[发明专利]形成碳纳米管的方法和系统

权利要求书

1.一种用于生产碳纳米管的系统，其包括：

进料气加热器，其经配置以用来自废气流的废热加热进料气；

反应器，其经配置以在Bosch反应中由所述进料气形成碳纳米管；

分离器，其经配置以将所述碳纳米管与形成所述废气流的反应器排出流分离；以及

除水系统，其包括环境温度热交换器和分离器，所述分离器经配置以将大量水从所述废气流中分离，以形成干燥废气流。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述环境温度热交换器包括水冷却器。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述环境温度热交换器包括空气冷却热交换器。

4.根据权利要求1所述的系统，其包括经配置以加热所述进料气用于所述系统的初始启动的包装加热器。

5.根据权利要求1所述的系统，其包括：

压缩机，其经配置以增加所述干燥废气流的压力；以及

最终除水系统，其经配置以将水从所述干燥废气流去除。

6.根据权利要求5所述的系统，其包括经配置以从所述干燥废气流分离富甲烷流和富CO₂流的气体分馏系统。

7.根据权利要求6所述的系统，其包括经配置以在所述进料气加热器之前将所述富甲烷流混合到所述进料气中的混合系统。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述反应器是使用进料气的逆流流动以流化催化剂的流化床反应器。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述催化剂包括金属喷丸珠。

10.根据权利要求1所述的系统，其包括：

热交换器，其经配置以用来自所述废气流的废热加热所述干燥废气流以形成第二进料气；

第二反应器，其经配置以由所述第二进料气形成碳纳米管；

分离器，其经配置以从来自形成第二废气流的所述第二反应器的排出流分离所述碳纳米管，并且其中用于所述进料气加热器中的所述废气流包括所述第二废气流；以及

除水系统，其经配置以使用环境温度热交换器以冷却所述第二废气流将水从所述第二废气流分离，并且去除大量的所述水以形成第二干燥废气流。

11.根据权利要求10所述的系统，其包括：

压缩机，其经配置以增加所述第二干燥废气流的压力；以及

最终除水系统，其经配置以从所述第二废气流去除水。

12.根据权利要求11所述的系统，其包括经配置以从所述第二废气流分离富甲烷流和富CO₂流的气体分馏系统。

13.根据权利要求12所述的系统，其包括经配置以在所述进料气加热器之前将所述富甲烷流混合到所述进料气中的混合系统。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述反应器是使用进料气的逆流流动以流化催化剂的流化床反应器。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述催化剂包括金属喷丸珠。

16.根据权利要求14所述的系统，其中所述催化剂包括金属珠，所述金属珠包括铁和镍、铬或其任何组合。

17.根据权利要求14所述的系统，其中所述催化剂包括大小在大约25目和50目之间的金属珠。

18.根据权利要求1所述的系统，其中所述反应器用经配置以防止金属壳体的退化的材料做衬里。

19.根据权利要求1所述的系统，其中所述反应器和交叉热交换器之间的管道连接用经配置以保护金属表面防止退化的耐火材料做衬里。

20.根据权利要求1所述的系统，其中所述进料气加热器包括经配置用于金属尘化环境的热交换器。

21.一种用于形成碳纳米管的方法，其包括：

在反应器中使用Bosch反应形成碳纳米管；

将所述碳纳米管从反应器排出物中分离，以形成废气流；

用来自所述废气流的废热加热进料气、干燥废气流或两者；以及

在环境温度热交换器中冷却所述废气流以凝结水蒸气，形成所述干燥废气流。