[发明专利]处理含挥发性有机物气体并制备碳纳米材料的系统及方法

权利要求书

1.处理含挥发性有机物气体并制备碳纳米材料的系统，其特征在于：包括一个气体吸附/脱附子系统（1）、一个气液分离子系统（2）和一个尾气碳化子系统（3），所述气体吸附/脱附子系统（1）的顶部设置含挥发性有机物的气体通入口（4），底部设置吸附后气体出口（5）和脱附后气体出口（6），气体吸附/脱附子系统（1）的脱附后气体出口（6）连通气液分离子系统（2）的中部入口（7）；气液分离子系统（2）底部设置冷凝有机液体出口（8)，所述气液分离子系统（2）顶部的有机物气体出口（9）连通尾气碳化子系统（3）的底部入口（10）；尾气碳化子系统（3）顶部的碳化后尾气出口（13）与气体吸附/脱附子系统（1）底部的吸附后气体出口（5）相接；当不需要气液分离子系统（2）时，将气体吸附/脱附子系统（1）底部的脱附后气体出口（ 6） 与尾气碳化子系统（3）的底部入口（10）相连；尾气碳化子系统（3）还设置有催化剂入口（11）与碳材料出口（12）；所述尾气碳化子系统（3）内部装填的催化剂在500-1000℃下裂解有机物，生成碳纳米材料，生成的尾气的成分为氢气与甲烷；

在尾气碳化子系统（3）中生成的碳纳米材料，包括碳纳米颗粒、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种；

所述尾气碳化子系统（3）内部装填的催化剂为金属和/或氧化物，金属包括铁、钴、镍、铜、锰、锌、钼、钨中的一种或多种，氧化物包括氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化锆中的一种或多种；催化剂若为金属和氧化物，金属的质量分数为40-75%；催化剂裂解有机物，有机物的质量空速为12.5-20 h^-1；

所述含挥发性有机物的气体的主体为惰性气体，有机物浓度为50-200000 ppm，包括分子量在26-300的有机物。

2.根据权利要求1所述的处理含挥发性有机物气体并制备碳纳米材料的系统，其特征在于：所述气体吸附/脱附子系统（1）装填有易再生的吸附剂，吸附剂材质为碳、分子筛或氧化铝中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的处理含挥发性有机物气体并制备碳纳米材料的系统，其特征在于：当吸附剂材质为碳时，所述碳为活性炭，碳纤维，碳纳米管，石墨烯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的处理含挥发性有机物的气体并制备碳纳米材料的系统，其特征在于：所述气液分离子系统（2）中有机液体与有机物气体经过冷凝分离后，分别从底部与顶部排出。