[发明专利]还原碳氧化合物生成固态碳的方法

权利要求书

1.一种生产固态碳产品的方法，该方法包括以下步骤：

供应碳氧化合物气体流；

供应还原剂气体流；

供应催化剂；

混合碳氧化合物及还原气体流生成反应气体混合物；

注射反应气体混合物到反应区中，该步骤是在催化剂作用下并在设定的反应条件下进行的；和

反应混合物在固体催化剂存在的情况下反应生成具有所需形态的固态碳产品。

2.根据权利要求1中所述的方法，进一步包括步骤：控制产生气体的冷却来进一步控制反应时间、辅助沉积物形成、退火和匝道下降。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：将分离了的气体混合物传送到冷凝区中以去除气体混合物中的水，并将部分的任何最终未凝结的气体重新循环进入反应气体或催化剂前体气体流中。

4.根据权利要求1所述的方法，其中反应发生在约450℃至1500℃温度范围内。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：预热碳氧化物和还原气体流至第一预设温度。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：预热反应区至第二预设温度。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：保持反应区中包括温度、压强以及反应气体停留时间的反应条件，并连续将反应气体流通入到反应区域中以便在预定的时间段内形成具有所需形态的固态碳产品。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：将气体混合物和固态碳产品从反应区转移到冷却区，然后从冷却区转移到分离过程中来通过气体混合物分离出固态碳产品。

9.根据权利要求1所述的方法，其中催化剂包括具有预定组成和形态的钢，或是通过所述的具有预定组成及形态的钢的氧化物的还原反应形成的。

10.根据权利要求1所述的方法，其中还原剂气体流包括气体或烃或其混合物。

11.根据权利要求1所述的方法，其中催化剂是金属，该金属是从由第VI族金属，第VIII族金属和以上金属混合组成的集团中选择的。

12.根据权利要求1所述的方法，其中碳氧化合物气体流主要是二氧化碳。

13.根据权利要求1所述的方法，其中碳氧化合物气体流主要是一氧化碳。

14.根据权利要求1所述的方法，其中碳氧化合物气体流是通过分离气体混合物产生的，该气体混合物是如，大气、燃烧气体、过程尾气、Portland水泥生产过程中产生的废气及井气。

15.根据权利要求1所述的方法，其中碳氧化合物气体是在气体混合物中，例如燃烧气体、过程尾气、Portland水泥生产过程中产生的废气、及井气或其分离的组分。

16.根据权利要求1所述的方法，其中还原剂气体流包括氢气。

17.根据权利要求1所述的方法，其中还原剂气体流包括烃类气体。

18.根据权利要求17所述的方法，其中烃类气体包括自然气。

19.根据权利要求17所述的方法，其中烃类气体包括合成气。

20.根据权利要求17所述的方法，其中烃类气体包括甲烷。

21.根据权利要求1所述的方法，其中提供较大数量的超过化学计量比例的还原剂气体流，以满足任何可用的碳氧化合物的还原所需。

22.根据权利要求1所述的方法，其中还原剂气体流以约为化学计量的比例存在，以满足任何可用的碳氧化合物的还原所需。

23.根据权利要求1所述的方法，其中还原剂气体流是以较大数量的小于化学计量的比例存在，以满足任何可用的碳氧化合物的还原所需。

24.根据权利要求1所述的方法，其中还催化剂随着预定载气提供到反应区。

25.根据权利要求1所述的方法，其中催化剂通过催化剂前体的形式提供到反应区。