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特開2023-140485添着活性炭及びその製造方法、並びに添着活性炭の製造設備
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023140485
(43)【公開日】2023-10-05
(54)【発明の名称】添着活性炭及びその製造方法、並びに添着活性炭の製造設備
(51)【国際特許分類】
C01B 32/33 20170101AFI20230928BHJP
B01J 20/20 20060101ALI20230928BHJP
B01J 20/30 20060101ALI20230928BHJP
B01J 20/28 20060101ALI20230928BHJP
【ＦＩ】
C01B32/33
B01J20/20 D
B01J20/30
B01J20/28 Z
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022046345
(22)【出願日】2022-03-23
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-05-17
(71)【出願人】
【識別番号】306022513
【氏名又は名称】日鉄エンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100145012
【弁理士】
【氏名又は名称】石坂 泰紀
(72)【発明者】
【氏名】矢野 亮
【テーマコード（参考）】
4G066
4G146
【Ｆターム（参考）】
4G066AA05B
4G066AA35D
4G066BA24
4G066BA25
4G066BA26
4G066BA36
4G066CA33
4G066CA47
4G066DA02
4G066FA02
4G066FA11
4G066FA18
4G066FA37
4G146AA06
4G146AA15
4G146AB01
4G146AC05B
4G146AC08B
4G146AC28B
4G146AD32
4G146BA25
4G146BC03
4G146BC41
4G146BD02
4G146CA13
(57)【要約】
【課題】水銀（Ｈｇ０）の吸着性能に十分に優れる添着活性炭の製造方法を提供すること。
【解決手段】炭材を賦活処理して得られた活性炭１０に、二原子分子のハロゲン化合物２０の水溶液を噴霧して、活性炭１０にハロゲン化合物２０を添着させる工程を有し、炭材は石炭を含んでおり、活性炭１０の炭素含有量が７０質量％以上である、添着活性炭の製造方法を提供する。
【選択図】図１
【解決手段】炭材を賦活処理して得られた活性炭１０に、二原子分子のハロゲン化合物２０の水溶液を噴霧して、活性炭１０にハロゲン化合物２０を添着させる工程を有し、炭材は石炭を含んでおり、活性炭１０の炭素含有量が７０質量％以上である、添着活性炭の製造方法を提供する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭材を賦活処理して得られた活性炭に、二原子分子のハロゲン化合物の水溶液を噴霧して、前記活性炭に前記ハロゲン化合物を添着させる工程を有し、
前記炭材は石炭を含んでおり、前記活性炭の炭素含有量が７０質量％以上である、添着活性炭の製造方法。
前記炭材は石炭を含んでおり、前記活性炭の炭素含有量が７０質量％以上である、添着活性炭の製造方法。
【請求項2】
前記炭材の炭素含有量が７０質量％以上である、請求項１に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項3】
前記炭材は、瀝青炭及び無煙炭からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む、請求項１又は２に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項4】
前記活性炭に対する前記ハロゲン化合物の添着割合が１．５～５質量％である、請求項１～３のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項5】
前記添着活性炭の比表面積が６００～１１００ｍ２／ｇである、請求項１～４のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項6】
前記活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢとしたとき、下記式（１）及び（２）を満たす、請求項１～５のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
Ａ≧３ｃｍ３／ｇ／ｎｍ （１）
Ｂ／Ａ≧０．２ （２）
Ａ≧３ｃｍ３／ｇ／ｎｍ （１）
Ｂ／Ａ≧０．２ （２）
【請求項7】
前記水溶液における前記ハロゲン化合物の濃度が、４０～１２０ｇ／１００ｍＬである、請求項１～６のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項8】
前記ハロゲン化合物が臭化ナトリウムを含有し、
前記水溶液における前記臭化ナトリウムの濃度が３０～４２質量％である、請求項１～７のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
前記水溶液における前記臭化ナトリウムの濃度が３０～４２質量％である、請求項１～７のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項9】
前記活性炭を攪拌する攪拌装置と前記水溶液を噴霧するノズルとを用い、前記攪拌装置で前記活性炭を攪拌しながら、前記ノズルから前記水溶液を前記活性炭に噴霧して、前記添着活性炭を得る、請求項１～８のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項10】
活性炭と前記活性炭に添着された臭化ナトリウムとを含み、
前記活性炭は、石炭の賦活処理物であって炭素含有量が７０質量％以上であり、
前記活性炭に対する、前記臭化ナトリウムの比率が１．５～５質量％である、添着活性炭。
前記活性炭は、石炭の賦活処理物であって炭素含有量が７０質量％以上であり、
前記活性炭に対する、前記臭化ナトリウムの比率が１．５～５質量％である、添着活性炭。
【請求項11】
石炭由来の活性炭の堆積層を攪拌する攪拌装置と、
炭素含有量が７０質量％以上である前記活性炭を前記攪拌装置に導入する導入部と、
前記堆積層の上方から前記堆積層に向けて二原子分子のハロゲン化合物の水溶液を噴霧するノズルと、
前記ハロゲン化合物が添着された添着活性炭を前記攪拌装置から導出する導出部と、を備える、添着活性炭の製造設備。
炭素含有量が７０質量％以上である前記活性炭を前記攪拌装置に導入する導入部と、
前記堆積層の上方から前記堆積層に向けて二原子分子のハロゲン化合物の水溶液を噴霧するノズルと、
前記ハロゲン化合物が添着された添着活性炭を前記攪拌装置から導出する導出部と、を備える、添着活性炭の製造設備。
【請求項12】
前記攪拌装置内の前記堆積層を平面視したときに、前記堆積層の表面の面積全体に対する、前記ノズルからの前記水溶液の噴霧面積の比率が４０～１２０％となるように、前記ノズルから前記水溶液を噴霧する、請求項１１に記載の添着活性炭の製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、添着活性炭及びその製造方法、並びに添着活性炭の製造設備に関する。
【背景技術】
【0002】
種々の設備で発生する排ガスには、水銀及びダイオキシン等の有害成分が含まれる場合がある。このような有害成分の吸着材として活性炭が用いられる。通常の活性炭では、１００℃を超える高温中では水銀（Ｈｇ０）を殆ど吸着できないため、添着活性炭を用いる必要がある。添着活性炭としては、ハロゲン化合物、金属化合物及び硫黄等を添着したものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００２－１０２６５３号公報
【特許文献2】特開２０２０－１９９４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
水銀（Ｈｇ０）の吸着力を高めるため、活性炭に添着される化合物としては種々のものが検討されている。本開示は、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能に十分に優れる添着活性炭及びその製造方法を提供する。また、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能に十分に優れる添着活性炭の製造設備を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示は、一つの側面において、炭材を賦活処理して得られた活性炭に、二原子分子のハロゲン化合物の水溶液を噴霧して、活性炭にハロゲン化合物を添着させる工程を有し、炭材は石炭を含んでおり、活性炭の炭素含有量が７０質量％以上である、添着活性炭の製造方法を提供する。
【0006】
上記製造方法では、活性炭に添着する化合物として二原子分子のハロゲン化合物を用いている。このような二原子分子のハロゲン化合物は、分子サイズが小さいため、活性炭のミクロ孔内に侵入しやすい。ここで、活性炭は、石炭由来であり且つ炭素含有量が高いため、十分に小さいミクロ孔（細孔径：１ｎｍ以下）を有している。このため、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質を十分に吸着することができる。また、上記活性炭は、十分に小さいミクロ孔とともに、大きめのミクロ孔（細孔径：１～２ｎｍ）も有している。このため、水溶液中の上記ハロゲン化合物が大きめのミクロ孔を通って円滑に侵入し、活性炭の粒子の内部に保持される。ハロゲン元素が活性炭の粒子の表面に保持されると、ロンドン分散力（誘起双極作用）を十分に発揮できないが、上記製造方法では、ハロゲン元素が活性炭の内部に保持される。このため、ハロゲン元素によるロンドン分散力を十分に発揮することができる。したがって、上記製造方法で得られる水銀（Ｈｇ０）の吸着性能に十分に優れる。
