JP2012236727A - ナノ炭素の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1が収容され、低級炭化水素と酸素とが供給されて自己燃焼可能な流動層反応器2と、流動層反応器2に接続され、流動層反応器2内に低級炭化水素と酸素とを供給するガス供給部5と、流動層反応器2に接続され、流動層反応器2内の排ガスを外部に排出する排ガス路8と、流動層反応器2に接続され、流動層反応器2内に流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1を補給する補給部2aとを有するナノ炭素の製造装置を用い、流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1に低級炭化水素と酸素とを供給して流動層を形成し、低級炭化水素と酸素との自己燃焼を伴う低級炭化水素の分解反応によって、ナノ炭素と水素とを生成する。
【選択図】図1
Description
従来、低級炭化水素を原料としてナノ炭素を製造する方法としては、例えば、アーク放電法、CVD(Chemical Vapor Deposition;化学気相成長)法、流動層反応器を使用した方法等による製造方法が知られている。アーク放電法による製造方法は例えば特許文献1に、CVD法による製造方法は例えば特許文献2及び3に、流動層反応器を使用した製造方法は例えば特許文献4にそれぞれ開示されている。
従来の接触熱分解によるナノ炭素の製造方法では、上記無定形炭素の析出を十分に抑制することが困難であるため、ナノ炭素の生成効率が低下し、また、製造装置の信頼性及び耐久性が低下するという問題がある。
また、本発明は、低級炭化水素の接触熱分解に際して触媒の活性を低下させる無定形炭素の析出を抑制し、効率よくナノ炭素を量産することができ、また二酸化炭素の発生量を抑えることができるナノ炭素の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
また、低級炭化水素の分解反応により発生した二酸化炭素の一部が流動層に供給されるため、流動層における流動触媒上に無定形炭素が析出することが抑制される。これにより、流動触媒の活性の低下が抑制され、効率よくナノ炭素が量産される。
また、流動触媒は、上記担体に担持することなく、ナノ炭素と結合したシードの状態で提供されるものであってもよい。
なお、後述する分離工程を経る等して温度が低下した未反応の低級炭化水素を含む還流ガスは、上記分解反応によって高温になっている排ガスと熱交換器を介して熱交換を行うことにより、所定の温度に加熱するようにしてもよい。例えば、500〜800℃の排ガスとの熱交換により、還流ガスを400〜500℃に加熱することができる。このように還流ガスと排ガスとの熱交換を行うことにより、優れた熱効率でナノ炭素と水素とを製造することができる。
低級炭化水素の分解反応を前段と後段の2段に分けることで、各段における、触媒の種類と量及び反応温度を独立に制御できる利点が生じるため、低級炭化水素の処理量を多くすることができる。
上記分解反応は、前段、後段の2段に限定されず、3段以上の多段で構成することも可能である。また、各段で排出される未反応の低級炭化水素の一部、又は最終段における未反応の低級炭化水素の一部若しくは全部を、自段又は他段の分解反応に供してもよい。
また、本発明によれば、前記分解反応により生じた二酸化炭素の一部が流動層に供給されるため、前記分解反応に際し前記流動触媒上に無定形炭素が析出することが抑制される。したがって、本発明によれば、流動触媒の活性の低下を抑制し、効率よくナノ炭素を量産することができ、また二酸化炭素の発生を抑えることができる。
以下、本発明の一実施形態を図1に基づいて説明する。
図1は、ナノ炭素の製造装置を示す概略図である。
ナノ炭素の製造装置は、流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1が収容される流動層反応器2と、流動層反応器2内に反応ガスとして低級炭化水素3と酸素4とを供給するガス供給路5とを有している。
ナノ炭素の製造に際し、流動層反応器2内には、流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1が収容されている。流動触媒としては、1〜500nmの大きさのニッケル微粒子が、1〜200μmの大きさのシリカ担体に1〜50質量%担持されてなる流動触媒、又は1〜500nmの大きさの鉄微粒子が、1〜200μmの大きさのアルミナ担体に1〜50質量%担持されてなる流動触媒を用いる。また、流動触媒には、流動媒体が添加されている。流動媒体としては、100〜200μmの大きさの砂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、又はこれらの混合物を用いることができる。
なお、流動層反応器2内には、流動層反応器2内における流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1の減少に応じて、補給部2aにより流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1が補給される。補給部2aによる流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1の補給は、一定の速度で連続的に行ってもよいし、定期的に又は不定期的に行ってもよい。
流動層部では、流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1と混合ガスとが接触し、低級炭化水素と酸素との自己燃焼を伴う低級炭化水素の分解反応が進行する。この際、反応条件を適宜設定することにより、分解反応における温度を500〜1000℃とし、圧力を10気圧以下とする。低級炭化水素の分解反応により、ナノ炭素が生成されるとともに、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水(水蒸気)等を含む排ガスが生成される。排ガスには、未反応の低級炭化水素も含まれる。生成されるナノ炭素は、直径1〜500nm、長さ100μm以下のものである。また、排ガスに含まれる二酸化炭素の濃度は1〜10体積%であり、排ガスに含まれる水の濃度は1〜20体積%である。
次に、他の実施形態を図2に基づいて説明する。
