[发明专利]热交换式反应管

说明书

本发明提供一种均热性高、热损失少的热交换型反应管。具有：第一管部(2)，其形成流入原料气体并使原料气体下降的第一流路(4)；第二管部(3)，其形成与第一流路(4)连通并使原料气体上升的第二流路(5)，填充有粒子状的催化剂担载支承体；和加热装置，其将第一管部(2)及第二管部(3)加热。此外，第一流路(4)与第二流路(5)隔着隔壁邻接，在第二流路(5)中，设有保持催化剂担载支承体并使原料气体通过的分散板(8)。

本申请是申请人提交的申请号为201380045004.5、发明名称为“热交换式反应管”的申请的分案申请。母案申请日为2013年8月28日，最早优先权日为2012年8月29日。

技术领域

本发明涉及一种在加热状态下使气体在流化介质上反应的热交换式反应管。

背景技术

一直以来，在借助流动层法的碳纳米管的合成中所用的反应管形成以一条直线状延伸的管状。此外，在反应管内配置有形成了贯穿孔的分散板，在反应管外配置有加热装置。在使用此种反应管合成碳纳米管时，首先，将担载有催化剂粒子的粒状载体以保持于分散板的方式填充在反应管中。然后，一边利用加热装置加热反应管，一边从反应管的下方供给原料气体，利用原料气体使粒状载体流态化。由此，原料气体在粒状载体上流通，从担载于粒状载体中的碳纳米管合成用催化剂中生长碳纳米管。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－211904号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在此种借助流动层法的碳纳米管的合成中，原料气体的温度管理是重要的。

但是，在现有的以直线状延伸的管状的反应管中，原料气体在通过保持于分散板的粒状载体的同时由加热装置加热。由此，在热交换型反应管内的下游侧，原料气体的温度低于设定温度，热交换型反应管内的原料气体的温度变得不均匀。而且，原料气体的流速越大，原料气体的温度上升就被压制得越低，因此热交换型反应管内的原料气体的温度就会大幅度偏离设定温度。其结果是，会有无法有效地合成碳纳米管的问题。此外，在原料气体的加热中需要大量的燃料或电力，由于气体带有大量的热能从反应管出口流出，因此热损失大，从而使成本增大。

因而，本发明的目的在于，提供一种均热性高、热损失少的热交换型反应管。

用于解决问题的方法

本发明的热交换式反应管具有：形成供第一气体流入并使第一气体下降的第一流路的第一管部；形成与第一流路连通并使第一气体上升的第二流路、填充有流化介质的第二管部；和覆盖第一管部及第二管部的加热装置，第一流路与第二流路隔着隔壁邻接，在第二流路中，设有保持流化介质并使第一气体通过的分散板。