【0007】
上記製造方法において、炭材の炭素含有量は７０質量％以上であってよい。このような炭材は、十分に小さいミクロ孔（細孔径：１ｎｍ以下）と、大きめのミクロ孔（細孔径：１～２ｎｍ）の両方を適度に有している。このため、このような炭材を用いて得られる添着活性炭は、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質の吸着性能と、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能を十分に高い水準で両立することができる。
【0008】
上記製造方法において、炭材は、瀝青炭及び無煙炭からなる群より選ばれる少なくとも一つを含んでよい。このような炭材は、十分に小さいミクロ孔（細孔径：１ｎｍ以下）と、大きめのミクロ孔（細孔径：１～２ｎｍ）の両方を適度に有している。このため、このような炭材を用いて得られる添着活性炭は、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質の吸着性能と、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能を十分に高い水準で両立することができる。
【0009】
上記製造方法では、活性炭に対するハロゲン化合物の添着割合が１．５～５質量％であってよい。このような添着活性炭は、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能に一層優れる。
【0010】
上記製造方法で製造する添着活性炭の比表面積は６００～１１００ｍ２／ｇであってよい。このような添着活性炭は、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質の吸着性能にも十分に優れる。
【0011】
上記製造方法の活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢとしたとき、下記式（１）及び（２）を満たしてよい。
Ａ≧３ｃｍ３／ｇ／ｎｍ （１）
Ｂ／Ａ≧０．２ （２）
Ａ≧３ｃｍ３／ｇ／ｎｍ （１）
Ｂ／Ａ≧０．２ （２）
【0012】
このような活性炭は、十分に小さいミクロ孔（細孔径：１ｎｍ以下）と、大きめのミクロ孔（細孔径：１～２ｎｍ）を、十分に良好なバランスで有する。このため、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質の吸着性能を十分に高いレベルに維持できるとともに、ハロゲン元素によるロンドン分散力が十分に発揮され、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能を十分に高くすることができる。
【0013】
水溶液におけるハロゲン化合物の濃度は、４０～１２０ｇ／１００ｍＬであってよい。このような水溶液は、適度な濃度を有することから、水溶液中のハロゲン化合物を、活性炭のミクロ孔の内部に適度に分散させて添着することができる。このため、十分に高い水銀（Ｈｇ０）の吸着性能を有する添着活性炭を安定的に製造することができる。
【0014】
上記ハロゲン化合物が臭化ナトリウムを含有し、上記水溶液における臭化ナトリウムの濃度が３０～４２質量％であってよい。このような水溶液は、常温においても臭化ナトリウムが析出せず安定的に溶解することができる。このような水溶液を用いれば、臭素を活性炭のミクロ孔の内部に適度に分散させて添着させることができる。このような添着活性炭は、一層高い水銀（Ｈｇ０）の吸着性能を有する。
【0015】
上記製造方法では、活性炭を攪拌する攪拌装置と上記水溶液を噴霧するノズルとを用い、攪拌装置で活性炭を攪拌しながら、ノズルから上記水溶液を活性炭に噴霧して、添着活性炭を得てもよい。これによって、ハロゲン化合物が高い均一性で活性炭に添着する。したがって、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能に十分に優れる添着活性炭を簡便に量産することができる。
【0016】
本開示は、一つの側面において、活性炭と当該活性炭に添着された臭化ナトリウムとを含み、活性炭は、石炭の賦活処理物であって炭素含有量が７０質量％以上であり、活性炭に対する、臭化ナトリウムの比率が１．５～５質量％である、添着活性炭を提供する。
【0017】
このような添着活性炭は、石炭の賦活処理物であって炭素含有量が７０質量％以上の活性炭を含む。このような活性炭は、十分に小さいミクロ孔（細孔径：１ｎｍ以下）と、大きめのミクロ孔（細孔径：１～２ｎｍ）の両方を適度に有している。このため、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質の吸着性能を維持することができる。また、活性炭の内部に臭素を安定的に保持することができる。このため、十分にロンドン分散力が発揮され、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能を十分に高くすることができる。
【0018】
本開示は、一つの側面において、石炭由来の活性炭の堆積層を攪拌する攪拌装置と、炭素含有量が７０質量％以上である活性炭を攪拌装置に導入する導入部と、堆積層の上方から堆積層に向けて二原子分子のハロゲン化合物の水溶液を噴霧するノズルと、ハロゲン化合物が添着された添着活性炭を攪拌装置から導出する導出部と、を備える、添着活性炭の製造設備を提供する。
【0019】
上記製造設備では、石炭由来で炭素含有量が７０質量％以上である活性炭と二原子分子のハロゲン化合物を用いている。二原子分子のハロゲン化合物は、分子サイズが小さいため、活性炭のミクロ孔内に侵入しやすい。活性炭は、石炭由来であり且つ炭素含有量が高いため、十分に小さいミクロ孔（細孔径：１ｎｍ以下）を有している。このため、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質を十分に吸着することができる。また、上記活性炭は、十分に小さいミクロ孔とともに、大きめのミクロ孔（細孔径：１～２ｎｍ）も有している。このため、ノズルから噴霧された水溶液中の上記ハロゲン化合物が大きめのミクロ孔を通って円滑に侵入し、活性炭の粒子の内部に保持される。ハロゲン元素が活性炭の粒子の表面に保持されると、ロンドン分散力（誘起双極作用）を十分に発揮できないが、上記製造設備では、ハロゲン元素が活性炭の内部に保持された添着活性炭が導出部から導出される。このような添着活性炭は、ハロゲン元素によるロンドン分散力を十分に発揮することができる。したがって、上記製造設備では、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能に十分に優れる添着活性炭を製造することができる。
【0020】
上記攪拌装置内の堆積層を平面視したときに、堆積層の表面の面積全体に対する、ノズルからの上記水溶液の噴霧面積の比率が４０～１２０％となるように、ノズルから上記水溶液を噴霧してよい。これによって、活性炭に高い均一性でハロゲン化合物を添着することができる。
【発明の効果】
【0021】
水銀（Ｈｇ０）の吸着性能に十分に優れる添着活性炭及びその製造方法を提供することができる。水銀（Ｈｇ０）の吸着性能に十分に優れる添着活性炭の製造設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】添着活性炭の表面近傍における断面の一例を模式的に示す図である。
【図2】添着活性炭の製造方法に用いる製造装置の一例を示す図である。（Ａ）は、装置を側方から見たときの図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩｂ－ＩＩｂ線で切断したときの内部を上方から見たときの図である。
【図3】実施例１の活性炭の成分分析の結果を示す図である。
【図4】比較例１の添着活性炭の成分分析の結果を示す図である。
【図5】実施例１、及び比較例１，２で用いた活性炭の微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の分布を示す図である。
【図6】実施例１０で用いた製造装置を示す図である。（Ａ）は、装置を側方から見たときの図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩｂ－ＶＩｂ線で切断したときの装置内部を上方から見たときの図である。
【図7】実施例１１で用いた製造装置を示す図である。（Ａ）は、装置を側方から見たときの図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＩｂ－ＶＩＩｂ線で切断したときの装置内部を上方から見たときの図である。
【図8】実施例１２で用いた製造装置を示す図である。（Ａ）は、装置を側方から見たときの図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＶＩＩＩｂ－ＶＩＩＩｂ線で切断したときの装置内部を上方から見たときの図である。
【図9】（Ａ）及び（Ｂ）は、比較例の添着活性炭の表面近傍における断面を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、場合により図面を参照して、本開示の一実施形態について説明する。ただし、以下の実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用い、場合により重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、各要素の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【0024】