上記流動層反応器2から排出される排ガス9には、未反応の低級炭化水素が含まれている。未反応の低級炭化水素を再び分解反応に供することができれば、原料となる低級炭化水素の損失を低減し、ナノ炭素を高い収率で製造することができる。そこで、上記図1に示すナノ炭素の製造装置に対して、粒子分離部10から排出される排ガス9から水素、二酸化炭素、水等の低級炭化水素以外のガスを分離し、低級炭化水素以外のガスが分離された排ガス9を流動層反応器2内に還流する構成を設けてもよい。
本実施形態のナノ炭素の製造装置は、上記図1に示す構成に加えて、低級炭化水素以外のガスが分離された排ガス9を流動層反応器2内に還流する構成を備えるものである。
まず、上記図1に示す場合と同様に、流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1が収容された流動層反応器2の下部に、低級炭化水素供給路5aからメタン等の低級炭化水素3を供給するとともに、酸素供給路5bから酸素4を供給する。
流動触媒としては、1〜500nmの大きさのニッケル微粒子が、1〜200μmの大きさのシリカ担体に1〜50質量%担持されてなる流動触媒、又は1〜500nmの大きさの鉄微粒子が、1〜200μmの大きさのアルミナ担体に1〜50質量%担持されてなる流動触媒を用いる。また、流動触媒には、流動媒体が添加されている。流動媒体としては、100〜200μmの大きさの砂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、又はこれらの混合物を用いることができる。
流動層反応器2の下部に供給された低級炭化水素3と酸素4とは混合されて混合ガスとなり、分散板6により分散されて流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1に供給される。低級炭化水素3は、メタン換算でSV値40,000〜80,000NL/kg−catal./hの条件で供給する。また、混合ガスは、400〜500℃に予熱して流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1に供給するのが望ましい。混合ガスに含まれる酸素4の濃度は、低級炭化水素をメタン換算した場合5〜25体積%とする。
さらに、低級炭化水素3と酸素4とには、後述するように、低級炭化水素以外のガスが分離されて還流された排ガス9が混合される。分散板6に向かう混合ガスには、分散板6下の点火装置7により点火する。これにより、混合ガスの一部が燃焼し、低級炭化水素の分解反応が進行し得る温度に達した混合ガスが流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1に供給される。
この際、反応条件を適宜設定することにより、分解反応における温度を500〜1000℃とし、圧力を10気圧以下とする。
なお、流動層反応器2内には、上記図1に示す場合と同様に、流動層反応器2内における流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1の減少に応じて、補給部2aにより流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1が補給される。
低級炭化水素の分解反応により、ナノ炭素が生成されるとともに、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水(水蒸気)等を含む排ガスが生成される。排ガスには、未反応の低級炭化水素も含まれる。生成されるナノ炭素は、直径1〜500nm、長さ100μm以下のものである。また、排ガスに含まれる二酸化炭素の濃度は1〜10体積%であり、排ガスに含まれる水の濃度は1〜20体積%である。
上記水素等の分離工程を経て温度が低下した還流ガス18は、分離工程を経る前の排ガス9と熱交換器を介して熱交換を行って加熱してもよい。例えば、500〜800℃の排ガス9との熱交換により、還流ガス18を400〜500℃に加熱することができる。熱交換は、図示しない熱交換器を介して行うことができる。
次に、他の実施形態を図3に基づいて説明する。
上記低級炭化水素の分解反応は、多段で構成してもよく、複数段の流動層反応器を設置し、上流の流動層反応器から排出される排ガスが下流の流動層反応器に順次導入されるように構成してもよい。これにより、各流動層反応器内において、排ガスに含まれる低級炭化水素の分解反応を行うことができ、原料となる低級炭化水素の損失を低減し、ナノ炭素を高い収率で製造することができる。本実施形態では、前段と後段の2段の流動層反応器を備えた場合について説明する。
なお、流動層反応器42内には、前段の構成と同様に、流動層反応器42内における流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒41の減少に応じて、補給部42aにより流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒41が補給される。
次に、他の実施形態を図4に基づいて説明する。
上述のように流動層反応器2、42内において低級炭化水素の分解反応が行われる間、流動層を形成する流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1、41は、飛散して排ガス9、49とともに流動層反応器2、42外に徐々に排出されていく。そこで、上記ナノ炭素の製造装置に対して、流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1、41を流動層反応器2、42内に補充供給するスクリューフィーダーを設置してもよい。
本実施形態のナノ炭素の製造装置は、図2に示す構成に加えて、流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒を流動層反応器2内に補充供給するスクリューフィーダーを備えるものである。
本実施形態では、上記図2を用いて説明したようにナノ炭素が製造される間、流動層反応器2内における流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1の減少に応じて、スクリューフィーダー21により流動層反応器2内に流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒1を補充供給する。なお、スクリューフィーダー21により補充供給する流動触媒は、未使用の流動触媒、分解反応に供されてナノ炭素を含む流動触媒、及び分解反応に供されてナノ炭素を含む流動触媒を前処理した流動触媒のいずれであってもよく、また、これらの混合物であってもよい。
スクリューフィーダー21のスクリューフィーダー本体21a外周には、スクリューフィーダー本体21aの周囲を囲むようにヒーター23が配置されている。
