JP2008094694A - ナノカーボン生成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機性処理物を急速に熱分解した後、急冷して液化を行うナノカーボン生成装置において、有機性処理物を急速に熱分解する熱分解装置1と、熱分解した有機性処理物を急冷して液化することにより液化物を回収する手段とを備え、前記液化物に含まれる不純物を取り除き、その液化物を還元雰囲気の高温炉6に投入することにより気相成長法によるナノカーボン14の生成を行うことを特徴とするナノカーボン生成装置。
【選択図】 図1
Description
(1) 上述したように、本発明のナノカーボン生成装置は、有機性処理物を急速に熱分解する熱分解手段と、熱分解した有機性処理物を急冷して液化することにより液化物を回収する手段とを備え、前記液化物に含まれる不純物を取り除き、その液化物を還元雰囲気の高温炉に投入することにより気相成長法によるナノカーボン生成を行うことを特徴とする。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態におけるナノカーボン生成装置のプロセスフロー図である。
図中の符番1は、有機性処理物を400〜700℃で急速熱分解する熱分解装置(熱分解手段)を示す。この熱分解装置1内には、多数の掻き取りボール2が配置されている。前記熱分解装置1には、ホッパー3より有機処理物及び触媒(例えば、Mo/Ni/MgO触媒粒子)が投入される。急速熱分解の結果、熱分解装置1の底部からは炭化物4が取り出され、上部からは熱分解ガスが配管5から排出される。
高温炉6の底部には、生成ナノカーボン14を図中の右側壁側に送り出すナノカーボン排出スクリュー7が配置されている。また、高温炉6の内部には図示しないヒータが配置され、このヒータにより約1100℃に加熱されて、気相成長法によりナノカーボン14が生成される。なお、熱分解ガスの一部は、高温炉6の上部の加熱室17を加熱するバーナ用燃料として高温炉6の上部の加熱室17のバーナに送られる。
図2は、本発明の第2の実施形態におけるナノカーボン生成装置のプロセスフロー図である。但し、図1と同部材は同符番を付して説明を省略する。
第2の実施形態は、熱分解装置1の熱分解プロセスにより得られた熱分解ガスを直接高温炉6に投入する構成としている。
処理する有機性処理物中に不純物が含まれない場合には、この形態でナノカーボンを回収することが可能であり、第1の実施形態と同様な効果が得られる。
図3は、本発明の第3の実施形態におけるナノカーボン生成装置の熱分解装置とCVD装置の構成説明図である。但し、図1と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図4は、本発明の第4の実施形態におけるナノカーボン生成装置の熱分解、CVD一体化装置の構成説明図である。
図中の符番25は、CVD法によるナノカーボン生成機能を備えた熱分解、CVD一体化装置を示す。この熱分解、CVD一体化装置25の上流側(図中の左側)には、触媒機能を備えた多数の掻き取りボール23aが配置され、加熱部26により内筒内部が400〜500℃に加熱される。熱分解、CVD一体化装置25の下流側(図中の右側)には、触媒機能を備えた多数の触媒ボール23bが配置され、加熱部27により内筒内部が700〜1000℃に加熱される。熱分解、CVD一体化装置25は矢印Aのように回転可能である。熱分解、CVD一体化装置25には、有機性処理物が投入され、熱分解、CVD一体化装置25内で熱分解され、上部からは熱分解ガスが排出される。また、熱分解、CVD一体化装置25の底部からは、高付加価値カーボン及び触媒が同時に排出され、触媒除去装置を経て高付加価値カーボンのみが排出される。
図5は、本発明の第5の実施形態におけるナノカーボン生成装置の縦型CVD装置の構造説明図である。但し、図1と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番31は、内部を還元雰囲気の状態にしえる縦型CVD装置を示す。縦型CVD装置31内には、複数の触媒入れ容器32が配置され、支持棒33により触媒入れ容器32が反転できるように支持されている。縦型CVD装置31の上部には、内部を約1100℃に加熱しえるヒータ34が配置されている。縦型CVD装置31の底部には、生成したナノカーボン14を図中の左側から右側に搬送させるカーボン排出スクリュー35が配置されている。縦型CVD装置31の側壁には、前記触媒入れ容器32に触媒を投入する複数のノズル36が設けられている。
第4の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な効果が得られる。また、触媒の投入や生成したナノカーボンや触媒の取り出しを連続して行うことができる。
図6は、本発明の第6の実施形態におけるナノカーボン生成装置の縦型CVD装置の構造説明図である。但し、図1、図5と同部材は同符番を付して説明を省略する。
第6の実施形態は、図5の変形例を示し、炭化水素ガスを縦型CVD装置炉31の上部から導入し、整流板38を炉内の上部側に配置した場合を示す。第6の実施形態によれば、第5の実施形態と同様な効果を有する。
Claims (5)
- 有機性処理物を急速に熱分解した後、急冷して液化を行うナノカーボン生成装置において、
有機性処理物を急速に熱分解する熱分解手段と、熱分解した有機性処理物を急冷して液化することにより液化物を回収する回収手段とを備え、前記液化物に含まれる不純物を取り除き、その液化物を還元雰囲気の高温炉に投入することにより気相成長法によるナノカーボン生成を行うことを特徴とするナノカーボン生成装置。 - 前記高温炉は、有機性処理物を熱分解した後、熱分解ガスがそのまま投入される炉であることを特徴とする請求項1記載のナノカーボン生成装置。
- 前記高温炉は有機性処理物を熱分解する外熱式キルンであり、この外熱式キルン内部に、触媒を焼成して得られる掻き取りボールが配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2いずれか記載のナノカーボン生成装置。
- 前記高温炉は、触媒の投入、及び生成ナノカーボンと触媒の取り出しを行う機能を備えていることを特徴とする請求項1又は請求項2いずれか記載のナノカーボン生成装置。
- 前記高温炉の下流側に冷却機構を備えていることを特徴とする請求項1乃至4いずれか記載のナノカーボン生成装置。
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