碳化物和成形活性炭的制造方法、以及碳化物和成形活性炭技术

本发明专利技术获得了强度优秀、在绝热材料、吸附材料、防火材料、抗静电材料、耐热材料、耐化学材料等方面适合的碳化物，以及廉价地制造高强度和适合于含有硫氧化物、氮氧化物、氯化合物等废气处理的成型活性炭。以固定碳成分为７０重量％以上、且灰成分为３重量％以上而不满１０重量％的非粘结性煤，固定碳成分为７０重量％以上的非粘结性煤和固定碳成分为５０重量％以上、且灰成分为３重量％以上２５重量％以下的非粘结性半无烟煤的混合物，或者无烟煤和固定碳成分为５０重量％以上、且灰成分为３重量％以上２５重量％以下的非粘结性半无烟煤的混合物为原料，至少经过向这些原料中加入粘结剂进行成形的成形工序、干馏所得到的成形物的干馏工序制造碳化物，进一步活化这些碳化物制造成形活性炭。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
碳化物和成形活性炭的制造方法、以及碳化物和成形活性炭
本专利技术涉及碳化物和成形活性炭的制造方法、以及碳化物和成形活性炭。更加具体地的是涉及以固定碳成分为70重量％以上、并且为灰成分为3重量％以上而不满10重量％的非粘结性煤，固定碳成分为70重量％以上的非粘结性煤和非粘结性半无烟煤的混合物，或者无烟煤和非粘结性半无烟煤的混合物为原料，至少经过向这些原料中加入粘结剂进行成型的成形工序、干馏所得到的成形物的干馏工序的制造碳化物的制造方法、和活化这些碳化物的成形活性炭的制造方法、以及碳化物和成形活性炭。
技术介绍
活性炭在食品、化学工业等领域被广泛用作吸附材料，并且还广泛有效运用在废气处理等公害预防除去的方面。而且，作为活性炭的原料，多数使用木材、木炭、棕榈外壳等果实外壳等的植物类的碳质物质。另一方面，从成本的方面考虑，还可制造使用矿物类的碳质材料的成形活性炭，例如，在特开昭52-45598号公报中公开了以固定碳为70％以上的煤为原料、将其细粉碎、造粒、在1000℃以上的加热炉中水蒸气活化的成形活性炭的制造方法。作为脱硫、脱氮等废气处理用使用成形活性炭时，成形活性炭当然应该具有高的吸附性能，但是以工业规模进行脱硫、脱氮等气体处理时，要求作为成形活性炭具有高的机械强度。从这样的观点出发，如果对上述特开昭52-45598号公报中公开的由鸿基煤等无烟煤(ホンゲイ炭)制造的成形活性炭进行研究并观察，则可判明在性能方面也未必满足。作为除了制造以煤为原料的成形活性炭的其他方法，特开昭57-100910号公报和特开平2-69313号公报中公开了对原料进行预干馏并活化的成形活性焦炭或脱硫用炭材的制造方法，在特开平7-267619号公报中公开了使用作为原料的粉状活性炭并通过于馏或活化制造粒状活性炭的方法。可是同时，这些方法工序多，也未必是一种对工业有利的成形活性炭的制造方法。-->此外，特开昭57-123809号和特开昭57-123810号各公报中公开了通过加热处理由非粘结煤、粘结煤和粘结剂组成、具有特定的焦渣序数等物性的混合物而制造脱硫用碳材的方法，但是在这些方法中由于使用了昂贵的粘结煤，当然对成本不利，存在调合非粘结煤和粘结煤满足规定的物性的烦杂。此外，由于使用了粘结煤，给成形性、干馏性等带来了坏影响，因而，为了回避该缺点在成形和干馏工序方面受到限制。而且，在特开平1-126214号公报中，公开了使用作为原料煤的粉碎到10微米以下的非粘结煤的活性炭的制造方法。但是，该方法必须具有将原料煤粉碎到10微米以下的烦杂的粉碎工序。
技术实现思路
以工业规模制造成形活性炭时，从机械强度方面考虑，大多数使用粘结性的烟煤，并使用通过干馏工序使煤溶融的活性炭，但是由于仍旧使用粘结性煤时成形性以及干馏性差，所以作为前处理低温干馏煤后，一般进行成形、干馏工序。但是，如果进行这种前处理，则工序多，由于使用昂贵的烟煤，成本比较贵。一般情况下，由于粒状活性炭存在提高吸附性能强度就下降，另一方面提高强度吸附性能就下降的趋势，所以吸附性能、强度同时满足的碳材是所希望的。因而，本专利技术的目的在于提供以非粘结性煤或无烟煤等为原料，强度优秀的碳化物和有利于工业的制造方法，和活化该碳化物的强度以及脱硫、脱氮等吸附性能均衡优秀的成形活性炭及其制造方法。本专利技术者们反复专心研究的结果，发现，影响干馏性和强度的是非粘结性，通过调节灰成分，可以获得干馏性、机械强度比现有的碳化物优秀的碳化物，以及脱硫或脱氮性能比现有的活性炭优秀的成形活性炭，最终完成本专利技术。即，本专利技术是碳化物的制造方法，其特征在于该方法是以固定碳成分为70重量％以上、且灰成分为3重量％以上而不满10重量％的非粘结性煤为原料，至少经过向该煤中加入粘结剂进行成形的成形工序、干馏所得到的成形物的干馏工序的制造方法。