スクリューフィーダー本体21aの下流側には、該フィーダー本体21a内部に低級炭化水素を供給するガス供給部36が接続されている。
スクリューフィーダー21では、スクリューによる搬送速度、ヒーター23による加熱温度、低級炭化水素のスクリューフィーダー本体21a内への導入量などの調整によってシードの生成を制御することができる。
図6は、ナノ炭素の製造装置における各機器の通過前後でのマテリアルバランスのシミュレーションによる一例を示す概略図である。なお、図6中、楕円内に示す数値は当該楕円が付された箇所における物質の温度(℃)を示し、長方形内に示す数値は当該長方形が付された箇所における物質の圧力(atm)を示し、平行四辺形内に示す数値は当該平行四辺形が付された箇所における物質の流量(Nm3/h又はkg/h)を示している。
流動層が形成されている流動層反応器2内には、流量0.7kg/hで供給される流動触媒28と、同じく流量0.7kg/hで供給される流動媒体29とが混合された混合物30が連続的に投入される。
分離された水素14は、冷却器33により50℃に冷却された後、真空ポンプ34の排出側から排出される。排出される水素14の温度は48℃、流量は約40Nm3/hである。
2 流動層反応器
2a 補給部
2b 補給部
3 低級炭化水素
4 酸素
5 ガス供給路
5a 低級炭化水素供給路
5b 酸素供給路
6 分散板
7 点火装置
8 排ガス路
9 排ガス
10 粒子分離部
11 ナノ炭素回収容器
12 ナノ炭素
13 水素分離部
14 水素
15 二酸化炭素・水分離部
16 二酸化炭素及び水
17a ガス還流路
17b ガス還流路
17c ガス還流路
18 還流ガス
20 ナノ炭素
21 スクリューフィーダー
36 ガス供給部
38 シード
41 流動触媒
42 流動層反応器
42a 補給部
44 酸素
45b 酸素供給路
46 分散板
48 排ガス路
49 排ガス
52 ナノ炭素
60 ナノ炭素
Claims (19)
- 流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒に低級炭化水素と酸素とを供給して流動層を形成し、前記低級炭化水素と前記酸素との自己燃焼を伴う前記低級炭化水素の分解反応によって、ナノ炭素と水素とを生成することを特徴とするナノ炭素の製造方法。
- 前記低級炭化水素及び前記酸素中における該酸素を25体積%以下の比率で供給することを特徴とする請求項1記載のナノ炭素の製造方法。
- 前記分解反応における排ガスに含まれる二酸化炭素が10体積%以下であり、水が20体積%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のナノ炭素の製造方法。
- 前記流動触媒は、ニッケル微粒子が1〜200μmの大きさのシリカ担体に50質量%以下、又は鉄微粒子が1〜200μmの大きさのアルミナ担体に50質量%以下担持されてなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のナノ炭素の製造方法。
- 前記流動触媒に、200μm以下の大きさの、砂粒子、シリカ粒子及びアルミナ粒子から選択される1種又は2種以上からなる前記流動媒体を添加して、前記流動触媒とともに前記流動層を形成することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のナノ炭素の製造方法。
- 前記分解反応における温度を500〜1000℃とすることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のナノ炭素の製造方法。
- 前記分解反応における圧力を10気圧以下に設定することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のナノ炭素の製造方法。
- 前記流動触媒、又は前記流動媒体を併用する前記流動触媒に対して、前記低級炭化水素をメタン換算でSV値80,000NL/kg−catal./h以下の条件で供給することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のナノ炭素の製造方法。
- 前記分解反応における排ガスに含まれる未反応の前記低級炭化水素を還流させて前記分解反応に供することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のナノ炭素の製造方法。
- 前記分解反応を前段として、前記分解反応における排ガスと、前段で供給された酸素よりも低濃度の酸素とを、後段の流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒に供給して流動層を形成し、前記排ガスと前記酸素との自己燃焼を伴って前記排ガスに含まれる未反応の前記低級炭化水素を分解し、ナノ炭素と水素とをさらに生成することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のナノ炭素の製造方法。
- 前記分解反応によって生成されるナノ炭素が、直径1〜500nm、長さ100μm以下であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のナノ炭素の製造方法。
- 流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒が収容され、低級炭化水素と酸素とが供給されて自己燃焼可能な流動層反応器と、
前記流動層反応器に接続され、該流動層反応器内に低級炭化水素と酸素とを供給するガス供給部と、
前記流動層反応器に接続され、該流動層反応器内の排ガスを外部に排出する排ガス路と、
前記流動層反応器に接続され、該流動層反応器内に前記流動触媒、又は前記流動媒体を併用する流動触媒を補給する補給部と、を有することを特徴とするナノ炭素の製造装置。 - 前記流動層反応器から排出される前記排ガスに含まれる未反応の前記低級炭化水素を還流させて前記分解反応に供するガス還流路を有することを特徴とする請求項12記載のナノ炭素の製造装置。
- 前記排ガスから前記水素を分離する水素分離部を有し、前記ガス還流路が、前記水素分離部の、水素を分離した排ガス排出側に接続されていることを特徴とする請求項13記載のナノ炭素の製造装置。
- 前記水素分離部の、水素を分離した排ガス排出側の下流に、二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離部が設けられており、前記ガス還流路が、前記二酸化炭素分離部の、二酸化炭素を分離した排ガス排出側に接続されていることを特徴とする請求項14記載のナノ炭素の製造装置。