一実施形態に係る添着活性炭の製造方法は、炭材を賦活処理して得られた活性炭に、二原子分子のハロゲン化合物の水溶液を噴霧して、活性炭にハロゲン化合物を添着させる工程を有する。
【0025】
成分分析によって測定される炭材の炭素含有量は、７０質量％以上であってよく、８０質量％以上であってよく、８５質量％以上であってもよい。このように炭素含有量が高い炭材を賦活処理して得られる活性炭は、十分に小さいミクロ孔（細孔径：１ｎｍ以下）と、大きめのミクロ孔（細孔径：１～２ｎｍ）の両方を適度に有している。このため、このような炭材を用いて得られる添着活性炭は、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質の吸着性能と、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能を十分に高い水準で両立することができる。
【0026】
炭素含有量が７０質量％以上の炭材は石炭であってよく、例えば、瀝青炭及び無煙炭が挙げられる。したがって、炭材は、瀝青炭及び無煙炭からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む炭材を用いてもよい。
【0027】
炭材の賦活処理は、通常のガス賦活処理によって行ってよい。例えば、炭材を、６００～１０００℃の温度、又は７５０～９００℃の温度で、水蒸気、二酸化炭素、空気、酸素、燃焼ガス、又はこれらの混合ガスの存在下、炭材を加熱すればよい。これによって、炭材に細孔を形成し、石炭由来の多孔質の活性炭を得ることができる。
【0028】
活性炭のＢＥＴ比表面積は、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質（ダイオキシン等）の吸着性能を十分に高くする観点から、６００ｍ２／ｇ以上であってよく、８００ｃｍ２／ｇ以上であってよく、９００ｍ２／ｇ以上であってよい。活性炭のＢＥＴ比表面積は、１１００ｍ２／ｇ以下であってよく、１０５０ｍ２／ｇ以下であってよく、１０００ｍ２／ｇ以下であってもよい。これによって、ハロゲン化合物が侵入しすい程度のサイズを有するミクロ孔（大きめのミクロ孔）を十分に確保して、添着の際のハロゲン化合物のミクロ孔（十分に小さいミクロ孔）への侵入を促進することができる。活性炭のＢＥＴ比表面積の一例は、６００～１１００ｍ２／ｇ以下である。
【0029】
活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢとしたとき、下記式（１）及び（２）を満たしてよい。
Ａ≧３ｃｍ３／ｇ／ｎｍ （１）
Ｂ／Ａ≧０．２ （２）
Ａ≧３ｃｍ３／ｇ／ｎｍ （１）
Ｂ／Ａ≧０．２ （２）
【0030】
このような活性炭を用いることによって、添着活性炭の水銀（Ｈｇ０）の吸着性能を十分に高くすることができる。同様の観点から、Ａは３．３ｃｍ３／ｇ／ｎｍ以上であってよく、Ｂ／Ａは０．２４以上であってもよい。活性炭の表面積を十分に大きくする観点から、Ａは５ｃｍ３／ｇ／ｎｍ以下であってよい。同様の観点からＢ／Ａは０．５以下であってもよい。
【0031】
成分分析によって測定される活性炭の炭素含有量は、７０質量％以上であってよく、８０質量％以上であってよく、８５質量％以上であってもよい。このように炭素含有量が高い活性炭は、十分に小さいミクロ孔（細孔径：１ｎｍ以下）と、大きめのミクロ孔（細孔径：１～２ｎｍ）の両方を適度に有している。このため、このような活性炭を用いて得られる添着活性炭は、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質の吸着性能と、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能を十分に高い水準で両立することができる。
【0032】
二原子分子のハロゲン化合物は、構成元素としてハロゲン元素とアルカリ金属元素とを有する。ハロゲン化合物は、例えば、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＮａＣｌ及びＫＣｌからなる群より選ばれる少なくとも一つを含んでよい。ロンドン分散力を十分に大きくする観点から、ハロゲン化合物は臭化物を含んでよい。これらのハロゲン化合物は、活性炭の大きめのミクロ孔に円滑に侵入し、活性炭の内部に保持される。ハロゲン元素は、活性炭の内部においてロンドン分散力を十分に発揮することができる。これによって、水銀（Ｈｇ０）が細孔内に吸着されやすくなり、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能を十分に高くすることができる。
【0033】
このようにして得られる添着活性炭は、例えば、図１に示すような内部構造を有すると考えられる。図１の添着活性炭１２は、活性炭１０と、活性炭に添着された二原子分子のハロゲン化合物２０とを含む。活性炭１０の表面近傍には、細孔４０が形成されている。細孔４０は、十分に小さいミクロ孔４０Ａと、これよりも大きいミクロ孔４０Ｂとを含む。水銀（Ｈｇ０）の吸着には、このように小さいミクロ孔４０Ａが必要である。一方、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質は、小さいミクロ孔４０Ａ及び大きいミクロ孔４０Ｂのどちらにも吸着され得る。
【0034】
ハロゲン化合物を添着させる工程では、大きいミクロ孔４０Ｂからハロゲン化合物２０が円滑に侵入し、細孔４０内に保持される。細孔４０内に保持されたハロゲン化合物２０のロンドン分散力は、図１に示される広い領域２２に及んでいる。このため、領域２２に含まれるミクロ孔４０Ａの内壁に水銀（Ｈｇ０）３０が吸着される。一方、ダイオキシン等の水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質は、ミクロ孔４０Ａ及びミクロ孔４０Ｂの両方に吸着される。
【0035】
一方、原子数が３個以上の分子であるハロゲン化合物の場合、図９（Ａ）に示されるように、ハロゲン化合物１２０のサイズが大きいため、活性炭１１０の細孔１４０内に侵入することができず、活性炭１１０の表面に添着する。この場合、活性炭１１０の内部においてロンドン分散力が及ぶ領域１２２が小さくなってしまう。このため、水銀（Ｈｇ０）３０を吸着できる細孔１４０の割合が小さくなる。したがって、図９（Ａ）のような添着活性炭では、水銀（Ｈｇ０）１３０を十分に吸着できない。
【0036】
また、十分に小さいミクロ孔が少ない活性炭の場合、図９（Ｂ）に示されるように、ハロゲン化合物は、大きいミクロ孔から活性炭１１１の内部に侵入し、ロンドン分散力を比較的広い領域１２２に及ぼす。しかしながら、領域１２２に含まれる、十分に小さいミクロ孔が少ないため、水銀（Ｈｇ０）１３０を十分に吸着することができない。
【0037】
また、大きいミクロ孔を有さず、十分に小さいミクロ孔のみを有する活性炭の場合、ハロゲン化合物のサイズが十分に小さいミクロ孔よりも小さい場合であっても十分な吸着能力を発揮することができない。これに対し、図１の添着活性炭１２における活性炭１０は、十分に小さいミクロ孔４０Ａと、これよりも大きいミクロ孔４０Ｂが良好なバランスで形成されている。このように十分に小さいミクロ孔４０Ａとこれよりも大きいミクロ孔４０Ｂがバランスよく形成されていることが吸着能力の発揮に有効である。さらに、図１の添着活性炭１２では、活性炭１０の内部に二原子分子のハロゲン化合物２０が保持されている。これらの相乗作用によって、図１の添着活性炭１２は、図９の添着活性炭及び大きいミクロ孔を有しない添着活性炭よりも、水銀（Ｈｇ０）３０と水銀以外の有害物質を十分に吸着することができる。
【0038】
活性炭１０へのハロゲン化合物２０の添着は、ハロゲン化合物２０の水溶液を噴霧することによって行う。水溶液におけるハロゲン化合物２０の濃度は、４０ｇ／１００ｍＬ以上であってよく、５０ｇ／１００ｍＬ以上であってよく、６０ｇ／１００ｍＬ以上であってもよい。ここでいう「１００ｍＬ」は、溶媒である水の量である。このような濃度を有する水溶液であれば、噴霧したときに固形分が析出することが抑制され、活性炭１０の細孔４０内に十分に侵入することができる。水溶液におけるハロゲン化合物２０の濃度は、１２０ｇ／１００ｍＬ以下であってよい。水溶液に含まれるハロゲン化合物２０の濃度が高くなり過ぎると、活性炭１０に添着した際に、ハロゲン化合物２０の濃い領域が生じ、ハロゲン元素とともに活性炭１０内に侵入したアルカリ金属が、水銀（Ｈｇ０）３０の吸着を妨げる場合がある。水溶液におけるハロゲン化合物２０の濃度の一例は、４０～１２０ｇ／１００ｍＬである。
【0039】
ハロゲン化合物２０がＮａＢｒ（臭化ナトリウム）を含有する場合、水溶液におけるＮａＢｒの含有量は３０～４２質量％であってよい。これによって、ＮａＢｒの析出を抑制しながら、活性炭１０の細孔４０内に適量のＮａＢｒを添着することができる。水溶液におけるＮａＢｒの含有量が低くなり過ぎると、ＮａＢｒの添着量が減少すること、及び、水の吸着量が増えて、有害物質を吸着し難くなる傾向にある。水溶液におけるＮａＢｒの含有量が高くなり過ぎると、ＮａＢｒが析出・結晶化して活性炭１０の細孔４０内に侵入し難くなる傾向にある。
【0040】
添着活性炭１２において、活性炭１０に対するハロゲン化合物２０の添着割合は、１．５質量％以上であってよく、２質量％以上であってよく、２．５質量％以上であってもよい。これによって、活性炭１０の細孔４０に十分にハロゲン化合物２０を添着させることができる。活性炭１０に対するハロゲン化合物２０の添着割合は、５質量％以下であってよく、４質量％以下であってもよい。添着割合が高くなり過ぎると、図１の領域２２が重なり合いやすくなり、ハロゲン元素のロンドン分散力を有効に活用し難くなる。また、ハロゲン化合物２０に含まれるアルカリ金属が水銀（Ｈｇ０）３０の吸着を妨げる作用が顕在化する可能性もある。活性炭１０に対するハロゲン化合物２０の添着割合の一例は、１．５～５質量％である。
【0041】
