The invention discloses a microwave pyrolysis coal carbon nanotube device, including a coal pyrolysis unit and a synthetic unit. The coal pyrolysis unit is a cylindrical structure, the upper part is provided with a raw material intake port and a thermal gas filtering device, the lower part is provided with a coke discharge port, and the side is provided with a dielectric gas inlet; the synthetic unit is a bottom. A gas one-way valve, a heating device, a gas distributor, a gas distributor, a residual gas outlet, a circular disc and a carbon nanotube are made up at the bottom. The invention uses microwave pyrolysis of coal to produce carbon nanotubes, which can quickly achieve the pyrolysis of coal, reduce the production of tar and improve the efficiency of the coal CNT. The thermal balance is set at the outlet of the carbon nanotube at the synthetic unit, and the mass change of the metal rod is weighed in turn by the thermal balance, thus the formation of the carbon nanotube is determined, the continuous production of the carbon nanotube can be realized and the quality of the carbon nanotube can be homogenized.
【技术实现步骤摘要】
一种微波热解式煤制碳纳米管装置
本专利技术涉及一种微波热解式煤制碳纳米管装置,属于化工
技术介绍
碳纳米管作为一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。目前常用的碳纳米管制备方法主要有:固相热解法、电弧放电法、激光烧蚀法、辉光放电法、化学气相沉积法(碳氢气体热解法)、气体燃烧法以及聚合反应合成法等。虽然制备碳纳米管的方法很多,但是由于原料、技术和设备等问题的存在,使得碳纳米管的工业化生产难度增加。目前应用的催化裂解法主要是利用烃类(如甲烷、乙烯、丙烯和苯等)或者含有碳氧化合物在催化剂的作用下裂解而成。而我国作为煤炭类资源大国,且通过煤炭热解可产生大量的烃类热解气。如果将煤炭热解气用来生产碳纳米管,不仅可以降低碳纳米管生产成本,而且可以实现煤炭资源的多元化利用。中国专利CN105731423B公开了一种煤热解生成碳纳米管的一体化装置和方法。所述一体化装置主体内部从内到外依次设有煤热解单元、加热单元、合成单元,煤热解单元为合成单元提供合成所需原料气体,煤热解单元生成的甲烷气体作为碳纳米管合成的原料气体,直接用于碳纳米管的合成;加热单元通过燃烧燃料气体同时给煤热解单元和碳纳米管合成单元提供热量。该装置利用常规加热方式,加热过程升温慢,存在煤炭资源利用效率低的问题。中国专利CN106892422A公开了一种加压式煤制碳纳米管装置,装置主要有炉体中的加热单元及合成单元构成,所述炉体的顶部设有进气口,底部设有出气口;所述加热单元设置于合成单元外周的炉体 ...
【技术保护点】
一种微波热解式煤制碳纳米管装置,其特征在于:包括煤热解单元和合成单元,煤热解单元底部和合成单元顶部均设有法兰密封板,并且煤热解单元和合成单元通过气体单向阀隔开,气体单向阀设置在合成单元底部;所述煤热解单元为圆柱形结构,上部设置有原料进料口及热解气过滤装置、下部设置有焦炭排放口、侧面设置有介质气入口,其中原料进口与煤热解腔体连接,煤热解腔体分为内外两层,外层设置有微波发射装置,内层为煤热解反应室,煤热解反应室侧面与介质气入口相连接;所述合成单元是由底部和设置于底部的气体单向阀、加热装置、气体分布器、残余气体出口、圆形转盘和碳纳米管出口构成;其中在圆形转盘上设置金属挂杆,金属挂杆通过圆盘的转动分别与设置于碳纳米管出口处的热天平接触,通过热天平称量金属挂杆的质量变化确定碳纳米管的合成情况。
【技术特征摘要】
1.一种微波热解式煤制碳纳米管装置,其特征在于:包括煤热解单元和合成单元,煤热解单元底部和合成单元顶部均设有法兰密封板,并且煤热解单元和合成单元通过气体单向阀隔开,气体单向阀设置在合成单元底部;所述煤热解单元为圆柱形结构,上部设置有原料进料口及热解气过滤装置、下部设置有焦炭排放口、侧面设置有介质气入口,其中原料进口与煤热解腔体连接,煤热解腔体分为内外两层,外层设置有微波发射装置,内层为煤热解反应室,煤热解反应室侧面与介质气入口相连接;所述合成单元是由底部和设置于底部的气体单向阀、加热装置、气体分布器、残余气体出口、圆形转盘和碳纳米管出口构成;其中在圆形转盘上设置金属挂杆,金属挂杆通过圆盘的转动分别与设置于碳纳米管出口处的热天平接触,通过热天平称量金属挂杆的质量变化确定碳纳米管的合成情况。2.根据权利要求书1所述的一种微波热解式煤制碳纳米管装置,其特征在于:所述原料进料口与煤热解腔体连接处的角度为45°~60°。3.根据权利要求书1所述的一种微波热解式煤制碳纳米管装置,其特征在于:所述热解气过滤装置由双层合金滤网构成,其通气孔直径为0.2~1.2mm。4.根据权利要求书1所述的一种微波热解式煤制碳纳米管装置,其特征在于:所述微波发射装置的功率...
【专利技术属性】
技术研发人员:匡玉华,李春波,陈臻,齐晓娜,惠亮,
申请(专利权)人:匡玉华,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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