- 前記二酸化炭素分離部の、二酸化炭素を分離した排ガス排出側の下流に、水を分離する水分離部が設けられており、前記ガス還流路が、前記水分離部の、水を分離した排ガス排出側に接続されていることを特徴とする請求項15記載のナノ炭素の製造装置。
- 前記流動層反応器の後段に、流動触媒、又は流動媒体を併用する流動触媒が収容され、前記流動層反応器の排ガスと、酸素とが供給されて自己燃焼可能な第2流動層反応器を有し、
該第2流動層反応器に接続され、該第2流動層反応器内に前記排ガスと酸素とを供給する第2ガス供給部と、
前記第2流動層反応器に接続され、該第2流動層反応器内の排ガスを外部に排出する第2排ガス路と、
前記第2流動層反応器に接続され、該第2流動層反応器内に前記流動触媒、又は前記流動媒体を併用する流動触媒を補給する第2補給部と、を有することを特徴とする請求項12〜16のいずれかに記載のナノ炭素の製造装置。 - 前記流動層反応器に収容される流動触媒、流動媒体、分解反応に供されてナノ炭素を含む触媒、分解反応に供されてナノ炭素を含む触媒に少なくともナノ炭素を除去する前処理を施した触媒のいずれか又は2以上の混合物を搬送するスクリューフィーダーを備えることを特徴とする請求項12〜17のいずれかに記載のナノ炭素の製造装置。
- 前記流動層反応器と、前記流動触媒を搬送しつつ前記分解反応を行わせるスクリューフィーダー移動反応床とを備えることを特徴とする請求項12〜18のいずれかに記載のナノ炭素の製造装置。
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Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140110298A (ko) * | 2013-03-07 | 2014-09-17 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기용 분산판 및 이를 구비한 유동층 반응기 |
WO2014151138A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Seerstone Llc | Reactors, systems, and methods for forming solid products |
KR20140118476A (ko) * | 2013-03-29 | 2014-10-08 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 카본나노구조물 제조방법 |
KR20140124457A (ko) * | 2013-04-17 | 2014-10-27 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 카본나노구조물 제조방법 |
KR20140146730A (ko) * | 2013-06-18 | 2014-12-29 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 탄소나노구조물의 제조방법 |
JP2016184502A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 東京瓦斯株式会社 | 燃料電池システム |
KR101771290B1 (ko) * | 2014-06-13 | 2017-08-24 | 주식회사 엘지화학 | 탄소 나노구조물의 제조장치 및 제조방법 |
KR101773653B1 (ko) * | 2014-06-13 | 2017-08-31 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 탄소 나노구조물의 제조방법 |
KR101783512B1 (ko) * | 2014-06-13 | 2017-09-29 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 탄소 나노구조물의 제조방법 |
KR101800309B1 (ko) * | 2014-06-16 | 2017-11-23 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 탄소 나노구조물의 제조방법 |
JP2018024574A (ja) * | 2016-08-04 | 2018-02-15 | エスケー イノベーション カンパニー リミテッドSk Innovation Co.,Ltd. | カーボンナノチューブの製造方法 |
KR101899714B1 (ko) * | 2017-03-27 | 2018-09-18 | 한국에너지기술연구원 | 고체에 의한 막힘을 최소화할 수 있는 스파저를 갖는 유동층 반응시스템 및 제어방법 |
WO2020090245A1 (ja) | 2018-04-01 | 2020-05-07 | 株式会社伊原工業 | 水素生成装置、固体生成物の分離方法および固体生成物の排出回収システム |
WO2020175800A1 (ko) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 |
JP2020164390A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 東京ガスケミカル株式会社 | ナノカーボンの製造方法およびナノカーボン製造システム |
WO2021112511A1 (ko) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 주식회사 엘지화학 | 탄소나노튜브 제조 시스템 및 제조방법 |
WO2023276677A1 (ja) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | 水素製造装置および水素製造方法 |
WO2023171543A1 (ja) * | 2022-03-11 | 2023-09-14 | 三菱重工業株式会社 | 炭化水素の直接分解方法 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5897851B2 (ja) * | 2011-09-12 | 2016-04-06 | 東洋炭素株式会社 | 粉体処理装置および粉体処理方法 |
ES2900814T3 (es) | 2013-03-15 | 2022-03-18 | Seerstone Llc | Electrodos que comprenden carbono nanoestructurado |