添着活性炭１２のＢＥＴ比表面積は、６００ｍ２／ｇ以上であってよく、７００ｍ２／ｇ以上であってよく、８００ｍ２／ｇ以上であってよい。これによって、水銀（Ｈｇ０）３０及び水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質を十分に吸着することができる。添着活性炭１２のＢＥＴ比表面積は、１１００ｍ２／ｇ以下であってよく、１０００ｍ２／ｇ以下であってもよい。これによって、ミクロ孔４０Ｂを十分に確保して、ハロゲン化合物２０の侵入を促進することができる。
【0042】
活性炭へのハロゲン化合物２０の添着は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す攪拌装置（リボンブレンダ）を備える製造設備を用いて行ってもよい。この製造設備は、活性炭の堆積層を攪拌する攪拌装置５０と、攪拌装置５０に活性炭を導入する導入部５２と、攪拌装置５０で得られた添着活性炭を攪拌装置５０から導出する導出部５４と、を備える。攪拌装置５０は、導入された活性炭の堆積層１１を攪拌するリボン型の攪拌羽根７２と、攪拌羽根７２を回転駆動するモータ７０とを備える。攪拌装置５０の上壁には、ハロゲン化合物の水溶液をスプレー状に噴霧するノズル６０が設けられている。ノズル６０には、ポンプ６２からハロゲン化合物の水溶液が供給される。この製造設備であれば、攪拌羽根７２で活性炭を攪拌しながら、ノズル６０から攪拌装置５０内の活性炭の堆積層１１に向けてハロゲン化合物の水溶液を噴霧することができる。
【0043】
ノズル６０から噴霧される水溶液の液滴径は１００～３００μｍであってよい。液滴径が小さくなり過ぎると、水溶液が浮遊して攪拌装置５０の内壁面に付着し、添着にムラが生じやすく傾向にある。液滴径が大きくなり過ぎても、添着にムラが生じやすく傾向にある。
【0044】
図２（Ｂ）には、攪拌装置５０内における活性炭の堆積層１１を平面視したときの堆積層１１の表面が示されており、当該表面に、各ノズル６０からの噴霧液が直接落下するエリア６４を示している。堆積層１１の表面の面積全体に対する、複数のエリア６４の合計面積（噴霧面積）の比率は、４０～１２０％であってよく、５０～１００％であってもよい。これによって、活性炭に十分に均一にハロゲン化合物を添着することができる。なお、複数のエリア６４が重なり合う部分は重複してカウントされるため、上記面積比率が１００％を超える場合もある。なお、ノズル６０の本数は特に限定されない。また、添着は、図２に示されるような攪拌装置を用いずに行ってもよい。
【0045】
一実施形態に係る添着活性炭は、活性炭と活性炭に添着された二原子分子のハロゲン化合物を含む。ハロゲン化合物は、例えば、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＮａＣｌ及びＫＣｌからなる群より選ばれる少なくとも一つを含んでよい。活性炭の炭素含有量は、７０質量％以上であってよく、８０質量％以上であってよく、８５質量％以上であってもよい。活性炭は、石炭の賦活処理物である。賦活処理の条件は上述したとおりである。石炭は、例えば、瀝青炭及び無煙炭からなる群より選ばれる少なくとも一つを含んでよい。
【0046】
活性炭に対するハロゲン化合物（例えば、臭化ナトリウム）の比率は１．５～５質量％であってよい。活性炭に対するハロゲン化合物２０の添着割合は、１．５質量％以上であってよく、２質量％以上であってよく、２．５質量％以上であってもよい。活性炭に対するハロゲン化合物２０の添着割合は、５質量％以下であってよく、４質量％以下であってもよい。添着活性炭は、上述の製造方法によって製造されてよい。したがって、上述の添着活性炭の製造方法における説明内容は、本実施形態の添着活性炭にも適用される。
【0047】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。
【実施例0048】
実施例及び比較例を参照して本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【0049】
（実施例１）
＜活性炭の準備＞
炭材として、無煙炭と瀝青炭に由来する粉末状の炭材を準備した。この炭材の炭素含有量は、表１に示すとおりであった。この炭材のガス賦活処理を行って活性炭を調製した。ガス賦活処理は、水蒸気を含むガスを用いて、炭材を加熱することによって行った。
＜活性炭の準備＞
炭材として、無煙炭と瀝青炭に由来する粉末状の炭材を準備した。この炭材の炭素含有量は、表１に示すとおりであった。この炭材のガス賦活処理を行って活性炭を調製した。ガス賦活処理は、水蒸気を含むガスを用いて、炭材を加熱することによって行った。
【0050】
＜活性炭の評価＞
上述の手順で得られた活性炭の成分分析を行って炭素含有量を求めた。分析装置及び分析方法の詳細は以下のとおりである。
分析方法：電子顕微鏡付きＸ線分析
使用機器：走査型電子顕微鏡 ＪＳＭ－６３９０型（日本電子株式会社製）
対象元素：Ｂ～Ｕ
補正方法：ＺＡＦ法
上述の手順で得られた活性炭の成分分析を行って炭素含有量を求めた。分析装置及び分析方法の詳細は以下のとおりである。
分析方法：電子顕微鏡付きＸ線分析
使用機器：走査型電子顕微鏡 ＪＳＭ－６３９０型（日本電子株式会社製）
対象元素：Ｂ～Ｕ
補正方法：ＺＡＦ法
【0051】
成分分析の結果は図３に示すとおりであった。また、活性炭のＢＥＴ比表面積を、比表面積／細孔分析測定装置（マイクロトラック・ベル株式会社製、装置名：ＢＥＬＳＯＲＰ ｍｉｎｉ ＩＩ）を用いて測定した。測定方法は、Ｎ２吸着法によって行った。これらの結果は、表１に示すとおりであった。この活性炭の水銀吸着性能を以下の手順で評価した。
【0052】
添着活性炭（０．０５ｇ）を、カラムクロマト管（内径：３０ｍｍ，長さ：３０ｃｍ）の内部に充填した（充填高さ：１５ｃｍ）。カラムクロマト管にヒータを巻き付けて、カラムクロマト管の内部を１８０～２２０℃に加熱した。水銀蒸気発生器を用いて空気に水銀蒸気を混入させて水銀濃度５００μｇ／ｍ３の供給ガスを調製した。この供給ガスを２２０℃に加熱して上述のカラムクロマト管に供給してガス処理を行った。カラムクロマト管から排出される排ガス中の水銀（Ｈｇ０）濃度を水銀測定装置（日本インスツルメンツ株式会社製、製品名：ＥＭＰ－２）を用いて測定した。ガス処理と排ガス中の水銀（Ｈｇ０）の濃度測定を約３時間継続して行った。供給ガス中の水銀（Ｈｇ０）の濃度の平均値と排ガスに含まれていた水銀（Ｈｇ０）の濃度の平均値の差から、以下の式によって水銀（Ｈｇ０）の除去率を算出した。結果は表１に示すとおりであった。
【0053】
水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）＝（供給ガス中の水銀濃度－排ガス中の水銀濃度）／供給ガス中の水銀濃度
【0054】
＜添着活性炭の製造＞
臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）を水に溶解させて水溶液を得た。水溶液中のＮａＢｒ濃度は４１質量％とした。ポリ容器に、約２０ｇの活性炭を入れた後、この活性炭に対して上記水溶液を噴霧器で噴霧した。活性炭に対する添着割合が３．５質量％となるように、活性炭に対する水溶液の噴霧量を設定した。このようにして、活性炭に臭化ナトリウムを添着して添着活性炭を得た。水溶液を噴霧した後、ポリ容器をよく振ってＮａＢｒを活性炭に十分に添着させた。
臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）を水に溶解させて水溶液を得た。水溶液中のＮａＢｒ濃度は４１質量％とした。ポリ容器に、約２０ｇの活性炭を入れた後、この活性炭に対して上記水溶液を噴霧器で噴霧した。活性炭に対する添着割合が３．５質量％となるように、活性炭に対する水溶液の噴霧量を設定した。このようにして、活性炭に臭化ナトリウムを添着して添着活性炭を得た。水溶液を噴霧した後、ポリ容器をよく振ってＮａＢｒを活性炭に十分に添着させた。
【0055】
＜添着活性炭の評価＞
添着後、添着活性炭を十分に乾燥させた。その後、上述の「活性炭の評価」と同じ方法で、ＢＥＴ比表面積及び水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。また、臭化物分析（自動燃焼－イオンクロマトグラフ法）によって、活性炭に対するＮａＢｒの添着割合を求めた。その結果は表１に示すとおりであった。
添着後、添着活性炭を十分に乾燥させた。その後、上述の「活性炭の評価」と同じ方法で、ＢＥＴ比表面積及び水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。また、臭化物分析（自動燃焼－イオンクロマトグラフ法）によって、活性炭に対するＮａＢｒの添着割合を求めた。その結果は表１に示すとおりであった。
【0056】
（比較例１）
炭材として亜炭（褐炭）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして添着活性炭を製造した。この亜炭の炭素含有量は７０質量％を大きく下回っていた。そして、実施例１と同じ方法でそれぞれの評価を行った。結果は表１に示すとおりであった。図４には、添着活性炭の成分分析の結果を示した。
炭材として亜炭（褐炭）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして添着活性炭を製造した。この亜炭の炭素含有量は７０質量％を大きく下回っていた。そして、実施例１と同じ方法でそれぞれの評価を行った。結果は表１に示すとおりであった。図４には、添着活性炭の成分分析の結果を示した。
【0057】
（比較例２）
炭材として市販の椰子殻炭を用いたこと以外は、実施例１と同様にして活性炭及び添着活性炭を製造した。そして、実施例１と同じ方法でそれぞれの評価を行った。結果は表１に示すとおりであった。
炭材として市販の椰子殻炭を用いたこと以外は、実施例１と同様にして活性炭及び添着活性炭を製造した。そして、実施例１と同じ方法でそれぞれの評価を行った。結果は表１に示すとおりであった。
【0058】
【表1】
【0059】
