JP5300403B2 - Nanocarbon generation system - Google Patents

Nanocarbon generation system Download PDF

Info

Publication number
JP5300403B2
JP5300403B2 JP2008263063A JP2008263063A JP5300403B2 JP 5300403 B2 JP5300403 B2 JP 5300403B2 JP 2008263063 A JP2008263063 A JP 2008263063A JP 2008263063 A JP2008263063 A JP 2008263063A JP 5300403 B2 JP5300403 B2 JP 5300403B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nanocarbon
generation
generator
generated
temperature level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008263063A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010090006A (en
Inventor
英一 杉山
勝記 井手
和高 小城
毅 野間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2008263063A priority Critical patent/JP5300403B2/en
Publication of JP2010090006A publication Critical patent/JP2010090006A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5300403B2 publication Critical patent/JP5300403B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively produce a highly useful fibrous nanocarbon such as carbon nanotubes by varying the properties step-by-step according to the nanocarbon production temperature regions. <P>SOLUTION: The nanocarbon production system is one that, in the nanocarbon production from an organic starting material, is provided with a low-temperature-level first nanocarbon production apparatus 11 and a high-temperature-level second nanocarbon production apparatus 31 the inside temperature of which is not lower than that of the first nanocarbon production apparatus 11, wherein both the nanocarbon produced at the low-temperature level and the nanocarbon produced at the high-temperature level are collected by performing the nanocarbon production in two stages including low-temperature-level nanocarbon production and high-temperature-level nanocarbon production and feeding the unreacted hydrocarbon discharged from the first nanocarbon production apparatus 11 into the second nanocarbon production apparatus 31. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー、カーボンナノコイル等の有用性の高い繊維状のナノカーボンを効率的に製造するナノカーボン生成システム、及び、ナノカーボンを、特に化石資源に由来しない木質系バイオマス、繊維質バイオマス、下水汚泥等のバイオマス資源から製造するナノカーボン製造システムに関する。   The present invention relates to a nanocarbon generation system for efficiently producing highly useful fibrous nanocarbons such as carbon nanotubes, carbon fibers, and carbon nanocoils, and woody biomass that is not derived from fossil resources. The present invention relates to a nanocarbon production system that produces from biomass resources such as fiber biomass and sewage sludge.

カーボンナノチューブ等の高機能カーボンの生成法には、例えばアーク放電法、レーザー蒸着法、化学気相成長法(CVD法)が挙げられる。
アーク放電法は、正負のグラファイト電極間にアーク放電を起こすことでグラファイトが蒸発し、陰極先端に凝縮したカーボンの堆積物の中にカーボンナノチューブが生成される方法である(例えば、特許文献1参照)。レーザー蒸着法は、高温に過熱した不活性ガス中に金属触媒を混合したグラファイト試料を入れ、レーザー照射することによりカーボンナノチューブを生成する方法である(例えば、特許文献2参照)。
一般に、アーク放電法やレーザー蒸発法では結晶性の良いカーボンナノチューブが生成できるが、生成するカーボンナノチューブの量が少なく大量生成に難しいとされる。
Examples of the method for producing high-performance carbon such as carbon nanotubes include an arc discharge method, a laser vapor deposition method, and a chemical vapor deposition method (CVD method).
The arc discharge method is a method in which graphite is evaporated by causing an arc discharge between positive and negative graphite electrodes, and carbon nanotubes are generated in a carbon deposit condensed at the tip of the cathode (see, for example, Patent Document 1). ). The laser vapor deposition method is a method of generating a carbon nanotube by putting a graphite sample mixed with a metal catalyst in an inert gas heated to a high temperature and irradiating it with a laser (see, for example, Patent Document 2).
Generally, carbon nanotubes with good crystallinity can be produced by the arc discharge method or laser evaporation method, but the amount of carbon nanotubes to be produced is small and it is difficult to produce them in large quantities.

CVD法には、反応炉の中に入れた基板にカーボンナノチューブを生成させる気相成長基板法(例えば、特許文献3参照)と、触媒金属と炭素源を一緒に高温の炉に流動させカーボンナノチューブを生成する流動気相法(例えば、特許文献4参照)の二つの方法がある。   The CVD method includes a vapor phase growth substrate method in which carbon nanotubes are generated on a substrate placed in a reaction furnace (see, for example, Patent Document 3), and a carbon nanotube by flowing a catalyst metal and a carbon source together in a high-temperature furnace. There are two methods such as a fluidized gas phase method (see, for example, Patent Document 4).

気相成長法について、図11を参照して説明する。図中の符番1は、内部に触媒2を担持する触媒担持基板3が配置された反応管を示す。反応管1の外周外側部には電気ヒータ4が配置されている。こうした構成の反応管1内に、該反応管1の一方側から原料(炭化水素)5を流し、他方側から排気するようにすると、反応管1内部で炭化水素ガス6が発生し、カーボンナノチューブ7が形成される。   The vapor phase growth method will be described with reference to FIG. Reference numeral 1 in the figure indicates a reaction tube in which a catalyst-carrying substrate 3 carrying a catalyst 2 is disposed. An electric heater 4 is disposed on the outer periphery of the reaction tube 1. When a raw material (hydrocarbon) 5 is allowed to flow from one side of the reaction tube 1 and exhausted from the other side in the reaction tube 1 having such a configuration, a hydrocarbon gas 6 is generated inside the reaction tube 1 and carbon nanotubes are generated. 7 is formed.

次に、図12を用いて流動気相法について説明する。但し、図11と同部材は同符番を付して説明を省略する。図12では、反応管1の一方側から原料である炭化水素5とともにキャリアガス8を流すことを特徴とする。これにより、電気ヒータ4が配置された部位に相当する反応管1内で炭化水素ガス6が発生し、カーボンナノチューブ7が形成される。   Next, the fluidized gas phase method will be described with reference to FIG. However, the same members as those in FIG. In FIG. 12, the carrier gas 8 is caused to flow together with the hydrocarbon 5 as a raw material from one side of the reaction tube 1. Thereby, the hydrocarbon gas 6 is generated in the reaction tube 1 corresponding to the portion where the electric heater 4 is disposed, and the carbon nanotube 7 is formed.

一方、気相成長基板法はバッジ処理であるので大量生産に難しい。また、流動気相法は温度の均一性が低く結晶性の良いカーボンナノチューブを生成するのが難しいとされている。さらに、流動気相法の発展型として、高温の炉の中に、触媒兼用流動材で流動層を形成し、炭素原料を供給して繊維状のナノカーボンを生成する方法も提案されているが、炉内の温度の均一性が低く結晶性の良いカーボンナノチューブを生成するのが難しいと考えられる。   On the other hand, since the vapor phase growth substrate method is a badge process, it is difficult for mass production. In addition, the fluidized gas phase method is said to be difficult to produce carbon nanotubes with low temperature uniformity and good crystallinity. Furthermore, as a development type of the fluidized gas phase method, a method has been proposed in which a fluidized bed is formed with a fluid material also serving as a catalyst in a high-temperature furnace and a carbon raw material is supplied to generate fibrous nanocarbon. It is considered difficult to produce carbon nanotubes with low uniformity of temperature in the furnace and good crystallinity.

純度および安定性の高いカーボンナノチューブを低コストで効率よく量産することができるようになれば、カーボンナノチューブの特性を生かしたナノテクノロジー製品を低コストで大量に供給することが可能になる。   If carbon nanotubes with high purity and stability can be mass-produced efficiently at low cost, it becomes possible to supply a large amount of nanotechnology products utilizing the characteristics of carbon nanotubes at low cost.