本专利技术的另一个专利技术是碳化物的制造方法，其特征在于在固定碳成分为70重量％以上的非粘结性煤中，以相对于该煤最大为50∶50的重量比率将固定碳成分为50重量％以上、且灰成分为3重量％以上25重量％以下的非粘结性半无烟煤混合，以这样所得的混合物为原料，至少经过向该混合物中加入粘结剂进行成形-->的成形工序、干馏所得到的成形物的干馏工序制造。本专利技术的又一个专利技术是碳化物的制造方法，其特征在于该方法是在无烟煤中以相对于该无烟煤最大为50∶50的重量比率混合固定碳成分为50重量％以上、且灰成分为3重量％以上25重量％以下的非粘结性半无烟煤，以这样所得的混合物为原料，至少经过向该混合物中加入粘结剂进行成型的成形工序、干馏所得到的成形物的干馏工序的制造方法。而且，本专利技术的又一个专利技术是活化上述的碳化物的成形活性炭的制造方法。本专利技术的另一个专利技术是通过上述的制造方法制造的碳化物或成形活性炭。而且，本专利技术的再一个另外的专利技术是灰成分含有量为5重量％以上而不满15重量％，且灰成分中的镁化合物、钙化合物和铁化合物相对于灰成分的总量分别为2重量％以上、8重量％以上和20重量％以上的成形活性炭。具体实施方式在本申请中的术语“以上”和“以下”均包括本数。本专利技术的第1个专利技术是碳化物的制造方法，其特征在于以固定碳成分为70重量％以上、且灰成分为3重量％以上而不满10重量％的非粘结性煤为原料，至少经过向该煤中加入粘结剂进行成形的成形工序、干馏所得到的成形物的干馏工序的制造方法。原料煤中的固定碳成分和灰成分可以通过根据JIS M 8812煤类和焦炭类—工业分析法进行测定来确定。如果使用粘结性的煤作为原料煤，则由于成形性和干馏性显著下降，所以在第1个专利技术中，为了工序的简略化、以及提高强度，必须使用非粘结性的煤。为了选择作为煤原料的非粘结性的煤，可以测定后述的焦渣序数(button指数)，选择该焦渣序数为0的煤。作为固定碳成分为70重量％以上、且灰成分为3重量％以上不到10重量％的非粘结性煤的具体例子，可以列举作为中国宁夏地区生产的无烟煤的太西煤。此外，通过在定形碳成分的70重量％以上非粘结性煤中混合半无烟煤中可以谋求更高性能化。即，本专利技术的第2个专利技术是碳化物的制造方法，其特征在于在固定碳成分为70重量％以上的非粘结性煤中，以相对于该煤最大为50∶50的重量比率混合固定碳成分为50重量％以上、且灰成分为3重量％以上25重量％以下的非粘结性半无烟煤，以这样所得的混合物为原料，至少经过向该混合物中加入粘结剂进行成形的成形工序、干馏所得到的成型物的干馏工序的制造方法。作-->为固定碳成分为70重量％以上的非粘结性煤，优选使用灰成分为3重量％以上而不满10重量％的煤。作为混合于非粘结性煤中的非粘结性半无烟煤，可列举，例如，中国宁夏地区生产的灵武煤等。由于随着半无烟煤的混合比例增加，干馏性、强度存在下降的趋势，所以半无烟煤的混合比率为相对于煤最大为50∶50的重量比率是优选的，通过将混合比例调节在该范围内，能够很容易地获得所希望的活性炭。此外，本专利技术的碳化物也可以通过将固定碳成分为50重量％以上、且灰成分为3重量％以上25重量％以下的半无烟煤混合在无烟煤中制造。即，本专利技术的第3个专利技术是碳化物的制造方法，其特征在于在无烟煤中以相对于该无烟煤最大为50∶50的重量比率混合前述的非粘结性半无烟煤，以这样所得的混合物为原料，至少经过向该混合物中加入粘结剂进行成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化物的制造方法，其特征在于，该方法是以固定碳成分为７０重量％以上、而且灰成分为３重量％以上而不满１０重量％的非粘结性煤为原料，至少经过向该煤中加入粘结剂进行成形的成形工序、和干馏所得到的成形物的干馏工序的制造方法。

【技术特征摘要】
JP 2001-7-26 225325/011.一种碳化物的制造方法，其特征在于，该方法是以固定碳成分为70重量％以上、而且灰成分为3重量％以上而不满10重量％的非粘结性煤为原料，至少经过向该煤中加入粘结剂进行成形的成形工序、和干馏所得到的成形物的干馏工序的制造方法。2.一种碳化物的制造方法，其特征在于，该方法是在固定碳成分为70重量％以上的非粘结性煤中，以相对于该煤最大为50∶50的重量比率混合固定碳成分为50重量％以上、并且灰成分为3重量％以上25重量％以下的非粘结性半无烟煤，以这样所得的混合物为原料，至少经过向该混合物中加入粘结剂进行成形的成形工序、干馏所得到的成形物的干馏工序的制造方法。3.权利要求2记载的碳化物的制造方法，其特征在于，该非粘结...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田隆之，前野宗一，阿部进，
申请(专利权)人：可乐丽化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]