活性炭再生は、使用済み炭素を高温に加熱して、吸着した汚染物質を除去し、吸着特性を回復させる。
このプロセスの温度範囲は、通常200～300℃である。
この温度範囲は、特定の再生方法と吸着物質の性質によって異なる場合があります。
このプロセスは、活性炭の寿命を延ばし、産業用途での廃棄物を減らすために非常に重要である。
200-300°C:重要ポイントの説明
再生の温度範囲
活性炭再生の主な温度範囲は200～300℃である。
この温度では、酸素が存在すると炭素質残渣が燃焼を開始し、発熱反応が起こります。
一旦炭素の燃焼が始まると、温度は自然に上昇し、残渣は輝く燠火となり、二酸化炭素や一酸化炭素を放出する。
この反応は発熱性が高く、大幅な温度上昇につながる可能性がある。
再生時の化学変化
残渣に残っている窒素の一部は、この高温でNO2やN2O3のような窒素酸化物に酸化される可能性がある。
硫黄、塩素、ヒ素もこの段階で酸化・揮発し、活性炭からの汚染物質の除去に寄与する。
炭化のさまざまな段階
ブリケット乾燥段階では、バイオマスを160℃に達するまで加熱し、主に化学変化を起こさずに水分を蒸発させる。
初期炭化段階では、温度が160～280℃まで上昇し、その間にヘミセルロースの熱分解が起こり、CO2、CO、酢酸が生成される。
総合炭化段階は300～650℃の温度で行われ、ラジカル化学分解が起こり、酢酸、カルビノール、木材タール、メタンやエチレンなどの可燃性ガスが発生する。
バイオマスの活性化に関する特別な考慮事項
小規模プラントでは、効率を向上させるために投入端でより低いガス温度が使用されるが、ガス流の熱容量とその速度によって全熱伝達は制限される。
パイロカーボンを製造する場合、炉の温度は800～1000℃に達する必要があり、一般的な再生温度よりかなり高い。
触媒再生
触媒上に堆積したカーボンは、レトルト温度を700℃以下に下げ、レトルト内に空気を通すことによって燃焼除去される。
このプロセスは通常 3 週間ごとに行われ、ニッケル触媒の部分酸化を伴う。
バーンオフ後、適切な空気ガス比の混合ガスを数時間通すことで、触媒は金属ニッケルに還元される。
再生の効果
活性炭再生の効果は、廃棄物の組成や、温度、圧力、ガス滞留時間などのプロセス設定に影響される。
高い焼却温度（1000℃または1220℃）は、ガス保持時間に応じて、CODおよびTOCレベルをそれぞれ最大80％または99％低下させることができます。
サポート製品
通常、再生プロセスには追加のサポート製品は必要なく、活性炭の吸着特性を回復するための自己完結型の効率的な方法です。
まとめると、活性炭の再生は、さまざまな産業用途で活性炭の効率を維持するための重要なプロセスです。
このプロセスでは、200～300℃の温度範囲が一般的ですが、炭化水素の生産や触媒の再生など、特定の用途ではより高い温度が必要になる場合があります。
これらの重要なポイントを理解することは、再生プロセスを最適化し、活性炭の寿命と有効性を確保するのに役立ちます。
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