しかし、アーク放電法、レーザー蒸着法ではアーク放電、レーザー蒸着用の電気、原料のLPGガス等の化石資源由来の炭化水素、化学気相成長法では加熱するための電気或いはガス等の燃料、原料のLPGガス等の化石資源由来の炭化水素を必要とし、いずれのナノカーボンを製造する装置においても、ナノカーボンを製造するのに大量の化石資源由来のエネルギーを使用している。地球温暖化防止の対策が急務である今、高機能カーボンであるカーボンナノチューブを始めとするナノカーボンを生成する為に大量の二酸化炭素を排出しているということは大きな問題である。   However, arc discharge and laser deposition methods use arc discharge, electricity for laser deposition, hydrocarbons derived from fossil resources such as LPG gas as raw material, and fuel or raw materials such as electricity or gas for heating in chemical vapor deposition method. This requires a hydrocarbon derived from fossil resources such as LPG gas, and any nanocarbon producing apparatus uses a large amount of energy derived from fossil resources to produce nanocarbon. Now that there is an urgent need to prevent global warming, it is a big problem that a large amount of carbon dioxide is emitted in order to produce nanocarbons such as carbon nanotubes, which are highly functional carbons.

また、ナノカーボンを製造するのに大量の炭化水素原料を使用しており、ナノカーボン生成工程終了後のガス中には未反応の炭化水素成分が残留しており、これをそのまま排出しており、これも温暖効果ガスの排出の原因となっている。
特開2007−095509号公報 特開平10−273308号公報 特開2000−086217号公報 特開2003−342840号公報
In addition, a large amount of hydrocarbon raw material is used to produce nanocarbon, and unreacted hydrocarbon components remain in the gas after completion of the nanocarbon production process, which is discharged as it is. This is also the cause of greenhouse gas emissions.
JP 2007-095509 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-273308 JP 2000-086217 A JP 2003-342840 A

本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、カーボンナノチューブ,カーボンファイバー,カーボンナノコイル等の有用性の高い繊維状のナノカーボンをナノカーボン生成温度領域に合わせて段階的にその特性を変えることにより効率的に製造するナノカーボン生成システムを提供することを目的とする。また、本発明は、カーボンナノチューブ等の高機能ナノカーボンを生成するのに化石資源由来のエネルギーを使用せず、特に化石資源に由来しない木質系バイオマス,繊維質バイオマス,下水汚泥等のバイオマス資源から製造するナノカーボン生成システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and changes the properties of highly useful fibrous nanocarbons such as carbon nanotubes, carbon fibers, and carbon nanocoils in a stepwise manner in accordance with the nanocarbon generation temperature range. It aims at providing the nanocarbon production | generation system manufactured efficiently by this. In addition, the present invention does not use fossil resource-derived energy to produce highly functional nanocarbons such as carbon nanotubes, and in particular from biomass resources such as woody biomass, fiber biomass, and sewage sludge that are not derived from fossil resources. It aims at providing the nanocarbon production system to manufacture.

本発明に係るナノカーボン生成システム(第1の発明)は、有機物を原料とするナノカーボン生成において、低温レベルの第1のナノカーボン生成装置と、内部温度を前記第1のナノカーボン生成装置における内部設定温度以上に設定した高温レベルの第2のナノカーボン生成装置とを具備し、ナノカーボン生成を低温レベルでのナノカーボン生成、高温レベルでのナノカーボン生成の2段階で行い、第1のナノカーボン生成装置で排出される未反応炭化水素を第2のナノカーボン生成装置に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することを特徴とする。   A nanocarbon generation system according to the present invention (first invention) includes a first nanocarbon generation device at a low temperature level and an internal temperature in the first nanocarbon generation device. A high-temperature level second nanocarbon generating device set to an internal set temperature or higher, and the nanocarbon generation is performed in two stages: nanocarbon generation at a low temperature level and nanocarbon generation at a high temperature level. By putting unreacted hydrocarbons discharged from the nanocarbon generator into the second nanocarbon generator, both the nanocarbon generated at a low temperature level and the nanocarbon generated at a high temperature level are recovered. .

また、本発明に係るナノカーボン生成システム(第2の発明)は、有機物を原料とするナノカーボン生成において、低温レベルの第1のナノカーボン生成装置と、内部温度を前記第1のナノカーボン生成装置における内部設定温度以上に設定した高温レベルの第2のナノカーボン生成装置と、有機物原料を熱分解する熱分解装置とを具備し、熱分解装置で熱分解して生成した熱分解ガスを第1のナノカーボン生成装置で排出される未反応炭化水素とともに第2のナノカーボン生成装置に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することを特徴とする。   The nanocarbon generation system according to the present invention (second invention) includes a first nanocarbon generation device at a low temperature level and an internal temperature of the first nanocarbon generation in nanocarbon generation using an organic material as a raw material. A second nanocarbon generating device having a high temperature level set to be equal to or higher than the internal set temperature in the device, and a pyrolyzing device for thermally decomposing the organic material, and the pyrolysis gas generated by pyrolyzing the pyrolyzing device is By collecting the unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator together with the second nanocarbon generator, both the nanocarbon generated at the low temperature level and the nanocarbon generated at the high temperature level are recovered. And

更に、本発明に係るナノカーボン生成システム(第3の発明)は、有機物を原料とするナノカーボン生成において、低温レベルの第1のナノカーボン生成装置と、内部温度を前記第1のナノカーボン生成装置における内部設定温度以上に設定した高温レベルの第2のナノカーボン生成装置と、有機物原料を熱分解する熱分解装置とを具備し、熱分解装置で熱分解して生成した熱分解残渣を第1のナノカーボン生成装置で排出される未反応炭化水素とともに第2のナノカーボン生成装置に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することを特徴とする。   Furthermore, the nanocarbon generation system according to the present invention (third invention) includes a first nanocarbon generation device at a low temperature level and an internal temperature of the first nanocarbon generation in the generation of nanocarbon using an organic material as a raw material. A second nanocarbon generator having a high temperature level set to be equal to or higher than the internal set temperature in the apparatus, and a pyrolyzer for thermally decomposing the organic raw material, and the pyrolysis residue generated by pyrolyzing the pyrolyzer By collecting the unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator together with the second nanocarbon generator, both the nanocarbon generated at the low temperature level and the nanocarbon generated at the high temperature level are recovered. And

本発明によれば、カーボンナノチューブ,カーボンファイバー,カーボンナノコイル等の有用性の高い繊維状のナノカーボンをナノカーボン生成温度領域に合わせて段階的にその特性を変えることにより効率的に製造するナノカーボン生成システムが得られる。また、本発明によれば、カーボンナノチューブ等の高機能ナノカーボンを生成するのに化石資源由来のエネルギーを使用せず、特に化石資源に由来しない木質系バイオマス,繊維質バイオマス,下水汚泥等のバイオマス資源から製造するナノカーボン生成システムが得られる。   According to the present invention, nano-sized carbon nanotubes, carbon fibers, carbon nanocoils, etc. that can be manufactured efficiently by changing the properties of fibrous nanocarbons that are highly useful in accordance with the nanocarbon generation temperature range in stages. A carbon production system is obtained. In addition, according to the present invention, energy derived from fossil resources is not used to generate highly functional nanocarbons such as carbon nanotubes, and in particular biomass such as woody biomass, fiber biomass, sewage sludge, etc. not derived from fossil resources A nanocarbon production system manufactured from resources is obtained.

以下、本発明のナノカーボン生成システムについて更に詳しく説明する。
1) 第1の発明は、上述したように、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置とを具備し、ナノカーボン生成を低温レベルでのナノカーボン生成、高温レベルでのナノカーボン生成の2段階で行い、第1のナノカーボン生成装置で排出される未反応炭化水素を第2のナノカーボン生成装置に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することを特徴とする。
Hereinafter, the nanocarbon generation system of the present invention will be described in more detail.
1) As described above, the first invention includes the first nanocarbon generation device and the second nanocarbon generation device, and the nanocarbon generation is performed at a low temperature level, and at a high temperature level. By performing unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generating device in the second nanocarbon generating device in two stages of carbon generation, nanocarbon generated at a low temperature level and nanocarbon generated at a high temperature level. It is characterized by recovering both carbon.

2) 第2の発明は、上述したように、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置とバイオマス等の有機物原料を熱分解する熱分解装置とを具備し、熱分解装置で熱分解して生成した熱分解ガスを第1のナノカーボン生成装置で排出される未反応炭化水素とともに第2のナノカーボン生成装置に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することを特徴とする。   2) As described above, the second invention comprises the first nanocarbon generating device, the second nanocarbon generating device, and the thermal decomposition device for thermally decomposing organic materials such as biomass. Pyrolysis gas generated by pyrolysis is put into the second nanocarbon generator together with unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator, so that nanocarbon generated at a low temperature level is generated at a high temperature level. It is characterized by recovering both nanocarbons.

