[发明专利]捕集含挥发性有机物的气体并制备碳纳米材料的系统及方法

权利要求书

1.捕集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：包括一个吸收/解吸子系统(1)、一个吸附/脱附子系统(2)和一个碳化子系统(4)，包括或不包括气液分离子系统(3)；所述吸收/解吸子系统(1)的底部设置含挥发性有机物的气体通入口(5)，顶部设置气体出口(6)；吸附/脱附子系统(2)底部设置含挥发性有机物的气体入口(7)，顶部设置吸附后气体出口(8)和脱附后气体出口(9)；气液分离子系统(3)底部设置冷凝有机液体出口(11)，顶部设置有机物气体出口(12)，中部设置中部入口(10)；碳化子系统(4)的底部设置底部入口(13)，顶部设置碳化后尾气出口(14)，碳化子系统(4)还设置有催化剂入口(15)与碳材料出口(16)；所述吸收/解吸子系统(1)顶部的气体出口(6)分两路，一路连通吸附/脱附子系统(2)底部的气体入口(7)，当包括气液分离子系统(3)时，另一路连通气液分离子系统(3)的中部入口(10)，当不包括气液分离子系统(3)时，另一路连通碳化子系统(4)的底部入口(13)；当包括气液分离子系统(3)时，吸附/脱附子系统(2)顶部的脱附后气体出口(9)连通气液分离子系统(3)的中部入口(10)，气液分离子系统(3)顶部的有机物气体出口(12)连通碳化子系统(4)的底部入口(13)；当不包括气液分离子系统(3)时，吸附/脱附子系统(2)顶部的脱附后气体出口(9)连通碳化子系统(4)的底部入口(13)；碳化子系统(4)顶部的碳化后尾气出口(14)连通吸附/脱附子系统(2)顶部的吸附后气体出口(8)；

所述吸收/解吸子系统(1)中装填液态烃类吸收剂；

所述碳化子系统(4)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、铂、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；金属的质量分数为0-20％；催化剂在450-800℃下裂解有机物，有机物的质量空速为0.01-30h^-1,生成碳纳米材料，所得尾气成分为氢气与甲烷；

所述子吸收/解吸子系统(1)的解吸率为80-99％，所述子气体吸附/脱附系统(2)的脱附率为95-99.99％。

2.根据权利要求1所述的捕集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：所述液态烃类吸收剂，其沸点为200～300℃,凝固点为-50～-10℃。

3.根据权利要求1所述的捕集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：所述吸附/脱附子系统(2)中装填有易再生的吸附剂，材质为碳吸附剂、分子筛或氧化铝中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的捕集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：所述碳吸附剂为活性炭，碳纤维，碳纳米管，石墨烯中的一种或多种。