[发明专利]碳纳米颗粒的生产系统和方法

说明书

本发明公开了一种碳纳米颗粒的生产系统和方法。本发明公开的碳纳米颗粒的生产系统包括依次连接的碳源进气管、至少一组超电素流反应器、分离器和产品储罐；每组所述超电素流反应器由沿气流方向通过连接管道依次串联的一正极性超电素流反应器和一负极性超电素流反应器组成。本发明还公开了利用该生产系统生产碳纳米颗粒的方法。该生产系统采用超电素流对气体放电，处理量大，能耗低，二氧化碳分解效率高，该方法能副产品质高、缺陷小、合乎工业需求的碳纳米颗粒，生产规模可扩大。

技术领域

本发明涉及一种碳纳米颗粒的生产系统和方法。

背景技术

众所周知，二氧化碳含量过多可以引起温室效应，二氧化碳具有保温的作用，会逐渐使地球表面温度升高。近100年，全球气温升高0.6℃，照这样下去，预计到21世纪中叶，全球气温将升高1.5-4.5℃。由温室效应所引起的海平面升高，也会对人类的生存环境产生巨大的影响。两极海洋的冰块也将全部融化。所有这些变化对野生动物而言无异于灭顶之灾。所以，二氧化碳的治理迫在眉睫。

二氧化碳减排处理的基本技术手段主要有：(1)燃烧前CO₂分离技术；(2)捕获分离CO₂技术；(3)捕获封存技术(CCS)；(4)CO₂的矿石碳化和工业利用技术。

其中，燃烧前CO₂分离技术主要是指在燃料燃烧前，将碳从燃料中分离出去，参与燃烧的燃料主要是H₂，从而使燃料在燃烧过程中不产生CO₂。捕获分离CO₂技术主要有吸收法、吸附法、富氧燃烧法、低温分馏法和膜分离法。捕获封存技术是指收集CO₂排放源头的CO₂，将其封存到特定的地方。矿石碳化是利用化学反应将CO₂转化为固体无机碳酸盐。工业利用是直接或者以生产各种含碳化学物填料形式加以利用。

目前对二氧化碳的治理存在以下问题：(1)无法大面积处理的二氧化碳；(2)无法低成本的处理二氧化碳；(3)处理二氧化碳无法同时获得高价值副产品；(4)二氧化碳的处理效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中二氧化碳治理成本高、效率低，无法大面积处理及无法获得高价值副产品的缺陷，提供了一种碳纳米颗粒的生产系统和方法。该生产系统采用超电素流对气体放电，处理量大，能耗低，二氧化碳分解效率高，该方法能副产品质高、缺陷小、合乎工业需求的碳纳米颗粒，生产规模可扩大。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种碳纳米颗粒的生产系统，包括依次连接的碳源进气管、至少一组超电素流反应器、分离器和产品储罐；

每组所述超电素流反应器由沿气流方向通过连接管道依次串联的一正极性超电素流反应器和一负极性超电素流反应器组成；

所述正极性超电素流反应器包括具有第一进口和第一出口的第一绝缘壳体，所述第一进口与所述碳源进气管连通；所述第一绝缘壳体中设置有至少一组放电组件，所述放电组件包括至少一个两面均布有放电针的PCB板和设于所述PCB板两侧的两个放电板，所述放电板与所述PCB板相对的一面均布有放电针；

所述放电组件中，所述PCB板和所述放电板之间形成平行的气体通道，所述气体通道的进气口与所述第一进口连通，所述气体通道的出气口与所述第一出口连通；

所述负极性超电素流反应器包括具有第二进口和第二出口的第二绝缘壳体，所述第二进口与所述正极性超电素流反应器的第一出口连通，所述第二出口与所述分离器连通；所述第二绝缘壳体中由外向内同轴设置有导电层和至少两个空心电极。

本发明生产系统通过交替布置正极性超电素流反应器和负极性超电素流反应器，使电压差显著提高，电子动能也相应显著提高，显著提高了分解碳源的能力。