3) 第3の発明は、上述したように、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置とバイオマス等の有機物原料を熱分解する熱分解装置とを具備し、熱分解装置で熱分解して生成した熱分解残渣(炭化物)を第1のナノカーボン生成装置で排出される未反応炭化水素とともに第2のナノカーボン生成装置に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することを特徴とする。   3) As described above, the third invention comprises the first nanocarbon generating device, the second nanocarbon generating device, and the thermal decomposition device for thermally decomposing organic raw materials such as biomass. Nanocarbon produced at a low temperature level by putting pyrolysis residue (carbide) generated by pyrolysis into the second nanocarbon generator together with unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator, high temperature It is characterized by recovering both nanocarbons produced at the level.

4) 上記1)〜3)において、第1のナノカーボン生成装置でのナノカーボン生成装置内部設定温度を500〜800℃、第2のナノカーボン生成装置でのナノカーボン生成装置内部設定温度を800〜1200℃とすることが好ましい。
5) 上記1)〜4)において、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置に夫々水素を添加することが好ましい。
6) 上記1)〜5)において、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置に夫々水蒸気を添加することが好ましい。
4) In the above 1) to 3), the nanocarbon generating device internal set temperature in the first nanocarbon generating device is 500 to 800 ° C., and the nanocarbon generating device internal set temperature in the second nanocarbon generating device is 800 It is preferable to set it to -1200 degreeC.
5) In the above 1) to 4), it is preferable to add hydrogen to each of the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator.
6) In the above 1) to 5), it is preferable to add water vapor to the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator, respectively.

7) 上記1)〜6)において、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置の夫々に投入する原料に触媒を添加することが好ましい。
8) 上記7)において、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置に添加する触媒は種類を変えることが好ましい。
9) 上記8)において、第1のナノカーボン生成装置に添加する触媒としてはFe系触媒を、第2のナノカーボン生成装置に添加する触媒としてはNi系触媒を添加することが好ましい。
7) In the above 1) to 6), it is preferable to add a catalyst to the raw material charged into each of the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator.
8) In the above 7), it is preferable to change the type of the catalyst added to the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator.
9) In the above 8), it is preferable to add an Fe-based catalyst as a catalyst to be added to the first nanocarbon generating device and an Ni-based catalyst as a catalyst to be added to the second nanocarbon generating device.

10) 上記1)〜9)において、第2のナノカーボン生成装置にオイルを添加することができる。
11) 上記1)〜9)において、第2のナノカーボン生成装置にバイオマスオイルを添加することができる。
12) 上記11)において、前記バイオマスオイルとしては、木材、草、生ごみ、下水汚泥等を熱分解して得られるオイルが挙げられる。
13) 上記11)において、前記バイオマスオイルとしては、木材、草、生ごみ、下水汚泥等をメタン発酵して得られるオイルが挙げられる。
10) In the above 1) to 9), oil can be added to the second nanocarbon generator.
11) In the above 1) to 9), biomass oil can be added to the second nanocarbon generator.
12) In the above 11), examples of the biomass oil include oil obtained by pyrolyzing wood, grass, garbage, sewage sludge and the like.
13) In the above 11), the biomass oil includes oil obtained by methane fermentation of wood, grass, garbage, sewage sludge and the like.

14) 上記2)〜13)において、前記バイオマス等の有機物原料を熱分解する熱分解装置に投入するバイオマスとしては、木材、草、生ごみ、下水汚泥、これらを熱分解して得られる炭化物(残渣)、これらをメタン発酵して得られる炭化物(残渣)等が挙げられる。
15) 上記1)〜13)において、第1のナノカーボン生成装置で得られる回収ナノカーボンと、第2のナノカーボン生成装置で得られる回収ナノカーボンとの生成ナノカーボンの使用用途を区別できる構成にすることが好ましい。
16) 上記1)〜15)において、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置の加熱源は電気ヒータとし、夫々の設定温度を投入原料(液体、ガス)の性状により制御することができることが好ましい。
14) In the above 2) to 13), the biomass to be input to the pyrolysis apparatus for pyrolyzing the organic material such as biomass is wood, grass, garbage, sewage sludge, and carbide obtained by pyrolyzing these ( Residue), and carbide (residue) obtained by subjecting these to methane fermentation.
15) In 1) to 13) above, a configuration capable of distinguishing the usage of the generated nanocarbon from the recovered nanocarbon obtained by the first nanocarbon generator and the recovered nanocarbon obtained by the second nanocarbon generator. It is preferable to make it.
16) In the above 1) to 15), the heating source of the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator is an electric heater, and the respective set temperatures are controlled by the properties of the input raw materials (liquid, gas). It is preferable that it is possible.

17) 上記1)〜16)において、第2のナノカーボン生成装置から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として発電機を稼動し、その発生電気を第2のナノカーボン生成装置,第1のナノカーボン生成装置の電気ヒータの電源とすることができることが好ましい。
18) 上記1)〜17)において、第1のナノカーボン生成装置、第2のナノカーボン生成装置のどちらかのみしか稼動しない場合は、何れかのナノカーボン生成装置から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として発電機を稼動し、その発生電気を何れかのナノカーボン生成装置の電気ヒータの電源とすることができることが好ましい。
17) In the above 1) to 16), the generator is operated using unreacted surplus hydrocarbons discharged from the second nanocarbon generator as fuel, and the generated electricity is supplied to the second nanocarbon generator, first It is preferable that the power source of the electric heater of the nanocarbon generating apparatus can be used.
18) In the above 1) to 17), when only one of the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator is operated, the unreacted surplus discharged from any of the nanocarbon generators It is preferable that a generator is operated using hydrocarbons as fuel, and the generated electricity can be used as a power source for an electric heater of any nanocarbon generator.

19) 上記1)〜18)において、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置の加熱源は熱風とし、夫々の設定温度を投入原料(液体、ガス)の性状により制御することができる。
20) 上記1)〜19)において、第2のナノカーボン生成装置から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として加熱炉バーナを稼動し、その発生熱風を第2のナノカーボン生成装置,第1のナノカーボン生成装置の加熱源とすることができる。
21) 上記1)〜20)において、第1のナノカーボン生成装置のみしか稼動しない場合は、第1のナノカーボン生成装置から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として加熱炉バーナを稼動し、その発生熱風を第1のナノカーボン生成装置、第2のナノカーボン生成装置の加熱源電とすることができる。
19) In the above 1) to 18), the heating source of the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator is hot air, and the respective set temperatures are controlled by the properties of the input raw materials (liquid, gas). Can do.
20) In 1) to 19) above, the furnace burner is operated using unreacted surplus hydrocarbons discharged from the second nanocarbon generator as fuel, and the generated hot air is used as the second nanocarbon generator, It can be used as a heating source of one nanocarbon generating apparatus.
21) In the above 1) to 20), when only the first nanocarbon generator is operated, the furnace burner is operated using unreacted surplus hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator as fuel. The generated hot air can be used as a heating power source for the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator.

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態は下記に述べることに限定されない。
(第1の実施形態)
図1及び図2(A),(B)は、請求項1の実施形態に対応する説明である。図1は、有機物を原料とするナノカーボン生成において、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収するナノカーボン生成システムの概略フロー図である。図2(A)は図1のシステムの一構成である第1のナノカーボン生成装置の概略図、図2(B)は図1のシステムの一構成である第2のナノカーボン生成装置の概略図を示す。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present embodiment is not limited to the following description.
(First embodiment)
1 and FIGS. 2A and 2B are descriptions corresponding to the embodiment of claim 1. FIG. 1 is a schematic flow diagram of a nanocarbon generation system that recovers both nanocarbons generated at a low temperature level and nanocarbons generated at a high temperature level in the generation of nanocarbons using organic materials as raw materials. FIG. 2A is a schematic diagram of a first nanocarbon generating device that is one configuration of the system of FIG. 1, and FIG. 2B is a schematic diagram of a second nanocarbon generating device that is one configuration of the system of FIG. The figure is shown.

