一种将挥发性有机物转化为纳米碳产物的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种将挥发性有机物转化为纳米碳产物的装置与方法，该装置包括下段的一个流化床段，上段的一个固定床段，以及在固定床段上部的旋风分离器，及挥发性有机物、水蒸汽与催化剂的入口，及碳产物与气体产物的出口；该方法包括将不同粒径的纳米金属负载型催化剂分别装填在流化床段与固定床段。通过外加热，提供转化能量。流化床段的固体(催化剂与碳产物)与气体一起穿过固定床段的固体通道，给固定床段供热；固体通过固定床段上部的旋风分离器，返回流化床段中；在固定床段下面通入水蒸汽，控制固定床段不积碳。利用该方法，使挥发性有机物高效转化，直接排放，制备碳纳米材料的附加值高。具有设备结构紧凑，投资小，易放大的优点。

A device and method for converting VOCs into carbon nanoparticles

【技术实现步骤摘要】
一种将挥发性有机物转化为纳米碳产物的装置及方法
本专利技术涉及挥发性有机物转化
，具体涉及一种将挥发性有机物转化为纳米碳产物的装置及方法。
技术介绍
挥发性有机物是废气中一个特别大的类型，具有成分复杂，含量低，环境冲击效应大的特点。目前处理挥发性有机物的方法包括预冷却后用吸收或吸附的方法进行富集。部分挥发性有机物在富集之后，能够变成液体。少量组分简单的液体，可以当作产品循环使用。然而大部液体成分复杂，非常难以继续分离，只能通过焚烧或催化氧化的方法进行再处理。另外，也有沸点极低的挥发性组分，常以气体形式存在，仍有继续排放到大气的可能。所以只能采用焚烧或催化氧化的方法，将其变为二氧化碳与水。焚烧过程中需要使用大量的燃料，催化氧化需要使用昂贵的试剂或催化剂，而产品却毫无附加值，经济方面不利。挥发性有机物可以作为碳纳米材料(碳纳米管或石墨烯，纳米碳纤维)的制备原料。这些产品比表面积大，导电性，导热性，机械强度等好，在复合材料，催化剂，吸附材料，能源存储方面具有良好的用途，附加值高。然而，在众多的公开文献报道中，只关注碳产物的质量、结构与纯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将挥发性有机物转化为纳米碳产物的装置，其特征在于，该装置下段为一个流化床段(1)，上段为一个固定床段(2)，在固定床段内上部设置有旋风分离器(3)，旋风分离器(3)出口连通流化床段(1)；固定床段(2)下方设置有水蒸汽喷射管(4)；流化床段(1)底部设置有挥发性有机物入口(5)，固定床段(2)顶部设置有气体产物出口(6)，流化床段(1)设置有流化床段催化剂进口(7)和碳产物出口(8)，固定床段(2)设置有固定床段催化剂进口(9)。/n

【技术特征摘要】
1.一种将挥发性有机物转化为纳米碳产物的装置，其特征在于，该装置下段为一个流化床段(1)，上段为一个固定床段(2)，在固定床段内上部设置有旋风分离器(3)，旋风分离器(3)出口连通流化床段(1)；固定床段(2)下方设置有水蒸汽喷射管(4)；流化床段(1)底部设置有挥发性有机物入口(5)，固定床段(2)顶部设置有气体产物出口(6)，流化床段(1)设置有流化床段催化剂进口(7)和碳产物出口(8)，固定床段(2)设置有固定床段催化剂进口(9)。


2.根据权利要求1所述的一种将挥发性有机物转化为纳米碳产物的装置，其特征在于，所述的固定床段(2)设有多个固体通道，使固体能够到达固定床段上部，固体通道占床层横截面的5-20％，其余床层装填催化剂；固定床段中的固体通道为曲折型通道，以保证气体能够与固定床段的催化剂有效接触。


3.根据权利要求1所述的一种将挥发性有机物转化为纳米碳产物的装置，其特征在于，所述的水蒸汽喷射管(4)的数量为一个或多个，其开口向下。


4.根据权利要求1所述的一种将挥发性有机物转化为纳米碳产物的装置，其特征在于，所述的流化床段(1)的高度是固定床段(2)的高度的1-3倍。


5.根据权利要求1所述的一种将挥发性有机物转化为纳米碳产物的装置，其特征在于，所述的流化床段(1)和固定床段(2)中的催化剂为纳米金属负载型催化剂，其金属组份为Fe、Co、Ni、W、Cu、Mo和Mn中的一种或多种，晶粒为1-20nm；载体为氧化铝、氧化硅、氧化锆和氧化镁中的一种或多种，载体的质量分数为10-90％，其余为金属；在流化床段(1)中使用的纳米金属负载型催化剂，平均粒径为0.05-0.5毫米，在固定床段(2)中使用的纳米金属负载型催化剂，平均直径为2-10毫米。


6.利用权利要求1-5任一项所述的装置将挥发性有机物转化为纳米碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：骞伟中，崔超婕，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11