表１に示すとおり、実施例１の添着活性炭は、比表面積が十分に高いことから、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質（ダイオキシン等）の吸着性能に優れる。また、水銀（Ｈｇ０）の吸着量にも十分に優れることが確認された。一方、比較例１，２の添着活性炭の水銀（Ｈｇ０）の除去率は実施例１よりも低かった。比較例１の添着活性炭は比表面積が小さいため、これが水銀（Ｈｇ０）の吸着量が低いことの要因であると考えられる。このような添着活性炭は、水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質（ダイオキシン等）の吸着性能も低いと考えられる。比較例２の添着活性炭の比表面積は、実施例１の添着活性炭の比表面積よりも大きかった。それにもかかわらず、比較例２の添着活性炭の水銀（Ｈｇ０）の除去率は実施例１よりも低かった。この原因を以下に検討した。
【0060】
実施例１、及び比較例１，２で用いた炭材（無煙炭、亜炭、バイオマス炭）の細孔径分布を測定し、細孔径（ｄｐ）ごとの微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］を求めた。測定には、比表面積／細孔分析測定装置（マイクロトラック・ベル株式会社製、装置名：ＢＥＬＳＯＲＰ ｍｉｎｉ ＩＩ）を用いた。結果は、表２及び図５に示すとおりであった。これらの結果から、細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値（Ａ）と、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値（Ｂ）と、これらの比（Ｂ／Ａ）を求めた。これらの結果は表２に示すとおりであった。表２中、Ｂ／Ａの数値は無次元数である。
【0061】
【表2】
【0062】
表２及び図５に示すとおり、比較例２の炭材は、実施例１の炭材よりも、細孔径が１ｎｍ以下の細孔の割合が大きいものの細孔径が１～２ｎｍの細孔の割合が小さいことが確認された。このことから、椰子殻炭を用いて製造された活性炭の場合、添着したハロゲン化合物は活性炭の粒子の内部に十分に侵入できず、活性炭の表面に添着されているハロゲン化合物の割合が高くなっていると推察される。このため、水銀（Ｈｇ０）を吸着できる細孔が限られており、水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定では、早期に破過していた。一方、実施例１で用いた無煙炭と瀝青炭に由来する炭材の場合、細孔径が１ｎｍ以下の細孔と、細孔径が１～２ｎｍの細孔をバランスよく含んでいる。これによって、ハロゲン化合物は活性炭の粒子の内部に十分に侵入することができるとともに、ロンドン分散力によって水銀（Ｈｇ０）を吸着する細孔が十分に存在していると推察される。
【0063】
次に、ハロゲン化合物の水溶液の濃度の影響を調べるため、実施例２～４を行った。
【0064】
（実施例２～４）
水溶液中のＮａＢｒ濃度を表３に示すとおりとしたこと以外は、実施例１と同様にして添着活性炭を製造した。いずれも、活性炭に対するＮａＢｒの添着割合が３．５質量％となるように水溶液の量を設定した。実施例１と同じ方法で、各実施例で得られた添着活性炭のＮａＢｒの添着割合、及び水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。結果は表３に示すとおりであった。なお、表３には比較のため実施例１の結果も併せて示した。
水溶液中のＮａＢｒ濃度を表３に示すとおりとしたこと以外は、実施例１と同様にして添着活性炭を製造した。いずれも、活性炭に対するＮａＢｒの添着割合が３．５質量％となるように水溶液の量を設定した。実施例１と同じ方法で、各実施例で得られた添着活性炭のＮａＢｒの添着割合、及び水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。結果は表３に示すとおりであった。なお、表３には比較のため実施例１の結果も併せて示した。
【0065】
【表3】
【0066】
実施例１～３の結果から、水溶液におけるＮａＢｒの濃度が高い方が添着割合が水銀（Ｈｇ０）の吸着量が大きくなることが確認された。これは、活性炭の細孔表面における水分子の吸着量が減ることと、ＮａＢｒが細孔から活性炭の粒子内に効率よく侵入することによるもの推察される。ＮａＢｒの常温（２０℃）における溶解度は７３．３ｇ／１００ｍＬであり、この時のＮａＢｒ濃度は、４２．３質量％である。実施例４では、２０℃でＮａＢｒの一部が溶解しなかったので、水溶液を約５０℃に加熱して溶解させて噴霧した。ただし、実施例４の水銀（Ｈｇ０）の吸着量は実施例１よりも低かった。これは、ＮａＢｒが活性炭に添着する際に析出・結晶化し、活性炭の細孔内に侵入し難くなったことが要因と推察される。実施例４では、ＮａＢｒの添着割合が、目標としていた３．５質量％を大きく超えていた。これは、成分分析の際に、ＮａＢｒが結晶化している部分をサンプリングしたことが要因と考えられる。
【0067】
次に、ハロゲン化合物の添着割合の影響を調べるため、実施例５，６を行った。
【0068】
（実施例５，６）
活性炭に噴霧するＮａＢｒの量を変更して、活性炭に対するＮａＢｒの添着量を変更したこと以外は、実施例３と同様にして添着活性炭を調整した。実施例５，６では、噴霧前の後の質量差と水溶液の濃度からＮａＢｒの添着割合を算出した。
活性炭に噴霧するＮａＢｒの量を変更して、活性炭に対するＮａＢｒの添着量を変更したこと以外は、実施例３と同様にして添着活性炭を調整した。実施例５，６では、噴霧前の後の質量差と水溶液の濃度からＮａＢｒの添着割合を算出した。
【0069】
実施例１と同じ方法で、実施例５，６で得られた添着活性炭の水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。結果は表４に示すとおりであった。なお、表４には比較のため実施例３の結果も併せて示した。
【0070】
【表4】
【0071】
実施例３，５，６の結果から、ＮａＢｒの添着割合が高過ぎると、水銀（Ｈｇ０）の吸着量が減少することが確認された。この要因としては、活性炭の細孔内にハロゲン元素が密集し過ぎると、水銀（Ｈｇ０）が細孔内に侵入し難くなることが考えられる。また、水銀（Ｈｇ０）の吸着を阻害するＮａが増加したことも要因として考えられる。表４の結果から、活性炭に対するＮａＢｒの比率（添着割合）は、１．５～５質量％程度が好ましいと考えられる。
【0072】
次に、添着活性炭の粒径の影響を調べるため、実施例７～９を行った。
【0073】
（実施例７，８）
噴霧するＮａＢｒの量を変更して、活性炭に対するＮａＢｒの添着割合を変更したこと以外は、実施例５，６と同様にして、実施例７，８の添着活性炭を調整した。実施例７，８では、噴霧前の後の質量差と水溶液の濃度からＮａＢｒの添着割合を算出した。活性炭に対するＮａＢｒの添着割合は、それぞれ、３．５質量％及び５．０質量％であった。これらの添着活性炭のＢＥＴ比表面積はいずれも１１００ｍ２／ｇであり、かさ比重はいずれも４８０ｋｇ／ｍ３であった。これらをペレット状に成形して、粒径が４ｍｍの粒状の添着活性炭を得た。
噴霧するＮａＢｒの量を変更して、活性炭に対するＮａＢｒの添着割合を変更したこと以外は、実施例５，６と同様にして、実施例７，８の添着活性炭を調整した。実施例７，８では、噴霧前の後の質量差と水溶液の濃度からＮａＢｒの添着割合を算出した。活性炭に対するＮａＢｒの添着割合は、それぞれ、３．５質量％及び５．０質量％であった。これらの添着活性炭のＢＥＴ比表面積はいずれも１１００ｍ２／ｇであり、かさ比重はいずれも４８０ｋｇ／ｍ３であった。これらをペレット状に成形して、粒径が４ｍｍの粒状の添着活性炭を得た。
【0074】
このようにして得られた粒状の添着活性炭の水銀（Ｈｇ０）の除去率を、実施例１と同様にして測定した。ただし、測定は、カラムクロマト管（内径：３０ｍｍ，長さ：３０ｃｍ）における添着活性炭の充填高さと、カラムクロマト管への供給ガスにおける水銀濃度を、表５に示すとおりに変更して行った。結果は表５に示すとおりであった。
【0075】
【表5】
【0076】
ペレット状に成形した添着活性炭も、粉末状の添着活性炭と同様に水銀を十分に吸着できることが確認された。次に、添着する化合物の種類による影響を調査した。
【0077】
（実施例９）
＜添着活性炭の製造＞
塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を水に溶解させて水溶液を得た。水溶液中のＮａＣｌ濃度は２５．３質量％とした。ポリ容器に、約２０ｇの活性炭を入れた後、この活性炭に対して上記水溶液を噴霧器で噴霧した。活性炭に対するＮａＣｌの添着割合が４．４質量％となるように、活性炭に対する水溶液の噴霧量を設定した。活性炭に水溶液を噴霧した後、ポリ容器をよく振ってＮａＣｌを活性炭に十分に添着させた。このようにして、活性炭に塩化ナトリウムが添着された添着活性炭を得た。
＜添着活性炭の製造＞
塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を水に溶解させて水溶液を得た。水溶液中のＮａＣｌ濃度は２５．３質量％とした。ポリ容器に、約２０ｇの活性炭を入れた後、この活性炭に対して上記水溶液を噴霧器で噴霧した。活性炭に対するＮａＣｌの添着割合が４．４質量％となるように、活性炭に対する水溶液の噴霧量を設定した。活性炭に水溶液を噴霧した後、ポリ容器をよく振ってＮａＣｌを活性炭に十分に添着させた。このようにして、活性炭に塩化ナトリウムが添着された添着活性炭を得た。
【0078】
＜添着活性炭の評価＞
添着活性炭を十分に乾燥させた後、実施例１と同様の方法で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。ただし、測定は、カラムクロマト管（内径：３０ｍｍ，長さ：３０ｃｍ）への供給ガスにおける水銀濃度を、表６に示すとおりに変更して行った。結果は表６に示すとおりであった。実施例１の添着活性炭も、実施例９の添着活性炭と同じ条件で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。結果は表６に示すとおりであった。