図中の符番11は、低温レベルの第1のナノカーボン生成装置を示す。この第1のナノカーボン生成装置11の上流側には、原料投入ホッパー12が配置されている。この原料投入ホッパー12には、有機物原料(例えば液体のエタノール)及び低温レベルナノカーボン生成用触媒粉が導入される。原料投入ホッパー12と第1のナノカーボン生成装置11とは、該装置11の加熱炉容器15内に金属触媒粉混合原料(炭化水素成分を有する有機物原料と触媒粉)を連続的又は間欠的に注入するための原料供給配管13により接続されている。第1のナノカーボン生成装置11の下流側には、低温レベルの生成ナノカーボンを回収するための第1の回収容器14が配置されている。   Reference numeral 11 in the figure indicates a first nanocarbon generating device at a low temperature level. A raw material charging hopper 12 is disposed on the upstream side of the first nanocarbon generator 11. The raw material charging hopper 12 is introduced with an organic raw material (for example, liquid ethanol) and catalyst powder for generating low-temperature level nanocarbon. The raw material charging hopper 12 and the first nanocarbon generating device 11 continuously or intermittently feed the metal catalyst powder mixed raw material (organic material raw material and catalyst powder having hydrocarbon components) into the heating furnace container 15 of the device 11. It is connected by a raw material supply pipe 13 for pouring. On the downstream side of the first nanocarbon generating device 11, a first recovery container 14 for recovering low-level generated nanocarbon is disposed.

前記ナノカーボン生成装置11は、図2(A)に示すように、還元雰囲気の縦型方式の加熱炉容器15と、この加熱炉容器15内に配置された円錐状金属基板16と、この円錐状金属基板16の外側に該基板16と接して配置された基板加熱ヒータ(加熱源)17と、混合原料噴霧ノズル(図示せず)を備えた原料供給ヘッダー18と、生成したナノカーボン19を第1の回収容器14に供給するナノカーボン排出ノズル20を備えている。前記円錐状金属基板16は、加熱炉容器15と同心円状で30°〜60°の傾斜角度(θ)となっている。円錐状金属基板16には、低温レベルナノカーボン生成用触媒の機能を持たせることが可能であり、例えばその-基板16を鉄基板とすることにより基板自体に触媒機能を持たせることができる。原料噴霧ノズルは、加熱炉容器15内に金属触媒粉混合原料(有機物原料と触媒粉)を連続的又は間欠的に噴霧する機能を有する。なお、図2中の符号Xは噴霧される原料を示す。また、円錐状金属基板16の代わりに、加熱炉容器15と同心円状で円筒状の金属基板を加熱炉容器15に密着させて使用してもよい。前記円錐状金属基板16は、基板加熱ヒータ16により均一に加熱される。基板加熱ヒータ16の代わりに加熱ジャケット等の加熱源を用いて円錐状金属基板16を均一に加熱してもよい。   As shown in FIG. 2A, the nanocarbon generator 11 includes a vertical heating furnace vessel 15 in a reducing atmosphere, a conical metal substrate 16 disposed in the heating furnace vessel 15, and the cone. A substrate heater (heating source) 17 disposed outside the metal substrate 16 in contact with the substrate 16, a raw material supply header 18 having a mixed raw material spray nozzle (not shown), and the generated nanocarbon 19 A nanocarbon discharge nozzle 20 for supplying the first recovery container 14 is provided. The conical metal substrate 16 is concentric with the heating furnace vessel 15 and has an inclination angle (θ) of 30 ° to 60 °. The conical metal substrate 16 can have the function of a catalyst for producing low-temperature level nanocarbon. For example, when the negative substrate 16 is an iron substrate, the substrate itself can have a catalytic function. The raw material spray nozzle has a function of spraying the metal catalyst powder mixed raw material (organic raw material and catalyst powder) continuously or intermittently into the heating furnace vessel 15. In addition, the code | symbol X in FIG. 2 shows the raw material sprayed. Further, instead of the conical metal substrate 16, a cylindrical metal substrate concentric with the heating furnace vessel 15 may be used in close contact with the heating furnace vessel 15. The conical metal substrate 16 is uniformly heated by the substrate heater 16. The conical metal substrate 16 may be uniformly heated by using a heating source such as a heating jacket instead of the substrate heater 16.

図中の符番31は、内部温度を第1のナノカーボン生成装置11における内部設定温度以上に設定した高温レベルの第2のナノカーボン生成装置を示す。この第2のナノカーボン生成装置31の上流側には、高温レベルナノカーボン生成用触媒粉を投入するための投入ホッパー32が配置されている。この投入ホッパー32には、高温レベルナノカーボン生成用触媒が導入される。投入ホッパー32と第2のナノカーボン生成装置31とは、触媒粉供給配管33により接続されている。第2のナノカーボン生成装置31の下流側には、高温レベルの生成ナノカーボンを回収するための第2の回収容器34が配置されている。   Reference numeral 31 in the figure indicates a second nanocarbon generating device at a high temperature level in which the internal temperature is set to be equal to or higher than the internal set temperature in the first nanocarbon generating device 11. On the upstream side of the second nanocarbon generating device 31, a charging hopper 32 for charging high-temperature level nanocarbon generating catalyst powder is disposed. The charging hopper 32 is introduced with a catalyst for generating high-temperature nanocarbon. The charging hopper 32 and the second nanocarbon generating device 31 are connected by a catalyst powder supply pipe 33. On the downstream side of the second nanocarbon generating device 31, a second recovery container 34 for recovering the high-level generated nanocarbon is disposed.

前記ナノカーボン生成装置31は、図2(B)に示すように、還元雰囲気の縦型方式の加熱炉容器35と、この加熱炉容器35内に配置された円錐状金属基板36と、この円錐状金属基板36の外側に該基板36と接して配置された基板加熱ヒータ(加熱源)37と、触媒粉噴霧ノズル(図示せず)を備えた触媒粉供給ヘッダー38と、生成したナノカーボン39を第1の回収容器34に供給するナノカーボン排出ノズル40を備えている。前記円錐状金属基板36は、加熱炉容器35と同心円状で、前記円錐状金属基板16と同様に30°〜60°の傾斜角度(θ)となっている。円錐状金属基板36には、高温レベルナノカーボン生成用触媒の機能を持たせることが可能であり、例えばその基板36をニッケル板とすることにより基板自体に触媒機能を持たせることができる。基板加熱ヒータ36の代わりに加熱ジャケット等の加熱源を用いて円錐状金属基板36を均一に加熱してもよい。   As shown in FIG. 2B, the nanocarbon generating device 31 includes a vertical heating furnace vessel 35 having a reducing atmosphere, a conical metal substrate 36 disposed in the heating furnace vessel 35, and the cone. A substrate heater (heating source) 37 disposed outside the metal substrate 36 in contact with the substrate 36, a catalyst powder supply header 38 provided with a catalyst powder spray nozzle (not shown), and the generated nanocarbon 39 Is provided with a nanocarbon discharge nozzle 40 for supplying the first recovery container 34 to the first recovery container 34. The conical metal substrate 36 is concentric with the heating furnace vessel 35 and has an inclination angle (θ) of 30 ° to 60 °, similar to the conical metal substrate 16. The conical metal substrate 36 can have the function of a catalyst for producing high-temperature level nanocarbon. For example, the substrate 36 can be made of a nickel plate to have a catalytic function. The conical metal substrate 36 may be uniformly heated using a heating source such as a heating jacket instead of the substrate heater 36.

