[发明专利]赤泥催化制备碳纳米管的方法、反应装置及应用

权利要求书

1. 一种赤泥作催化剂连续化制备碳纳米管的方法，用赤泥作为催化剂催化生产碳纳米管，其步骤为：将赤泥在101-109℃条件下烘1-4h，然后粉碎过200目筛，将过筛后的赤泥作为催化剂催化生产碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的赤泥作催化剂连续化制备碳纳米管的方法，其特征在于，所用赤泥为拜耳法生产氧化铝产生的废渣，其中总铁的含量大于20%，该含量为质量含量。

3.根据权利要求1所述的赤泥作催化剂连续化制备碳纳米管的方法，其特征在于，具体生成步骤为：反应前在反应装置中通入N₂，将催化剂投入，反应温度为600-1000℃，通入7碳以下的低碳烃类的碳源气体和氮气的混合气体至反应装置内进行反应，生成碳纳米管。

4.根据权利要求1所述的赤泥作催化剂连续化制备碳纳米管的方法，具体步骤如下：

（1）将赤泥在101-109℃条件下烘1-4h，然后进行粉碎，将粉碎后的赤泥过200目筛作为催化剂备用； 

（2）反应前首先在反应装置中通入N₂20-60min，将催化剂从催化剂入口投入，落至进气装置下方，主反应器流化床的温度为600-1000℃，通入7碳以下的低碳烃类的碳源气体与氮气的混合气体至主反应器内，气流将催化剂吹入主反应器进行反应，碳源气体在催化剂表面附着，并逐步裂解生成碳纳米管，生成的碳纳米管由流化床的下部的产品出口排出；未反应的碳源气体及部分反应的碳源与催化剂混合物随气流进入沉降器后沉降，又被新鲜的混合气体吹入主反应器，重新与催化剂反应，实现了催化反应的循环，而尾气则通过沉降器一侧的尾气出口排出。

5.根据权利要求4所述的赤泥作催化剂连续化制备碳纳米管的方法，其特征在于，其中，混合气体体积配比为氮气：碳源气体=1:0.5-1。

6.根据权利要求4所述的赤泥作催化剂连续化制备碳纳米管的方法，其特征在于，混合气体流速为0.2-0.5m/s。

7.一种反应装置，其特征在于，包括主反应器、进料器、沉降器、进气装置、产品出口，主反应器与沉降器联通呈连通器结构；所述进料器与沉降器通过催化剂入口相通，沉降器下部为进气装置；主反应器壁上设置有换热器，产品出口位于主反应器下部。

8.根据权利要求7所述的反应装置，其特征在于，所述的主反应器与沉降器联通呈“回”字形；所述的主反应器为流化床。

9.根据权利要求7所述的反应装置，其特征在于，沉降器一侧还设置有尾气出口，尾气出口位于催化剂入口上方。

10. 根据权利要求7所述的反应装置用于烃类催化裂解制碳纳米管、纤维、制氢。