添着活性炭を十分に乾燥させた後、実施例１と同様の方法で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。ただし、測定は、カラムクロマト管（内径：３０ｍｍ，長さ：３０ｃｍ）への供給ガスにおける水銀濃度を、表６に示すとおりに変更して行った。結果は表６に示すとおりであった。実施例１の添着活性炭も、実施例９の添着活性炭と同じ条件で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。結果は表６に示すとおりであった。
【0079】
【表6】
【0080】
表６に示すとおり、添着物がＮａＣｌでも水銀の吸着に十分に優れることが確認された。供給ガス中の水銀濃度が高くなると、ＮａＣｌよりもＮａＢｒの方がより優位となることが確認された。
【0081】
次に、ＮａＢｒの添着をリボンブレンダとノズルを備える製造設備を用いて行い、量産化の検討を行った。
【0082】
（実施例１０）
＜添着活性炭の製造＞
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すような製造設備の攪拌装置５０（リボンブレンダ）に実施例１と同じ手順で作製した活性炭を５００ｋｇ入れた。この活性炭を攪拌しながらノズル６０Ａから、実施例１と同じＮａＢｒの水溶液を活性炭に２０分間かけて噴霧した。液滴径は、３００～６００μｍであった。４つのノズル６０Ａから噴霧されるＮａＢｒ水溶液の総量は、活性炭に対するＮａＢｒの添着割合が３．５質量％となる量とした。
＜添着活性炭の製造＞
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すような製造設備の攪拌装置５０（リボンブレンダ）に実施例１と同じ手順で作製した活性炭を５００ｋｇ入れた。この活性炭を攪拌しながらノズル６０Ａから、実施例１と同じＮａＢｒの水溶液を活性炭に２０分間かけて噴霧した。液滴径は、３００～６００μｍであった。４つのノズル６０Ａから噴霧されるＮａＢｒ水溶液の総量は、活性炭に対するＮａＢｒの添着割合が３．５質量％となる量とした。
【0083】
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＶＩｂ－ＶＩｂ線で切断して、攪拌装置５０の内部を上方から見たときの図である。この図６（Ｂ）には、攪拌装置５０内の添着活性炭の堆積層１１を平面視したときの、堆積層１１の表面のうち各ノズル６０Ａからの噴霧液が直接落下するエリア６４を示している。４つのエリア６４の合計面積（噴霧面積）と、堆積層１１の表面の面積全体に対する、エリア６４の合計面積の比率（面積比率）を算出した。これらの結果は表７に示すとおりであった。このように、堆積層１１の表面の一部に、ノズル６０Ａからの水溶液が直接落下するように水溶液を噴霧しながら攪拌羽根７２で活性炭を攪拌した。このようにして、添着活性炭を製造した。
【0084】
＜添着活性炭の評価＞
添着活性炭を十分に乾燥させた後、実施例１と同様の方法で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。ただし、測定は、カラムクロマト管（内径：３０ｍｍ，長さ：３０ｃｍ）への供給ガスにおける水銀濃度を、表８に示すとおりに変更して行った。結果は表８に示すとおりであった。なお、実施例１の添着活性炭も、実施例１０の添着活性炭と同じ条件で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。結果は表８に示すとおりであった。
添着活性炭を十分に乾燥させた後、実施例１と同様の方法で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。ただし、測定は、カラムクロマト管（内径：３０ｍｍ，長さ：３０ｃｍ）への供給ガスにおける水銀濃度を、表８に示すとおりに変更して行った。結果は表８に示すとおりであった。なお、実施例１の添着活性炭も、実施例１０の添着活性炭と同じ条件で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。結果は表８に示すとおりであった。
【0085】
（実施例１１）
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すような攪拌装置５０（リボンブレンダ）及びノズル６０Ｂを備える製造設備を用いたこと以外は、実施例１０と同様にして添着活性炭を製造し、評価を行った。この製造設備のノズル６０Ｂは、ノズル６０Ａよりも広角に噴霧する形式のものであったため、ノズルの本数は２本とした。液滴径は、１００～３００μｍであった。
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すような攪拌装置５０（リボンブレンダ）及びノズル６０Ｂを備える製造設備を用いたこと以外は、実施例１０と同様にして添着活性炭を製造し、評価を行った。この製造設備のノズル６０Ｂは、ノズル６０Ａよりも広角に噴霧する形式のものであったため、ノズルの本数は２本とした。液滴径は、１００～３００μｍであった。
【0086】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＶＩＩｂ－ＶＩＩｂ線で切断して、攪拌装置５０の内部を上方から見たときの図である。この図７（Ｂ）には、攪拌装置５０内の添着活性炭の堆積層１１を平面視したときの、堆積層１１の表面と、当該表面のうち各ノズル６０Ｂからの噴霧液が直接落下するエリア６４を示している。２つのエリア６４の合計面積（噴霧面積）と、堆積層１１の表面の面積全体に対する、エリア６４の合計面積の比率（面積比率）を算出した。これらの結果は表７に示すとおりであった。２つのノズル６０Ｂから噴霧されるＮａＢｒ水溶液の総量は、活性炭に対するＮａＢｒの添着割合が３．５質量％となる量とした。水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定結果は表８に示すとおりであった。
【0087】
（実施例１２）
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すような攪拌装置５０（リボンブレンダ）及びノズル６０Ｂを備える製造設備を用いたこと以外は、実施例１１と同様にして添着活性炭を製造し、評価を行った。この攪拌装置５０の上面には、実施例１１で用いたノズル６０Ｂを４本設置した。したがって、液滴径は、１００～３００μｍであった。
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すような攪拌装置５０（リボンブレンダ）及びノズル６０Ｂを備える製造設備を用いたこと以外は、実施例１１と同様にして添着活性炭を製造し、評価を行った。この攪拌装置５０の上面には、実施例１１で用いたノズル６０Ｂを４本設置した。したがって、液滴径は、１００～３００μｍであった。
【0088】
図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＶＩＩＩｂ－ＶＩＩＩｂ線で切断して、攪拌装置５０の内部を上方から見たときの図である。この図８（Ｂ）には、攪拌装置５０内の添着活性炭の堆積層１１を平面視したときの、堆積層１１の表面と、当該表面のうち各ノズル６０Ｂからの噴霧液が直接落下するエリア６４とを示している。４つのエリア６４の合計面積（噴霧面積）と、堆積層１１の表面の面積全体に対する、エリア６４の合計面積の比率（面積比率）を算出した。なお、エリア６４同士が一部重なっているが、重なり部分の補正は特に行わず、各エリア６４の面積を４倍して、合計面積（噴霧面積）を算出した。これらの結果は表７に示すとおりであった。４つのノズル６０Ｂから噴霧されるＮａＢｒ水溶液の総量は、活性炭に対するＮａＢｒの添着割合が３．５質量％となる量とした。水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定結果は表８に示すとおりであった。
【0089】
【表7】
【0090】
【表8】
【0091】
表７及び表８に示すとおり、噴霧面積を大きくすることによって、水銀吸着性能に優れる添着活性炭が得られることが確認された。これは、吸着に寄与するハロゲン元素の分布の均一性が向上するためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【0092】
水銀（Ｈｇ０）以外の有害物質の吸着性能を維持しつつ、水銀（Ｈｇ０）の吸着性能に十分に優れる添着活性炭及びその製造方法が提供される。水銀（Ｈｇ０）の吸着性能に十分に優れる添着活性炭の製造設備が提供される。
【符号の説明】
【0093】
１０，１１０，１１１…活性炭、１１…堆積層、１２…添着活性炭、２０…ハロゲン化合物、２２…領域、４０…細孔、４０Ａ，４０Ｂ…ミクロ孔、５０…攪拌装置、５２…導入部、５４…導出部、６０，６０Ａ，６０Ｂ…ノズル、６２…ポンプ、６４…エリア、７０…モータ、７２…攪拌羽根、１２０…ハロゲン化合物、１２２…領域、１４０…細孔。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2022-10-12
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭材を賦活処理して得られた活性炭に、臭化ナトリウムの水溶液を噴霧して、前記活性炭に前記臭化ナトリウムを添着させる工程を有し、
前記炭材は石炭を含んでおり、前記活性炭の炭素含有量が７０質量％以上であり、前記活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ［ｃｍ ３ ／ｇ／ｎｍ］、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢ［ｃｍ ３ ／ｇ／ｎｍ］としたとき、下記式（１）及び（２）を満たす、ガス中の水銀吸着用添着活性炭の製造方法。