原料粉噴霧ノズルは、加熱炉容器35内に生成用触媒を連続的又は間欠的に噴霧する機能を有する。なお、図2(B)中の符号Yは噴霧される生成用触媒を示す。また、円錐状金属基板36の代わりに、加熱炉容器35と同心円状で円筒状の金属基板を加熱炉容器35に密着させて使用してもよい。前記円錐状金属基板36は、加熱源40により均一に加熱される。図1中の符番41は、加熱炉容器35の底部に接続された余剰炭化水素供給配管を示す。第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31とは、第1のナノカーボン生成装置11で発生した未反応炭化水素を第2のナノカーボン生成装置31に供給するための未反応炭化水素供給配管42より接続されている。この供給配管42の先端には、加熱炉容器35内に未反応炭化水素を連続的又は間欠的に注入するための未反応炭化水素噴霧ノズル(図示せず)を備えている。   The raw material powder spray nozzle has a function of spraying the production catalyst continuously or intermittently in the heating furnace vessel 35. In addition, the code | symbol Y in FIG. 2 (B) shows the production | generation catalyst sprayed. Further, instead of the conical metal substrate 36, a cylindrical metal substrate concentric with the heating furnace vessel 35 may be used in close contact with the heating furnace vessel 35. The conical metal substrate 36 is uniformly heated by a heating source 40. Reference numeral 41 in FIG. 1 indicates an excess hydrocarbon supply pipe connected to the bottom of the heating furnace vessel 35. The first nanocarbon generating device 11 and the second nanocarbon generating device 31 are not yet supplied for supplying unreacted hydrocarbons generated in the first nanocarbon generating device 11 to the second nanocarbon generating device 31. The reaction hydrocarbon supply pipe 42 is connected. An unreacted hydrocarbon spray nozzle (not shown) for injecting unreacted hydrocarbons into the heating furnace vessel 35 continuously or intermittently is provided at the tip of the supply pipe 42.

図1のナノカーボン生成システムでは、まず炭化水素成分を有する有機物原料を原料投入ホッパー12に投入して一時貯留した後、その原料を定量的に原料供給配管13を経由して第1のナノカーボン生成装置11に供給する。
低温レベルナノカーボン生成用触媒粉としては微量の金属触媒粉を用い、これを有機物原料と混合して金属触媒粉混合原料とする。この金属触媒粉混合原料は、原料供給配管13を経て混合原料噴霧ノズルから第1のナノカーボン生成装置11の加熱炉容器15内に噴霧する。これにより、円錐状金属基板16は常時金属触媒の機能を保持する必要をなくすこともできる。
In the nanocarbon generation system of FIG. 1, first, an organic raw material having a hydrocarbon component is put into a raw material charging hopper 12 and temporarily stored, and then the raw material is quantitatively passed through a raw material supply pipe 13 to the first nanocarbon. It supplies to the production | generation apparatus 11.
As a catalyst powder for producing low-temperature level nanocarbon, a small amount of metal catalyst powder is used, and this is mixed with an organic material to obtain a metal catalyst powder mixed material. This metal catalyst powder mixed raw material is sprayed from the mixed raw material spray nozzle into the heating furnace container 15 of the first nanocarbon generator 11 through the raw material supply pipe 13. Thereby, the conical metal substrate 16 can eliminate the necessity of always maintaining the function of the metal catalyst.

この金属触媒粉の混合した金属触媒粉混合原料中に混合する金属触媒粉は、ナノカーボン生成の核としての機能を持たせるために微量混合すればよく、炭化水素成分を有する有機物原料に比べて十分に微量なレベルである。炭化水素成分を有する有機物原料との混合に際しては、炭化水素成分を有する有機物原料が液体である場合、例えば炭化水素液中に微量の金属触媒粉を注入し、攪拌、混合させることで、炭化水素等の原料中に注入した金属触媒粉が十分に均一に拡散されて混合させる。   The metal catalyst powder mixed in the metal catalyst powder mixed raw material mixed with the metal catalyst powder may be mixed in a small amount to have a function as a core of nanocarbon generation, compared with an organic raw material having a hydrocarbon component. The level is sufficiently small. When mixing with an organic raw material having a hydrocarbon component, if the organic raw material having a hydrocarbon component is a liquid, for example, a small amount of metal catalyst powder is injected into the hydrocarbon liquid, and the mixture is stirred and mixed. The metal catalyst powder injected into the raw material is sufficiently uniformly diffused and mixed.

炭化水素等の原料中に混合する金属触媒粉の量としては、炭化水素成分を有する有機物原料に対する低温レベルナノカーボン生成用金属触媒粉の比率が、1/10万〜1/1000万程度の微小レベルで十分である。特に、炭化水素等の原料が液体の場合、炭化水素等の原料の容器に微小レベルの金属触媒粉を添加し均一攪拌する程度で十分である。なお、金属触媒粉の添加量が多いと、ナノカーボンの生成量は高まるが、生成ナノカーボン中に金属触媒粉が含まれ、局所的に純度が低くなるという問題がある。この為、金属触媒粉の添加比率は極力下げて、金属触媒粉が殆ど含まれていない純度の高いナノカーボンが生成するよう、炭化水素成分を有する有機物原料の種類と添加する金属触媒粉の種類の組合せにより、その組合せ条件での最適な金属触媒粉添加比率を見極めることが重要とある。   The amount of the metal catalyst powder to be mixed in the raw material such as hydrocarbon is such that the ratio of the metal catalyst powder for low temperature level nanocarbon generation to the organic material raw material having a hydrocarbon component is about 1 / 100,000 to 1/1000 million. Level is enough. In particular, when the raw material such as hydrocarbon is liquid, it is sufficient to add a minute level of metal catalyst powder to a container of the raw material such as hydrocarbon and uniformly agitate it. In addition, when there is much addition amount of a metal catalyst powder, the production amount of nanocarbon will increase, but there exists a problem that metal catalyst powder is contained in production | generation nanocarbon, and purity falls locally. For this reason, the addition ratio of the metal catalyst powder is lowered as much as possible, and the type of organic raw material having hydrocarbon components and the type of metal catalyst powder to be added so that highly pure nanocarbon containing almost no metal catalyst powder is generated. Therefore, it is important to determine the optimum metal catalyst powder addition ratio under the combination conditions.

これにより、前記加熱炉容器15の容器材料は、金属基板自体が低温レベルナノカーボン生成用触媒としての機能を有しなくても、耐熱性を有し且つある程度表面が滑らかで熱変形しない材質でありさえすれば問題なく、金属触媒粉混合原料を供給するのみで、安定的にナノカーボンを生成することができる。   As a result, the container material of the heating furnace container 15 is made of a material that has heat resistance, has a smooth surface to some extent, and does not thermally deform even if the metal substrate itself does not have a function as a catalyst for generating low-temperature level nanocarbon. As long as it is present, nanocarbon can be stably generated by supplying the metal catalyst powder mixed raw material.

上記のように、第1のナノカーボン生成装置11では安定的にナノカーボンが生成できるものの、ナノカーボン生成に関わる原料中の炭化水素分は全体の炭化水素分の一部であり、未反応炭化水素の割合が高く、未反応炭化水素は第1のナノカーボン生成装置11の下流側から排出される。例えば、原料としてエタノール液体中に微量の金属触媒粉を混合して第1のナノカーボン生成装置11内の金属基板自体の温度を500℃レベルに設定すると、純度の高い良質なナノカーボンが生成できる。しかし、投入するエタノール液体が気化して投入する炭化水素に対してナノカーボン生成に寄与する炭化水素比率は約2割であり、残りの約8割の炭化水素は未反応なまま、第1のナノカーボン生成装置11から排出されてしまう。この未反応炭化水素は既に温度600℃レベルの雰囲気で炭化水素自体の熱分解が進行し、メタン、水素等の成分が多くなる。その結果、金属基板自体の設定温度600℃レベルの第1のナノカーボン生成装置11ではこれ以上反応しないものの、金属基板自体の設定温度を更に高めた雰囲気においてはナノカーボンを生成することができる。   As described above, although the first nanocarbon generating device 11 can stably generate nanocarbon, the hydrocarbon content in the raw material involved in nanocarbon generation is a part of the entire hydrocarbon content, and unreacted carbonization. The proportion of hydrogen is high, and unreacted hydrocarbons are discharged from the downstream side of the first nanocarbon generator 11. For example, when a trace amount of metal catalyst powder is mixed in an ethanol liquid as a raw material and the temperature of the metal substrate itself in the first nanocarbon generator 11 is set to a level of 500 ° C., high-quality nanocarbon with high purity can be generated. . However, the ratio of hydrocarbons contributing to nanocarbon generation is approximately 20% of the hydrocarbons injected after the ethanol liquid to be injected is vaporized, and the remaining approximately 80% of the hydrocarbons remain unreacted. It will be discharged from the nanocarbon generator 11. This unreacted hydrocarbon has already undergone thermal decomposition in an atmosphere at a temperature of 600 ° C., and the components such as methane and hydrogen increase. As a result, although the first nanocarbon generating apparatus 11 having a set temperature of the metal substrate itself of 600 ° C. does not react any more, nanocarbon can be generated in an atmosphere in which the set temperature of the metal substrate itself is further increased.

