본 연구에서는 BATCH TYPE 소용량의 ROTARY KILN을 이용하여, 중국 무연탄과 유연탄 혼합물의 탄화 및 활성화 조건을 설정하고 원료의 입도와 배합비가 활성탄의 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 비등온 kinetic model을 이용한 무연탄과 유연탄 char의 활성화반응에 대한 활성화 에너지는 무연탄 char가 6.25 그리고 유연탄 char가 15.57 kcal/mol이었으며, 탄화온도의 변화는 활성탄의 요오드 흡착능, MB 탈색력 그리고 세공구조에 큰 영향을 주지 못하며, 반면에 탄화시간의 증가는 활성탄의 흡착능을 증가시키며, 따라서 탄화과정시 서서히 열을 공급하는 분위기가 세공발달에 큰 영향을 미친다. 일정 활성화온도에서 활성화시간이 증가함에 따라 점차적으로 micro 세공 영역이 발달하며, 일정 활성화시간에서 온도가 증가함에 따라 흡착능과 세공률은 증가하나 평균세공지름은 감소한다. 무연탄 함량의 증가에 따라 요오드 흡착능과 MB 탈색력은 큰 영향을 받지 않으며, 단지 미세세공의 발달을 결과로 한다. 원료의 입도가 0.1mm일 때는 이보다 작은 입도인 경우와 비교하여, 탄화과정을 거치는 동안에 기본 입자 내부에서의 휘발성 물질의 방출이 더욱 폭발적으로 일어나며 이로 인하여 불균일한 세공골격이 형성되기 때문에 활성탄의 세공분포가 0.075mm 이하에서의 세공분포와 큰 차이를 보인다. 그러나 입도가 0.075mm 이하에서는 활성탄의 세공에 거의 영향을 미치지 못한다.

Activated carbon was manufactured from the mixture of anthracite and bituminous coals from China under various experimental conditions using steam as the activation agent in a batch type rotary kiln. The effects of coal size and the weight ratio of anthracite and bituminous coals on the properties of activated carbon have been determined. The nonisothermal kinetic model was employed to determine the activation energy of the steam-anthracite and bituminous coals and the resulting values are 6.25 and 15.57 kcal/mol, respectively. The carbonization temperature do not produce any significant effect on the properties of activated carbon, whereas carbonization time affects the pore structure of activated carbon due to the mild gasification. The range of micro pores increases with increasing reaction time at a given temperarture, but the adsorption capacity, porosity of activated carbon decrease and the average pore diameter decrease with increasing reaction temperature at a given reaction time. The content of anthracite do not affect the adsorption capacity of iodine(I₂)and methylene blue(MB), but it increased micro pores. With the coal size of 0.1mm, volatile material in the coal was evaporated explosively in the carbonization process so that non-uniform pore were produced. However, the effect of coal size less than 0.075mm on the pore structure is founded to be marginal.

Activated Carbon Carbonization Activation

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