３≦Ａ≦５ （１）
０．２≦Ｂ／Ａ≦０．５ （２）
前記炭材は石炭を含んでおり、前記活性炭の炭素含有量が７０質量％以上であり、前記活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ［ｃｍ ３ ／ｇ／ｎｍ］、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢ［ｃｍ ３ ／ｇ／ｎｍ］としたとき、下記式（１）及び（２）を満たす、ガス中の水銀吸着用添着活性炭の製造方法。
３≦Ａ≦５ （１）
０．２≦Ｂ／Ａ≦０．５ （２）
【請求項2】
前記炭材の炭素含有量が７０質量％以上である、請求項１に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項3】
前記炭材は、瀝青炭及び無煙炭からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む、請求項１又は２に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項4】
前記活性炭に対する前記臭化ナトリウムの添着割合が１．５～５質量％である、請求項１～３のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項5】
前記添着活性炭の比表面積が６００～１１００ｍ２／ｇである、請求項１～４のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項6】
前記水溶液における前記臭化ナトリウムの濃度が、４０～１２０ｇ／１００ｍＬである、請求項１～５のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項7】
前記水溶液における前記臭化ナトリウムの濃度が３０～４２質量％である、請求項１～６のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項8】
前記活性炭を攪拌する攪拌装置と前記水溶液を噴霧するノズルとを用い、前記攪拌装置で前記活性炭を攪拌しながら、前記ノズルから前記水溶液を前記活性炭に噴霧して、前記添着活性炭を得る、請求項１～７のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項9】
活性炭と前記活性炭に添着された臭化ナトリウムとを含み、
前記活性炭は、石炭の賦活処理物であって炭素含有量が７０質量％以上であり、
前記活性炭に対する、前記臭化ナトリウムの比率が１．５～５質量％であり、前記活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ［ｃｍ ３ ／ｇ／ｎｍ］、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢ［ｃｍ ３ ／ｇ／ｎｍ］としたとき、下記式（１）及び（２）を満たす、ガス中の水銀吸着用添着活性炭。
３≦Ａ≦５ （１）
０．２≦Ｂ／Ａ≦０．５ （２）
前記活性炭は、石炭の賦活処理物であって炭素含有量が７０質量％以上であり、
前記活性炭に対する、前記臭化ナトリウムの比率が１．５～５質量％であり、前記活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ［ｃｍ ３ ／ｇ／ｎｍ］、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢ［ｃｍ ３ ／ｇ／ｎｍ］としたとき、下記式（１）及び（２）を満たす、ガス中の水銀吸着用添着活性炭。
３≦Ａ≦５ （１）
０．２≦Ｂ／Ａ≦０．５ （２）
【請求項10】
石炭由来の活性炭の堆積層を攪拌する攪拌装置と、
炭素含有量が７０質量％以上である前記活性炭を前記攪拌装置に導入する導入部と、
前記堆積層の上方から前記堆積層に向けて濃度が３０～４２質量％の臭化ナトリウムの水溶液を、前記攪拌装置内の前記堆積層を平面視したときに、前記堆積層の表面の面積全体に対する、前記水溶液の噴霧面積の比率が５０～１２０％となるように、噴霧するノズルと、
前記臭化ナトリウムが添着された添着活性炭を前記攪拌装置から導出する導出部と、を備える、添着活性炭の製造設備。
炭素含有量が７０質量％以上である前記活性炭を前記攪拌装置に導入する導入部と、
前記堆積層の上方から前記堆積層に向けて濃度が３０～４２質量％の臭化ナトリウムの水溶液を、前記攪拌装置内の前記堆積層を平面視したときに、前記堆積層の表面の面積全体に対する、前記水溶液の噴霧面積の比率が５０～１２０％となるように、噴霧するノズルと、
前記臭化ナトリウムが添着された添着活性炭を前記攪拌装置から導出する導出部と、を備える、添着活性炭の製造設備。
【請求項11】
石炭由来の活性炭の堆積層を攪拌する攪拌装置と、
炭素含有量が７０質量％以上である前記活性炭を前記攪拌装置に導入する導入部と、
前記堆積層の上方から前記堆積層に向けて臭化ナトリウムの水溶液を噴霧するノズルと、
前記臭化ナトリウムが添着された添着活性炭を前記攪拌装置から導出する導出部と、を備え、
前記活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ［ｃｍ ３ ／ｇ／ｎｍ］、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢ［ｃｍ ３ ／ｇ／ｎｍ］としたとき、下記式（１）及び（２）を満たす、添着活性炭の製造設備。
３≦Ａ≦５ （１）
０．２≦Ｂ／Ａ≦０．５ （２）
炭素含有量が７０質量％以上である前記活性炭を前記攪拌装置に導入する導入部と、
前記堆積層の上方から前記堆積層に向けて臭化ナトリウムの水溶液を噴霧するノズルと、
前記臭化ナトリウムが添着された添着活性炭を前記攪拌装置から導出する導出部と、を備え、
前記活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ［ｃｍ ３ ／ｇ／ｎｍ］、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢ［ｃｍ ３ ／ｇ／ｎｍ］としたとき、下記式（１）及び（２）を満たす、添着活性炭の製造設備。
３≦Ａ≦５ （１）
０．２≦Ｂ／Ａ≦０．５ （２）
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0035】
一方、原子数が３個以上の分子であるハロゲン化合物の場合、図９（Ｂ）に示されるように、ハロゲン化合物１２０のサイズが大きいため、活性炭１１０の細孔１４０内に侵入することができず、活性炭１１０の表面に添着する。この場合、活性炭１１０の内部においてロンドン分散力が及ぶ領域１２２が小さくなってしまう。このため、水銀（Ｈｇ０）３０を吸着できる細孔１４０の割合が小さくなる。したがって、図９（Ｂ）のような添着活性炭では、水銀（Ｈｇ０）１３０を十分に吸着できない。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0036】
また、十分に小さいミクロ孔が少ない活性炭の場合、図９（Ａ）に示されるように、ハロゲン化合物１２１は、大きいミクロ孔から活性炭１１１の内部に侵入し、ロンドン分散力を比較的広い領域１２２に及ぼす。しかしながら、領域１２２に含まれる、十分に小さいミクロ孔が少ないため、水銀（Ｈｇ０）１３０を十分に吸着することができない。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0048】
実施例、参考例、及び比較例を参照して本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0072】
次に、添着活性炭の粒径の影響を調べるため、実施例７～８、及び参考例９を行った。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0077】
（参考例９）
＜添着活性炭の製造＞
塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を水に溶解させて水溶液を得た。水溶液中のＮａＣｌ濃度は２５．３質量％とした。ポリ容器に、約２０ｇの活性炭を入れた後、この活性炭に対して上記水溶液を噴霧器で噴霧した。活性炭に対するＮａＣｌの添着割合が４．４質量％となるように、活性炭に対する水溶液の噴霧量を設定した。活性炭に水溶液を噴霧した後、ポリ容器をよく振ってＮａＣｌを活性炭に十分に添着させた。このようにして、活性炭に塩化ナトリウムが添着された添着活性炭を得た。
＜添着活性炭の製造＞
塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を水に溶解させて水溶液を得た。水溶液中のＮａＣｌ濃度は２５．３質量％とした。ポリ容器に、約２０ｇの活性炭を入れた後、この活性炭に対して上記水溶液を噴霧器で噴霧した。活性炭に対するＮａＣｌの添着割合が４．４質量％となるように、活性炭に対する水溶液の噴霧量を設定した。活性炭に水溶液を噴霧した後、ポリ容器をよく振ってＮａＣｌを活性炭に十分に添着させた。このようにして、活性炭に塩化ナトリウムが添着された添着活性炭を得た。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0078】
＜添着活性炭の評価＞
添着活性炭を十分に乾燥させた後、実施例１と同様の方法で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。ただし、測定は、カラムクロマト管（内径：３０ｍｍ，長さ：３０ｃｍ）への供給ガスにおける水銀濃度を、表６に示すとおりに変更して行った。結果は表６に示すとおりであった。実施例１の添着活性炭も、参考例９の添着活性炭と同じ条件で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。結果は表６に示すとおりであった。