即ち、これらのガス成分は温度600℃レベルの第1のナノカーボン生成装置11内ではナノカーボンは生成しない。しかし、温度900℃レベルの第2のナノカーボン生成装置31内ではナノカーボンは生成する。従って、前記加熱炉容器15内に低温レベルナノカーボン生成領域と高温レベルナノカーボン生成領域を設置することで、低温レベル領域と高温レベル領域のナノカーボンを夫々生成することも可能である。しかし、低温レベル領域から高温レベル領域に昇温する温度変動領域ではナノカーボンは生成せず、煤が生成してしまい、生成ナノカーボンの純度が低下してしまうという問題がある。   That is, these gas components do not generate nanocarbon in the first nanocarbon generating device 11 at a temperature of 600 ° C. However, nanocarbon is generated in the second nanocarbon generating device 31 at a temperature of 900 ° C. Therefore, by installing the low temperature level nanocarbon generation region and the high temperature level nanocarbon generation region in the heating furnace vessel 15, it is also possible to generate nanocarbons in the low temperature level region and the high temperature level region, respectively. However, there is a problem that nanocarbon is not generated in the temperature fluctuation region where the temperature is raised from the low temperature level region to the high temperature level region, soot is generated, and the purity of the generated nanocarbon is lowered.

第1の実施形態では、第1のナノカーボン生成装置11から排出される未反応炭化水素を第2のナノカーボン生成装置31に未反応炭化水素供給配管42を経由してそのまま供給し、ここで更にナノカーボンを生成するようにしている。これにより、ナノカーボン生成を低温レベルでのナノカーボン生成、高温レベルでのナノカーボン生成の2段階で行い、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素を第2のナノカーボン生成装置31に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することができる。   In the first embodiment, unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generation device 11 are supplied to the second nanocarbon generation device 31 as they are via the unreacted hydrocarbon supply pipe 42, where Furthermore, nanocarbon is generated. As a result, nanocarbon generation is performed in two stages: nanocarbon generation at a low temperature level and nanocarbon generation at a high temperature level, and unreacted hydrocarbons discharged by the first nanocarbon generation device 11 are converted into the second nanocarbon. By putting it in the generating device 31, it is possible to recover both nanocarbon generated at a low temperature level and nanocarbon generated at a high temperature level.

第2のナノカーボン生成装置31には、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素をそのまま導入するだけでなく、第2のナノカーボン生成装置31までの未反応炭化水素供給配管42、或いは導入部で再加熱し、第2のナノカーボン生成装置31内部温度まで高めるようにすると更に効率的である。また、第2のナノカーボン生成装置31内でのナノカーボン生成反応温度は高く、第1のナノカーボン生成装置11内雰囲気での反応に最適な触媒とは異なる触媒を使用することで、ナノカーボン生成効率を高めることができる。従って、第2のナノカーボン生成装置31に導入する未反応炭化水素に最適な触媒を微量混同投入することで、第2のナノカーボン生成装置31内でのナノカーボン生成効率を高めることができる。   Not only the unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generating device 11 are introduced as they are into the second nanocarbon generating device 31 but also the unreacted hydrocarbon supply to the second nanocarbon generating device 31. It is more efficient to reheat at the piping 42 or the introduction part to increase the temperature inside the second nanocarbon generating device 31. In addition, the nanocarbon generation reaction temperature in the second nanocarbon generation device 31 is high, and by using a catalyst that is different from the optimum catalyst for the reaction in the atmosphere in the first nanocarbon generation device 11, the nanocarbon is generated. Generation efficiency can be increased. Therefore, the nanocarbon generation efficiency in the second nanocarbon generation device 31 can be increased by introducing a small amount of the optimum catalyst for the unreacted hydrocarbon introduced into the second nanocarbon generation device 31.

前記未反応炭化水素供給配管43に接続する未反応炭化水素噴霧ノズルから金属触媒粉の混合した金属触媒粉混合未反応炭化水素を注入するようにし、注入する未反応炭化水素中には微量の金属触媒粉を混合することにより、金属基板は常時金属触媒の機能を保持する必要をなくすこともできる。この金属触媒粉の混合した金属触媒粉混合原料中に混合する金属触媒粉は、ナノカーボン生成の核としての機能を持たせるために微量混合すればよく、未反応炭化水素に比べて十分に微量なレベルである。従って、未反応炭化水素との混合に際しては、触媒粉投入ホッパー32内で攪拌、混合させることで、未反応炭化水素中に注入した金属触媒粉が十分に均一に拡散されて混合させる。   Metal catalyst powder mixed unreacted hydrocarbon mixed with metal catalyst powder is injected from an unreacted hydrocarbon spray nozzle connected to the unreacted hydrocarbon supply pipe 43, and a trace amount of metal is injected into the injected unreacted hydrocarbon. By mixing the catalyst powder, it is possible to eliminate the need for the metal substrate to always maintain the function of the metal catalyst. The metal catalyst powder mixed in the metal catalyst powder mixed raw material mixed with this metal catalyst powder may be mixed in a minute amount so as to have a function as a core of nanocarbon generation, and is sufficiently small compared with unreacted hydrocarbon. The level. Accordingly, when mixing with the unreacted hydrocarbon, the metal catalyst powder injected into the unreacted hydrocarbon is sufficiently uniformly diffused and mixed by stirring and mixing in the catalyst powder charging hopper 32.

未反応炭化水素中に混合する金属触媒粉の量としては、未反応炭化水素に対する高温レベルナノカーボン生成用金属触媒粉の比率が、1/10万〜1/1000万程度の微小レベルで十分である。なお、金属触媒粉の添加量が多いと、ナノカーボンの生成量は高まるが、生成ナノカーボン中に金属触媒粉が含まれ、局所的に純度が低くなるという問題がある。この為、金属触媒粉の添加比率は極力下げて、金属触媒粉が殆ど含まれていない純度の高いナノカーボンが生成するよう、未反応炭化水素の成分と添加する金属触媒粉の種類の組合せにより、その組合せ条件での最適な金属触媒粉添加比率を見極めることが重要とある。   As the amount of the metal catalyst powder to be mixed in the unreacted hydrocarbon, the ratio of the metal catalyst powder for high temperature level nanocarbon generation to the unreacted hydrocarbon is sufficient at a minute level of about 1 / 100,000 to 1/1000 million. is there. In addition, when there is much addition amount of a metal catalyst powder, the production amount of nanocarbon will increase, but there exists a problem that metal catalyst powder is contained in production | generation nanocarbon, and purity falls locally. For this reason, the addition ratio of the metal catalyst powder is lowered as much as possible, depending on the combination of the components of the unreacted hydrocarbon and the type of metal catalyst powder to be added so that highly pure nanocarbon containing almost no metal catalyst powder is produced. It is important to determine the optimum metal catalyst powder addition ratio under the combination conditions.

これにより、第1のナノカーボン生成装置31の加熱炉容器35の材料は、金属基板自体が高温レベルナノカーボン生成用触媒としての機能を有しなくても、耐熱性を有し且つある程度表面が滑らかで熱変形しない材質でありさえすれば問題なく、金属触媒粉混合原料を供給するのみで、安定的にナノカーボンを生成することができる。   Thereby, even if the metal substrate itself does not have a function as a catalyst for high temperature level nanocarbon generation, the material of the heating furnace container 35 of the first nanocarbon generation device 31 has heat resistance and has a certain surface. As long as the material is smooth and does not thermally deform, there is no problem, and nanocarbon can be stably generated only by supplying the metal catalyst powder mixed raw material.