WO2014150944A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Seerstone Llc | Methods of producing hydrogen and solid carbon |
EP3129133A4 (en) * | 2013-03-15 | 2018-01-10 | Seerstone LLC | Systems for producing solid carbon by reducing carbon oxides |
US20180375215A1 (en) * | 2015-12-25 | 2018-12-27 | Zeon Corporation | Electromagnetic wave absorption material, electromagnetic wave absorber, and production methods therefor |
JP6455988B2 (ja) * | 2016-02-25 | 2019-01-23 | 学校法人早稲田大学 | カーボンナノチューブの製造装置および製造方法 |
WO2018022999A1 (en) | 2016-07-28 | 2018-02-01 | Seerstone Llc. | Solid carbon products comprising compressed carbon nanotubes in a container and methods of forming same |
EP3775113B1 (en) | 2018-04-09 | 2023-06-14 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | A process for producing hydrogen and solid carbon products |
AU2019281558B2 (en) * | 2018-06-05 | 2022-07-14 | Ihi Corporation | Hydrogen production apparatus and hydrogen production method |
EP3868708A1 (en) * | 2020-02-21 | 2021-08-25 | L 2 Consultancy B.V. | Method and system for direct thermal decomposition of a hydrocarbon compound into carbon and hydrogen |
CN111632558B (zh) * | 2020-05-25 | 2023-03-21 | 南京行创新材料有限公司 | 一种连续制备纳米材料或制备改性纳米材料的装置和方法 |
BR112022008541A2 (pt) * | 2020-09-04 | 2023-03-21 | Hindustan Petroleum Corp Ltd | Processo e aparelho de coprodução de gás natural comprimido enriquecido com hidrogênio (h-cng) e nanotubos de carbono (cnts); e reator de leito fluidizado (fbr) para coprodução de gás natural comprimido enriquecido com hidrogênio (h-cng) e nanotubos de carbono (cnts) |
JP2024500876A (ja) * | 2020-12-22 | 2024-01-10 | ナノコンプ テクノロジーズ,インク. | カーボンナノチューブを生成させるための二段システム及び方法 |
WO2023197070A1 (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-19 | Acceleware Ltd. | Systems and methods for generating hydrogen by pyrolysis in a dielectrophoresis (dep) supported fluidized bed reactor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004075457A (ja) * | 2002-08-19 | 2004-03-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | カーボンナノファイバーの製造方法及び装置 |
JP2004076196A (ja) * | 2002-08-19 | 2004-03-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | カーボンナノファイバーの製造方法及び装置 |
JP2010030887A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-02-12 | Showa Denko Kk | カーボンナノ材料の製造方法およびカーボンナノ材料の製造装置 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2564736A (en) * | 1947-03-08 | 1951-08-21 | Cabot Godfrey L Inc | Process of producing carbon black |
US2623811A (en) * | 1949-11-16 | 1952-12-30 | Huber Corp J M | Process for producing carbon black and valuable by-product gases |
US2662813A (en) * | 1951-06-23 | 1953-12-15 | Standard Oil Dev Co | Regenerator apparatus for fluidizable solid materials |
US2699836A (en) * | 1951-10-15 | 1955-01-18 | Phillips Petroleum Co | Separation of gases by diffusion |
US3361539A (en) * | 1965-07-15 | 1968-01-02 | Pyzel Robert | Fluidized solids reactor |
