ波照射によって賦活
可能な８ｏＯ℃以上の温度に発熱しない炭素質原料を供
給し、反応器内を移動中、６００℃以上の熱処理を受け
させる特許請求の範囲第１項記載の活性炭の製造方法。 ３ 反応器は流動床式の反応器であり、マイクロ波照射
によってｓｏｏ℃以上の温度に発熱している炭素質材料
が賦活ガスを含むガスによって反応器内で流動状態に保
持され、賦活された炭素質材料が一部宛反応器から取出
される処理に対応して、６００℃以上に加熱されたこと
がなく、マイクロ波照射によりそのま＼では賦活温度に
達しない炭素質材料を上記反応器に供給し、上記反応器
の流動床内で６００℃以上の加熱処理を受けさせる特許
請求の範囲第１項記載の活性炭の製造方法。[Claims] 1. Activating gas has been introduced and has been heated to 600°C or higher, and microwave irradiation has caused soo
(a) Supply carbonaceous material that has never been heated to 600°C or higher into a reactor containing carbonaceous material that is generating heat to an activation temperature of 600°C or higher; (b) heating the carbonaceous material heated to 600°C or higher by the above heat treatment in the same reactor; A method for producing activated carbon, characterized by sequentially subjecting it to each of the following treatments: , activating by raising the temperature to an activation temperature by heating with microwaves. 2. The reactor is a moving bed type reactor, and depending on the amount of activated carbonaceous material taken out from the discharge end of the reactor, the reactor is heated to 600°C or more from the raw material supply side of the reactor. Claim No. 1, in which a carbonaceous raw material that does not generate heat is supplied to a temperature of 800°C or higher, which can be activated by microwave irradiation, and is subjected to heat treatment at 600°C or higher while moving in a reactor. The method for producing activated carbon according to item 1. 3. The reactor is a fluidized bed type reactor, in which the carbonaceous material, which is heated to a temperature of soo℃ or higher by microwave irradiation, is maintained in a fluid state in the reactor by a gas containing an activation gas and activated. Corresponding to the process in which a portion of the carbonaceous material is taken out of the reactor, the carbonaceous material that has not been heated above 600°C and does not reach the activation temperature as it is by microwave irradiation is placed in the reactor. The method for producing activated carbon according to claim 1, wherein the activated carbon is supplied to a reactor and subjected to a heat treatment at 600° C. or higher in a fluidized bed of the reactor.