上記のように、第1のナノカーボン生成装置11から排出された未反応炭化水素を原料として微量の高温レベルナノカーボン生成用金属触媒粉を混合して第2のナノカーボン生成装置31内の金属基板自体の温度を900℃レベルに設定すると純度の高い良質なナノカーボンを生成することができる。   As described above, a small amount of metal catalyst powder for generating high-temperature nanocarbon is mixed using unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 11 as a raw material, and the metal in the second nanocarbon generator 31 is mixed. When the temperature of the substrate itself is set at the 900 ° C. level, high-quality nanocarbon with high purity can be generated.

第1の実施形態のナノカーボン生成システムによれば、ナノカーボン生成を低温レベルでのナノカーボン生成、高温レベルでのナノカーボン生成の2段階で行うことで、ナノカーボン生成温度領域に合わせて段階的にその特性を変えたナノカーボンを回収することができ、また、低温レベルナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素を高温レベルナノカーボン生成装置31に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することができ、効率的にナノカーボンを製造するナノカーボン生成システムを提供することができる。   According to the nanocarbon generation system of the first embodiment, nanocarbon generation is performed in two stages of nanocarbon generation at a low temperature level and nanocarbon generation at a high temperature level, so that the stage can be adjusted in accordance with the nanocarbon generation temperature range. In addition, it is possible to recover nanocarbons whose characteristics have been changed and to generate unreacted hydrocarbons discharged from the low-temperature level nanocarbon generator 11 in the high-temperature level nanocarbon generator 31, thereby generating them at a low temperature level. Therefore, it is possible to provide a nanocarbon generation system that can efficiently recover nanocarbons that are produced at a high temperature level.

なお、第1の実施形態では、原料投入ホッパー内には炭化水素成分を有する有機物原料として液体のエタノールを供給する例を説明したが、これに限らず、気体のメタンガス、エチレンガス、アセチレンガス、バイオマスガス等、液体のバイオエタノール、エタノール、各種炭化水素含有廃液等、固体の木質、草、わら、汚泥等を有機物原料として投入することもできる。   In the first embodiment, an example in which liquid ethanol is supplied as an organic raw material having a hydrocarbon component in the raw material charging hopper has been described. However, the present invention is not limited thereto, and gaseous methane gas, ethylene gas, acetylene gas, Solid wood, grass, straw, sludge, etc., such as biomass gas, liquid bioethanol, ethanol, various hydrocarbon-containing waste liquids, etc., can also be input as organic materials.

また、第1の実施形態では、第1のナノカーボン生成装置、第2のナノカーボン生成装置の基本構造としては、縦型に限らず、例えば横型、斜め設置型にしてもよい。なお、上記実施形態の場合、低温レベル,高温レベル用のナノカーボン生成との2段階としたが、例えば低温レベル,中温レベル及び高温レベル用のナノカーボン生成の3段階等のように、3段階以上の配置構成としてもよい。
更に、第1の実施形態では、第1のナノカーボン生成装置、第2のナノカーボン生成装置からナノカーボンを夫々第1の回収容器、第2の回収容器に排出される際に、空気が各容器内に混入しないように、各容器との間にダブルダンパやロータリーバルブ等を設置したり、不活性ガスを封入するような設計配慮も当然必要である。これにより、炭化水素成分を有する有機物原料を原料投入ホッパーに連続投入しつつ、低温レベル生成ナノカーボン、高温レベル生成ナノカーボンは安定的に回収される。
In the first embodiment, the basic structure of the first nanocarbon generation device and the second nanocarbon generation device is not limited to the vertical type, and may be a horizontal type or an oblique installation type, for example. In the case of the above embodiment, the two stages of nanocarbon generation for the low temperature level and the high temperature level are used. However, there are three stages such as three stages of nanocarbon generation for the low temperature level, the medium temperature level, and the high temperature level. It is good also as the above arrangement structure.
Furthermore, in the first embodiment, when the nanocarbon is discharged from the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator to the first recovery container and the second recovery container, respectively, Of course, design considerations such as installing a double damper or a rotary valve between each container or enclosing an inert gas are also necessary so as not to be mixed into the container. Accordingly, the low temperature level generated nanocarbon and the high temperature level generated nanocarbon are stably recovered while continuously supplying the organic material having a hydrocarbon component to the raw material charging hopper.

(第2の実施形態)
図3は、請求項2の実施形態に対応する説明である。図3は、有機物を原料とするナノカーボン生成において低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンだけでなく、バイオマス等の有機物原料を熱分解する熱分解装置とを具備するナノカーボン生成システムの概略フロー図である。即ち、図3では、熱分解装置で熱分解して発生する熱分解ガスを、熱分解ガス供給配管を経由して第1のナノカーボン生成装置で排出される未反応炭化水素とともに、第2のナノカーボン生成装置に入れるようにしていることを特徴とする。但し、図1,図2と同部材は同符番を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is an explanation corresponding to the embodiment of claim 2. FIG. 3 shows a nanocarbon produced at a low temperature level in the production of nanocarbon using organic matter as a raw material, a nanocarbon having a pyrolysis apparatus for thermally decomposing an organic raw material such as biomass as well as a nanocarbon produced at a high temperature level. It is a schematic flowchart of a production | generation system. That is, in FIG. 3, the pyrolysis gas generated by pyrolysis in the pyrolysis apparatus, together with unreacted hydrocarbons discharged by the first nanocarbon generation apparatus via the pyrolysis gas supply pipe, It is characterized by being placed in a nanocarbon generator. However, the same members as those in FIG. 1 and FIG.

図3中の符番51は、熱分解装置を示す。この熱分解装置51には、該装置51からの熱分解残渣(炭化物)が供給される熱分解残渣回収容器52が接続されている。熱分解装置51には、熱分解ガス供給配管53を介して前記第2のナノカーボン生成装置31に接続されている。熱分解残渣回収容器52には、熱分解残渣供給配管54を介して第2のナノカーボン生成装置31に接続されている。熱分解装置51には、原料供給配管56を介して原料投入ホッパー55が接続されている。この原料投入ホッパー55には、バイオマス等の有機物原料が投入される。   Reference numeral 51 in FIG. 3 indicates a thermal decomposition apparatus. The thermal decomposition apparatus 51 is connected to a thermal decomposition residue collection container 52 to which the thermal decomposition residue (carbide) from the apparatus 51 is supplied. The pyrolysis apparatus 51 is connected to the second nanocarbon generation apparatus 31 through a pyrolysis gas supply pipe 53. The pyrolysis residue collection container 52 is connected to the second nanocarbon generator 31 via a pyrolysis residue supply pipe 54. A raw material charging hopper 55 is connected to the thermal decomposition apparatus 51 via a raw material supply pipe 56. The raw material charging hopper 55 is charged with an organic raw material such as biomass.

第2の実施形態のナノカーボン生成システムは、まず炭化水素成分を有する有機物原料を原料投入ホッパー12に投入して一時貯留した後、その原料を定量的に原料供給配管13を経由して第1のナノカーボン生成装置11に供給する。
第1のナノカーボン生成装置11の構造としては、第1の実施形態に対応する説明と同様に、還元雰囲気の縦型方式の加熱炉容器としている。この加熱炉容器内の構造例、機能等については、第1の実施形態に対応する説明と同様である。また、図1と同様に、第1のナノカーボン生成装置11から排出される未反応炭化水素を第2のナノカーボン生成装置31に未反応炭化水素供給配管42を経由してそのまま供給し、ここで更にナノカーボンを生成するようにしている。これにより、ナノカーボン生成を低温レベルでのナノカーボン生成、高温レベルでのナノカーボン生成の2段階で行い、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素を第2のナノカーボン生成装置31に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することができる。
In the nanocarbon generation system according to the second embodiment, first, an organic material having a hydrocarbon component is introduced into a raw material charging hopper 12 and temporarily stored, and then the raw material is quantitatively passed through a raw material supply pipe 13 to the first. To the nanocarbon generator 11.
The structure of the first nanocarbon generator 11 is a vertical heating furnace vessel in a reducing atmosphere, as in the description corresponding to the first embodiment. The structural example, function, and the like in the heating furnace container are the same as those described in the first embodiment. Similarly to FIG. 1, unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generating device 11 are supplied to the second nanocarbon generating device 31 as they are via the unreacted hydrocarbon supply pipe 42, In addition, nanocarbon is generated. As a result, nanocarbon generation is performed in two stages: nanocarbon generation at a low temperature level and nanocarbon generation at a high temperature level, and unreacted hydrocarbons discharged by the first nanocarbon generation device 11 are converted into the second nanocarbon. By putting it in the generating device 31, it is possible to recover both nanocarbon generated at a low temperature level and nanocarbon generated at a high temperature level.

