一种碳纳米管批量生产中尾气的回收利用方法

摘要

一种碳纳米管批量生产中尾气的回收利用方法，其步骤：将制备碳纳米管产生的尾气，由冷凝系统将温度降为25-35℃；将冷却后的尾气输入第一个储气罐；由压缩机将储气罐中的尾气以流量A输入气体分离器，由气体分离器将尾气中的无效气体过滤以流量D排掉；将经气体分离器过滤后的气体以流量B输入第二个储气罐；将第二个储气罐中的气体以流量C与制备碳纳米管的原料气一起输入反应炉中作为原料制备碳纳米管，原料气以流量E输入反应炉中。流量A、流量B、流量C、流量D和流量E的取值关系为：A-D = B= C-E；储气罐工作时的压力为：1.0-1.2 Mpa。本发明可节省60%以上的原料，可改善碳纳米管的分散性能和减少对空气的污染。

权利要求

1.一种碳纳米管批量生产中尾气的回收利用方法，其特征在于包括如下工艺步骤：步骤1：收集制备碳纳米管产生的尾气，并通过冷凝系统使其温度降低为25-35℃；

步骤2：将冷却后的尾气收集并输入第一个储气罐；

步骤3：通过一压缩机，将储气罐中的尾气以流量A输入一气体分离器，通过该气体分离器将尾气中的无效气体—氢气过滤掉，并以流量D排掉；

步骤4：将经气体分离器过滤掉无效气体后的气体以流量B输入第二个储气罐；

步骤5：最后将第二个储气罐中的气体以流量C与制备碳纳米管的原料气一起输入反应炉中作为原料制备碳纳米管，原料气以流量E输入反应炉中；

其中：所述流量A、流量B、流量C、流量D和流量E的取值关系为：A-D = B= C-E；第一、二储气罐工作时的压力维持在：1.0-1.2 MPa。

2.如权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，所述第一、二储气罐的容积为1000 L、额定工作压力为2.0 MPa。

3.如权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，所述压缩机的电机功率为8 kW、排气压力为1.9 MPa。

4.如权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，所述气体分离器的容积为15 L、额定工作压力为20 MPa。

说明书

一种碳纳米管批量生产中尾气的回收利用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及碳纳米管材料领域，尤其涉及碳纳米管批量生产中尾气回收利用的方法。

背景技术

[0002] 碳纳米管作为一维纳米材料，其重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来。由于碳纳米管具有中空的结构，可以用作微型模具。即在其内部填充金属、氧化物等物质，可制备出最细的纳米尺度的导线等，用于未来的分子电子学器件或纳米电子学器件中。还可制作碳纳米管增强的塑料、碳纳米管增强陶瓷复合材料、金属基复合材料，还可以做最细的试管以及能称量单个原子质量的“纳米秤”等等。

[0003] 目前，批量生产碳纳米管使用的是CVD（化学气相沉积）法。即在600～1000℃的温度及催化剂的作用下,使含碳气体原料（如甲烷、乙烯、丙烯和苯等）分解来制备碳纳米管的一种方法。但是在利用CVD法批量生产碳纳米管中，含碳原料气的利用率只有30%左右，由于各种原因，大部分都以尾气的形式直接排入大气，没有收集再利用。既浪费了原料，又对空气产生了的污染。

[0004] 如何有效地收集再利用批量生产碳纳米管而排放的尾气，是业界亟待解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明为了解决上述技术问题，提出一种简易便捷的碳纳米管生产中尾气的回收利用方法，以提高原料的利用效率，减少尾气对空气的污染。

[0006] 本发明提出的一种碳纳米管批量生产中尾气的回收利用方法，包括如下工艺步骤：

[0007] 步骤1：收集制备碳纳米管产生的尾气，并通过冷凝系统使其温度降低为25-35℃；

[0008] 步骤2：将冷却后的尾气收集并输入到第一个储气罐；

[0009] 步骤3：通过一压缩机，将储气罐中的尾气以流量A输入一气体分离器，通过该气体分离器将尾气中的无效气体过滤掉，并以流量D排掉；

[0010] 步骤4：将经气体分离器过滤掉无效气体后的气体以流量B输入到第二个储气罐；

[0011] 步骤5：最后将第二个储气罐中的气体与制备碳纳米管的原料气（此两种气体的总流量为C）一起输入反应炉中作为原料制备碳纳米管，原料气以流量E输入反应炉中；

[0012] 其中：所述流量A、流量B、流量C、流量D和流量E的取值关系为：

[0013] A-D=B=C-E；储气罐工作时的压力维持在：1.0-1.2Mpa。

[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果：