添着活性炭を十分に乾燥させた後、実施例１と同様の方法で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。ただし、測定は、カラムクロマト管（内径：３０ｍｍ，長さ：３０ｃｍ）への供給ガスにおける水銀濃度を、表６に示すとおりに変更して行った。結果は表６に示すとおりであった。実施例１の添着活性炭も、参考例９の添着活性炭と同じ条件で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。結果は表６に示すとおりであった。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0079】
【表6】
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0082】
（参考例１０）
＜添着活性炭の製造＞
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すような製造設備の攪拌装置５０（リボンブレンダ）に実施例１と同じ手順で作製した活性炭を５００ｋｇ入れた。この活性炭を攪拌しながらノズル６０Ａから、実施例１と同じＮａＢｒの水溶液を活性炭に２０分間かけて噴霧した。液滴径は、３００～６００μｍであった。４つのノズル６０Ａから噴霧されるＮａＢｒ水溶液の総量は、活性炭に対するＮａＢｒの添着割合が３．５質量％となる量とした。
＜添着活性炭の製造＞
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すような製造設備の攪拌装置５０（リボンブレンダ）に実施例１と同じ手順で作製した活性炭を５００ｋｇ入れた。この活性炭を攪拌しながらノズル６０Ａから、実施例１と同じＮａＢｒの水溶液を活性炭に２０分間かけて噴霧した。液滴径は、３００～６００μｍであった。４つのノズル６０Ａから噴霧されるＮａＢｒ水溶液の総量は、活性炭に対するＮａＢｒの添着割合が３．５質量％となる量とした。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0084】
＜添着活性炭の評価＞
添着活性炭を十分に乾燥させた後、実施例１と同様の方法で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。ただし、測定は、カラムクロマト管（内径：３０ｍｍ，長さ：３０ｃｍ）への供給ガスにおける水銀濃度を、表８に示すとおりに変更して行った。結果は表８に示すとおりであった。なお、実施例１の添着活性炭も、参考例１０の添着活性炭と同じ条件で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。結果は表８に示すとおりであった。
添着活性炭を十分に乾燥させた後、実施例１と同様の方法で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。ただし、測定は、カラムクロマト管（内径：３０ｍｍ，長さ：３０ｃｍ）への供給ガスにおける水銀濃度を、表８に示すとおりに変更して行った。結果は表８に示すとおりであった。なお、実施例１の添着活性炭も、参考例１０の添着活性炭と同じ条件で水銀（Ｈｇ０）の除去率（％）を測定した。結果は表８に示すとおりであった。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0085】
（実施例１１）
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すような攪拌装置５０（リボンブレンダ）及びノズル６０Ｂを備える製造設備を用いたこと以外は、参考例１０と同様にして添着活性炭を製造し、評価を行った。この製造設備のノズル６０Ｂは、ノズル６０Ａよりも広角に噴霧する形式のものであったため、ノズルの本数は２本とした。液滴径は、１００～３００μｍであった。
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すような攪拌装置５０（リボンブレンダ）及びノズル６０Ｂを備える製造設備を用いたこと以外は、参考例１０と同様にして添着活性炭を製造し、評価を行った。この製造設備のノズル６０Ｂは、ノズル６０Ａよりも広角に噴霧する形式のものであったため、ノズルの本数は２本とした。液滴径は、１００～３００μｍであった。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0089】
【表7】
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0090】
【表8】
【手続補正書】
【提出日】2023-02-01
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭材を賦活処理して得られた活性炭に、臭化ナトリウムの水溶液を噴霧して、前記活性炭に前記臭化ナトリウムを添着させる工程を有し、
前記炭材は石炭を含んでおり、前記活性炭の炭素含有量が７０質量％以上であり、前記活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ［ｃｍ３／ｇ／ｎｍ］、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢ［ｃｍ３／ｇ／ｎｍ］としたとき、下記式（１）及び（２）を満たす、ガス中の水銀吸着用添着活性炭の製造方法。
３≦Ａ≦５ （１）
０．２≦Ｂ／Ａ≦０．５ （２）
前記炭材は石炭を含んでおり、前記活性炭の炭素含有量が７０質量％以上であり、前記活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ［ｃｍ３／ｇ／ｎｍ］、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢ［ｃｍ３／ｇ／ｎｍ］としたとき、下記式（１）及び（２）を満たす、ガス中の水銀吸着用添着活性炭の製造方法。
３≦Ａ≦５ （１）
０．２≦Ｂ／Ａ≦０．５ （２）
【請求項2】
前記炭材の炭素含有量が７０質量％以上である、請求項１に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項3】
前記炭材は、瀝青炭及び無煙炭からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む、請求項１又は２に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項4】
前記活性炭に対する前記臭化ナトリウムの添着割合が１．５～５質量％である、請求項１～３のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項5】
前記添着活性炭の比表面積が６００～１１００ｍ２／ｇである、請求項１～４のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項6】
前記水溶液における前記臭化ナトリウムの濃度が、４０～１２０ｇ／１００ｍＬである、請求項１～５のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項7】
前記水溶液における前記臭化ナトリウムの濃度が３０～４２質量％である、請求項１～６のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項8】
前記活性炭を攪拌する攪拌装置と前記水溶液を噴霧するノズルとを用い、前記攪拌装置で前記活性炭を攪拌しながら、前記ノズルから前記水溶液を前記活性炭に噴霧して、前記添着活性炭を得る、請求項１～７のいずれか一項に記載の添着活性炭の製造方法。
【請求項9】
活性炭と前記活性炭に添着された臭化ナトリウムとを含み、
前記活性炭は、石炭の賦活処理物であって炭素含有量が７０質量％以上であり、
前記活性炭に対する、前記臭化ナトリウムの比率が１．５～５質量％であり、前記活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ［ｃｍ３／ｇ／ｎｍ］、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢ［ｃｍ３／ｇ／ｎｍ］としたとき、下記式（１）及び（２）を満たす、ガス中の水銀吸着用添着活性炭。
３≦Ａ≦５ （１）
０．２≦Ｂ／Ａ≦０．５ （２）
前記活性炭は、石炭の賦活処理物であって炭素含有量が７０質量％以上であり、
前記活性炭に対する、前記臭化ナトリウムの比率が１．５～５質量％であり、前記活性炭における細孔径が１ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＡ［ｃｍ３／ｇ／ｎｍ］、細孔径が１ｎｍ超且つ２ｎｍ以下である微分細孔容積［ｄＶｐ／ｄ（ｄｐ）］の積算値をＢ［ｃｍ３／ｇ／ｎｍ］としたとき、下記式（１）及び（２）を満たす、ガス中の水銀吸着用添着活性炭。
３≦Ａ≦５ （１）
０．２≦Ｂ／Ａ≦０．５ （２）
【請求項10】
石炭由来の活性炭の堆積層を攪拌する攪拌装置と、
炭素含有量が７０質量％以上である前記活性炭を前記攪拌装置に導入する導入部と、
前記堆積層の上方から前記堆積層に向けて濃度が３０～４２質量％の臭化ナトリウムの水溶液を、前記攪拌装置内の前記堆積層を平面視したときに、前記堆積層の表面の面積全体に対する、前記水溶液の噴霧面積の比率が５０～１２０％となるように、噴霧するノズルと、
前記臭化ナトリウムが添着された添着活性炭を前記攪拌装置から導出する導出部と、を備える、添着活性炭の製造設備。
炭素含有量が７０質量％以上である前記活性炭を前記攪拌装置に導入する導入部と、
前記堆積層の上方から前記堆積層に向けて濃度が３０～４２質量％の臭化ナトリウムの水溶液を、前記攪拌装置内の前記堆積層を平面視したときに、前記堆積層の表面の面積全体に対する、前記水溶液の噴霧面積の比率が５０～１２０％となるように、噴霧するノズルと、
前記臭化ナトリウムが添着された添着活性炭を前記攪拌装置から導出する導出部と、を備える、添着活性炭の製造設備。