[发明专利]一种天然气催化裂解制备碳纳米管的系统及方法

权利要求书

1.一种天然气催化裂解制备碳纳米管的系统，其特征在于：包括盛装催化剂的反应料舟和依次连接的催化剂进料仓(1)、电裂解炉(2)和碳纳米管出料仓(3)；所述碳纳米管出料仓(3)与电裂解炉(2)之间的裂解管(4)连接天然气进气管，裂解管(4)位于碳纳米管出料仓(3)的一端安装有可开启的密封盖(5)；所述催化剂进料仓(1)与电裂解炉(2)之间的裂解管(4)连接尾气管；制备碳纳米管时，所述反应料舟从催化剂进料仓(1)通过裂解管(4)进入电裂解炉(2)，再从电裂解炉(2)通过裂解管(4)进入碳纳米管出料仓(3)。

2.根据权利要求1所述的一种天然气催化裂解制备碳纳米管的系统，其特征在于：所述反应料舟为双层反应料舟(6)，所述双层反应料舟(6)包括单层反应料舟(61)和放置在所述单层反应料舟(61)上的上层料舟(62)，所述上层料舟(62)的底面设置有垫块(63)，所述垫块(63)使得单层反应料舟(61)与上层料舟(62)之间有间距。

3.根据权利要求1所述的一种天然气催化裂解制备碳纳米管的系统，其特征在于：所述电裂解炉(2)有多根裂解管(4)。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种天然气催化裂解制备碳纳米管的系统，其特征在于：依次连接的所述催化剂进料仓(1)、电裂解炉(2)和碳纳米管出料仓(3)组成裂解线；所述系统包括两条裂解线，两条所述裂解线平行布置，两条所述裂解线反向布置。

5.采用如权利要求1-4任意一项所述系统的天然气催化裂解制备碳纳米管的方法，其特征在于：所述反应料舟盛装催化剂后从催化剂进料仓(1)通过裂解管(4)进入电裂解炉(2)，再从电裂解炉(2)通过裂解管(4)进入碳纳米管出料仓(3)，所述密封盖(5)在反应料舟出料时开启，出料后关闭；天然气从所述碳纳米管出料仓(3)与电裂解炉(2)之间的裂解管(4)进入，尾气从所述催化剂进料仓(1)与电裂解炉(2)之间的裂解管(4)排出。

6.根据权利要求5所述的一种天然气催化裂解制备碳纳米管的方法，其特征在于：所述反应料舟进入电裂解炉(2)的间隔为5-7分钟，反应料舟通过电裂解炉(2)的时间为2-3小时；每次密封盖(5)的开启时间为10-20秒。

7.根据权利要求6所述的一种天然气催化裂解制备碳纳米管的方法，其特征在于：所述反应料舟进入电裂解炉(2)的间隔为6分钟，反应料舟通过电裂解炉(2)的时间为2.5小时；每次密封盖(5)的开启时间为15秒。

8.根据权利要求6所述的一种天然气催化裂解制备碳纳米管的方法，其特征在于：所述反应料舟采用双层反应料舟(6)，所述双层反应料舟(6)的两层催化剂盛装盘均盛装催化剂；天然气流量增加7-11％。

9.根据权利要求8所述的一种天然气催化裂解制备碳纳米管的方法，其特征在于：所述双层反应料舟(6)的两层催化剂盛装盘分别盛装8-10克催化剂，单管天然气流量为6.9-7.3标方/小时。

10.根据权利要求5-9任意一项所述的一种天然气催化裂解制备碳纳米管的方法，其特征在于：依次连接的所述催化剂进料仓(1)、电裂解炉(2)和碳纳米管出料仓(3)组成裂解线；所述系统包括两条裂解线，两条所述裂解线平行布置，两条所述裂解线反向布置；所述反应料舟从其中一条裂解线出料，清理完碳纳米管后，进入另一条裂解线的催化剂进料仓(1)，循环生产。