[發明專利]熱交換式反應管

在審

• 申請號: 202010872308.0
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN111921462A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 野田優;金東榮;今佑介;陳忠明;羽場英介;上田俊輔
• 申請（專利權）人: 國立大學法人東京大學;日立化成株式會社
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24;B01J8/34;C01B32/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 薛海蛟

本發明提供一種均熱性高、熱損失少的熱交換型反應管。具有：第一管部(2)，其形成流入原料氣體并使原料氣體下降的第一流路(4)；第二管部(3)，其形成與第一流路(4)連通并使原料氣體上升的第二流路(5)，填充有粒子狀的催化劑擔載支承體；和加熱裝置，其將第一管部(2)及第二管部(3)加熱。此外，第一流路(4)與第二流路(5)隔著隔壁鄰接，在第二流路(5)中，設有保持催化劑擔載支承體并使原料氣體通過的分散板(8)。

本申請是申請人提交的申請號為201380045004.5、發明名稱為“熱交換式反應管”的申請的分案申請。母案申請日為2013年8月28日，最早優先權日為2012年8月29日。

技術領域

本發明涉及一種在加熱狀態下使氣體在流化介質上反應的熱交換式反應管。

背景技術

一直以來，在借助流動層法的碳納米管的合成中所用的反應管形成以一條直線狀延伸的管狀。此外，在反應管內配置有形成了貫穿孔的分散板，在反應管外配置有加熱裝置。在使用此種反應管合成碳納米管時，首先，將擔載有催化劑粒子的粒狀載體以保持于分散板的方式填充在反應管中。然后，一邊利用加熱裝置加熱反應管，一邊從反應管的下方供給原料氣體，利用原料氣體使粒狀載體流態化。由此，原料氣體在粒狀載體上流通，從擔載于粒狀載體中的碳納米管合成用催化劑中生長碳納米管。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002－211904號公報

發明內容

發明所要解決的問題

在此種借助流動層法的碳納米管的合成中，原料氣體的溫度管理是重要的。

但是，在現有的以直線狀延伸的管狀的反應管中，原料氣體在通過保持于分散板的粒狀載體的同時由加熱裝置加熱。由此，在熱交換型反應管內的下游側，原料氣體的溫度低于設定溫度，熱交換型反應管內的原料氣體的溫度變得不均勻。而且，原料氣體的流速越大，原料氣體的溫度上升就被壓制得越低，因此熱交換型反應管內的原料氣體的溫度就會大幅度偏離設定溫度。其結果是，會有無法有效地合成碳納米管的問題。此外，在原料氣體的加熱中需要大量的燃料或電力，由于氣體帶有大量的熱能從反應管出口流出，因此熱損失大，從而使成本增大。

因而，本發明的目的在于，提供一種均熱性高、熱損失少的熱交換型反應管。

用于解決問題的方法

本發明的熱交換式反應管具有：形成供第一氣體流入并使第一氣體下降的第一流路的第一管部；形成與第一流路連通并使第一氣體上升的第二流路、填充有流化介質的第二管部；和覆蓋第一管部及第二管部的加熱裝置，第一流路與第二流路隔著隔壁鄰接，在第二流路中，設有保持流化介質并使第一氣體通過的分散板。