[发明专利]一种具有自催化功能的碳纳米管兼氢气生产系统及方法

摘要

本发明公开了一种具有自催化功能的碳纳米管兼氢气生产系统及方法，该生产系统包括石英砂给料装置、移动床反应器、换热器、超声波分离装置、碳纳米管提纯装置、甲烷气瓶及氢气储存罐；采用移动床反应器，以廉价易得的甲烷气体作为碳源，以天然石英砂作为非常规催化剂催化裂解生产碳纳米管，同时产生高纯度氢气，并对负载在天然石英砂表面的碳纳米管进行分离提纯，石英砂作为非常规催化剂在反应过程中不失活，且随反应进行，表现出越来越高的催化效率，催化裂解甲烷，能够在低成本下，快速生产出大长径比、长度可控、几何尺寸一致性高的碳纳米管；反应副产物为高纯氢气，可以作为下游产业的高附加值原料，进一步提高了整个系统的经济性。

主权项

1.一种具有自催化功能的碳纳米管兼氢气生产系统，包括石英砂给料装置(1)、移动床反应器(2)、换热器(3)、超声波分离装置(4)、碳纳米管提纯装置(5)、甲烷气瓶(6)及氢气储存罐(7)，所述移动床反应器(2)外部包覆加热元件(8)，所述石英砂给料装置(1)的出口端连接移动床反应器(2)的顶部入口，移动床反应器(2)的下部出口连接换热器(3)的一端，换热器(3)的另一端连接超声波分离装置(4)，超声波分离装置(4)中盛有0.5wt％表面活性剂溶液，超声波分离装置(4)的一出口连接石英砂给料装置(1)的入口，超声波分离装置(4)的另一出口连接碳纳米管提纯装置(5)，所述碳纳米管提纯装置(5)包括离心机和微孔过滤器，所述甲烷气瓶(6)连接换热器(3)的进气端，换热器(3)的出气端连接所述移动床反应器(2)的底部入口，移动床反应器(2)的顶部出口连接所述氢气储存罐(7)。