US3615213A (en) * | 1969-05-01 | 1971-10-26 | Air Reduction | Method and apparatus for the production of carbon black |
US3861885A (en) * | 1971-09-22 | 1975-01-21 | Inst Gas Technology | Carbon black fuel production |
JP3986711B2 (ja) | 1998-07-21 | 2007-10-03 | 昭和電工株式会社 | 単層カーボンナノチューブの製造方法 |
US6919064B2 (en) * | 2000-06-02 | 2005-07-19 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Process and apparatus for producing single-walled carbon nanotubes |
JP4160781B2 (ja) | 2002-05-27 | 2008-10-08 | 三菱重工業株式会社 | 繊維状ナノ炭素の製造方法及び装置 |
JP3962773B2 (ja) * | 2002-12-05 | 2007-08-22 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 原料吹き付け式カーボンナノ構造物の製造方法及び装置 |
US7335344B2 (en) * | 2003-03-14 | 2008-02-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and apparatus for synthesizing filamentary structures |
JP4045343B2 (ja) | 2004-06-02 | 2008-02-13 | 国立大学法人信州大学 | カーボンナノチューブの製造方法および変形カーボンナノチューブ |
JP4697941B2 (ja) * | 2005-05-11 | 2011-06-08 | 株式会社日本製鋼所 | 低級炭化水素の直接分解による機能性ナノ炭素及び水素の製造方法 |
DE102006017695A1 (de) | 2006-04-15 | 2007-10-18 | Bayer Technology Services Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffnanoröhrchen in einer Wirbelschicht |
JP2010018498A (ja) | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Shinshu Univ | カーボンナノチューブの製造方法及びカーボンナノチューブ |
WO2010111624A1 (en) * | 2009-03-26 | 2010-09-30 | Northeastern University | Carbon nanostructures from pyrolysis of organic materials |
US8500868B2 (en) * | 2009-05-01 | 2013-08-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Systems and methods for the separation of carbon dioxide and water |
-
2011
- 2011-05-10 JP JP2011105267A patent/JP5549941B2/ja active Active
-
2012
- 2012-05-10 US US14/115,202 patent/US9511338B2/en active Active
- 2012-05-10 CA CA2834996A patent/CA2834996C/en active Active
- 2012-05-10 EP EP12782697.2A patent/EP2708507B1/en active Active
- 2012-05-10 WO PCT/JP2012/062033 patent/WO2012153810A1/ja active Application Filing
- 2012-05-10 CN CN201280022829.0A patent/CN103534203B/zh active Active
-
2015
- 2015-02-11 US US14/620,069 patent/US9463429B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004075457A (ja) * | 2002-08-19 | 2004-03-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | カーボンナノファイバーの製造方法及び装置 |
JP2004076196A (ja) * | 2002-08-19 | 2004-03-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | カーボンナノファイバーの製造方法及び装置 |
JP2010030887A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-02-12 | Showa Denko Kk | カーボンナノ材料の製造方法およびカーボンナノ材料の製造装置 |
Cited By (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140110298A (ko) * | 2013-03-07 | 2014-09-17 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기용 분산판 및 이를 구비한 유동층 반응기 |
KR101587684B1 (ko) * | 2013-03-07 | 2016-01-21 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기용 분산판 및 이를 구비한 유동층 반응기 |
WO2014151138A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Seerstone Llc | Reactors, systems, and methods for forming solid products |
KR101587685B1 (ko) | 2013-03-29 | 2016-01-21 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 카본나노구조물 제조방법 |
KR20140118476A (ko) * | 2013-03-29 | 2014-10-08 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 카본나노구조물 제조방법 |
KR20140124457A (ko) * | 2013-04-17 | 2014-10-27 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 카본나노구조물 제조방법 |
KR101651315B1 (ko) * | 2013-04-17 | 2016-08-25 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 카본나노구조물 제조방법 |
KR20140146730A (ko) * | 2013-06-18 | 2014-12-29 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 탄소나노구조물의 제조방법 |
KR101596091B1 (ko) * | 2013-06-18 | 2016-02-19 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 탄소나노구조물의 제조방법 |
KR101771290B1 (ko) * | 2014-06-13 | 2017-08-24 | 주식회사 엘지화학 | 탄소 나노구조물의 제조장치 및 제조방법 |
KR101773653B1 (ko) * | 2014-06-13 | 2017-08-31 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 탄소 나노구조물의 제조방법 |
KR101783512B1 (ko) * | 2014-06-13 | 2017-09-29 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 탄소 나노구조물의 제조방법 |
KR101800309B1 (ko) * | 2014-06-16 | 2017-11-23 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 및 이를 이용한 탄소 나노구조물의 제조방법 |
JP2016184502A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 東京瓦斯株式会社 | 燃料電池システム |
JP2018024574A (ja) * | 2016-08-04 | 2018-02-15 | エスケー イノベーション カンパニー リミテッドSk Innovation Co.,Ltd. | カーボンナノチューブの製造方法 |
JP7100965B2 (ja) | 2016-08-04 | 2022-07-14 | エスケー イノベーション カンパニー リミテッド | カーボンナノチューブの製造方法 |
KR101899714B1 (ko) * | 2017-03-27 | 2018-09-18 | 한국에너지기술연구원 | 고체에 의한 막힘을 최소화할 수 있는 스파저를 갖는 유동층 반응시스템 및 제어방법 |
US11332367B2 (en) | 2018-04-01 | 2022-05-17 | Ihara Co., Ltd. | Hydrogen producing apparatus, method for separating solid product and system for discharging and recycling solid product |
WO2020090245A1 (ja) | 2018-04-01 | 2020-05-07 | 株式会社伊原工業 | 水素生成装置、固体生成物の分離方法および固体生成物の排出回収システム |
KR20200105270A (ko) * | 2019-02-28 | 2020-09-07 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 |
US11173463B2 (en) | 2019-02-28 | 2021-11-16 | Lg Chem, Ltd. | Fluidized bed reactor |
WO2020175800A1 (ko) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 주식회사 엘지화학 | 유동층 반응기 |
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JP2020164390A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 東京ガスケミカル株式会社 | ナノカーボンの製造方法およびナノカーボン製造システム |
WO2021112511A1 (ko) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 주식회사 엘지화학 | 탄소나노튜브 제조 시스템 및 제조방법 |
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US11993516B2 (en) | 2019-12-06 | 2024-05-28 | Lg Chem, Ltd. | System and method for producing carbon nanotubes |
WO2023276677A1 (ja) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | 水素製造装置および水素製造方法 |
WO2023171543A1 (ja) * | 2022-03-11 | 2023-09-14 | 三菱重工業株式会社 | 炭化水素の直接分解方法 |
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Publication number | Publication date |
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