更に、第2の実施形態においては、炭化水素成分を有する有機物原料を原料投入ホッパー55に投入して一時貯留した後、その原料を定量的に原料供給配管56を経由して熱分解装置51に供給する。熱分解装置51においては、投入された有機物原料が高温で熱分解され、熱分解ガスを発生する。熱分解装置51の構造としてはキルン式として原料を連続投入する方式とするのが好ましいが、他の流動床方式、容器外部加熱方式等とすることでも対応可能できる。熱分解装置51内部設定温度は、処理する有機物原料によるが500〜800℃程度とする。熱分解装置51で発生する熱分解ガスは、熱分解ガス供給配管53を経由して、第2のナノカーボン生成装置31に供給する。特に、固体の木質、草、わら、汚泥等を有機物原料から短時間で簡易的に液体の炭化水素成分が多いバイオエタノール等を生成するのは困難である。   Furthermore, in the second embodiment, an organic raw material having a hydrocarbon component is put into the raw material charging hopper 55 and temporarily stored, and then the raw material is quantitatively supplied to the thermal decomposition apparatus 51 via the raw material supply pipe 56. Supply. In the thermal decomposition apparatus 51, the input organic material is thermally decomposed at a high temperature to generate a thermal decomposition gas. The structure of the thermal decomposition apparatus 51 is preferably a kiln-type method in which raw materials are continuously charged, but other fluidized bed methods, container external heating methods, and the like can also be used. The internal set temperature of the thermal decomposition apparatus 51 depends on the organic material to be processed, but is about 500 to 800 ° C. The pyrolysis gas generated in the pyrolysis apparatus 51 is supplied to the second nanocarbon generation apparatus 31 via the pyrolysis gas supply pipe 53. In particular, it is difficult to easily produce bioethanol or the like containing a large amount of liquid hydrocarbon components in a short time from organic raw materials such as solid wood, grass, straw, and sludge.

また、熱分解装置51にて熱分解したガスを凝縮させると、回収液中に多少のタール分も混入し、これがナノカーボン生成装置内に入るとナノカーボンが生成しないだけでなく、内部閉塞の原因にもなる。しかし、熱分解装置51にて熱分解することにより、短時間で容易にナノカーボン生成に寄与する気体のメタンガス、エタンガス、エチレンガス、一酸化炭素等を生成することができる。これらの熱分解ガス成分は温度600℃レベルの第1のナノカーボン生成装置11ではナノカーボンは生成しないが、温度900℃レベルの第2のナノカーボン生成装置31ではナノカーボンは生成する。なお、有機物原料から熱分解して熱分解ガスにならない成分は、熱分解残渣(炭化物)となり熱分解装置51から排出される。   Further, when the pyrolyzed gas is condensed by the pyrolyzing device 51, some tar content is mixed in the recovered liquid, and when this enters the nanocarbon generating device, not only nanocarbon is generated but also internal clogging occurs. It can also be a cause. However, by thermally decomposing with the thermal decomposition apparatus 51, gaseous methane gas, ethane gas, ethylene gas, carbon monoxide, etc. that contribute to nanocarbon production can be easily produced in a short time. These pyrolysis gas components do not generate nanocarbon in the first nanocarbon generating device 11 at a temperature of 600 ° C., but generate nanocarbon in the second nanocarbon generating device 31 at a temperature of 900 ° C. In addition, components that are pyrolyzed from organic raw materials and do not become pyrolysis gas become pyrolysis residues (carbides) and are discharged from the pyrolysis apparatus 51.

前記第2のナノカーボン生成装置31には、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素だけでなく、熱分解装置51から発生する熱分解ガスも熱分解ガス供給配管53を経由して導入する。これにより、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素だけでなく、熱分解装置51から発生する熱分解ガスを原料としてまとめて同時に高温レベルナノカーボンを生成することができる。   The second nanocarbon generating device 31 includes not only unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generating device 11 but also pyrolysis gas generated from the pyrolysis device 51 through a pyrolysis gas supply pipe 53. Introduce via. Thereby, not only the unreacted hydrocarbon discharged | emitted by the 1st nanocarbon production | generation apparatus 11, but the pyrolysis gas generated from the thermal decomposition apparatus 51 can be put together as a raw material, and a high temperature level nanocarbon can be produced | generated simultaneously.

図3のシステムにおいて、第2のナノカーボン生成装置31までの熱分解ガス供給配管53、未反応炭化水素供給配管42、あるいは導入部で再加熱し、第2のナノカーボン生成装置31の内部温度まで高めるようにすると更に効率的である。また、第2のナノカーボン生成装置31内でのナノカーボン生成反応温度は高く、第1のナノカーボン生成装置11内雰囲気での反応に最適な触媒とは異なる触媒を使用することで、ナノカーボン生成効率を高めることができる。従って、第2のナノカーボン生成装置31に導入する未反応炭化水素に最適な触媒を微量混同投入することで、第2のナノカーボン生成装置31内でのナノカーボン生成効率を高めることができる。   In the system of FIG. 3, the internal temperature of the second nanocarbon generator 31 is reheated by the pyrolysis gas supply pipe 53, the unreacted hydrocarbon supply pipe 42, or the introduction part up to the second nanocarbon generator 31. It is more efficient if it is increased up to. In addition, the nanocarbon generation reaction temperature in the second nanocarbon generation device 31 is high, and by using a catalyst that is different from the optimum catalyst for the reaction in the atmosphere in the first nanocarbon generation device 11, the nanocarbon is generated. Generation efficiency can be increased. Therefore, the nanocarbon generation efficiency in the second nanocarbon generation device 31 can be increased by introducing a small amount of the optimum catalyst for the unreacted hydrocarbon introduced into the second nanocarbon generation device 31.

第2のナノカーボン生成装置31の構造としては、第1の実施形態に対応する説明と同様に、還元雰囲気の縦型方式の加熱炉容器としている。この加熱炉容器内の構造例、機能等については、図1の第1の実施形態に対応する説明と同様である。また、触媒粉投入ホッパー32内には触媒粉のみを供給するだけでなく、未反応炭化水素、熱分解装置51で発生する熱分解ガスも混合供給するようにし、第2のナノカーボン生成装置31の加熱炉容器内に未反応炭化水素、熱分解ガスを供給するだけでなく、金属触媒粉混合原料(未反応炭化水素+熱分解ガス+触媒)を連続的又は間欠的に注入するための金属触媒粉混合未反応炭化水素+熱分解ガス供給配管、金属触媒粉混合未反応炭化水素+熱分解ガス噴霧ノズルを配置し、金属触媒粉混合未反応炭化水素+熱分解ガスを供給できるようにしてもよい。   As the structure of the second nanocarbon generating device 31, as in the description corresponding to the first embodiment, a vertical heating furnace vessel in a reducing atmosphere is used. The structural example, function, and the like in the heating furnace container are the same as those described in the first embodiment of FIG. Further, not only the catalyst powder is supplied into the catalyst powder charging hopper 32 but also the unreacted hydrocarbon and the pyrolysis gas generated in the thermal decomposition apparatus 51 are mixed and supplied, so that the second nanocarbon generation apparatus 31 is supplied. Not only to supply unreacted hydrocarbons and pyrolysis gas into the furnace furnace, but also to continuously or intermittently inject the metal catalyst powder mixed raw material (unreacted hydrocarbon + pyrolysis gas + catalyst) Catalyst powder mixed unreacted hydrocarbon + pyrolysis gas supply pipe, metal catalyst powder mixed unreacted hydrocarbon + pyrolysis gas spray nozzle are arranged so that metal catalyst powder mixed unreacted hydrocarbon + pyrolysis gas can be supplied. Also good.

前記金属触媒粉の混合した金属触媒粉混合原料中に混合する金属触媒粉は、ナノカーボン生成の核としての機能を持たせるために微量混合すればよく、未反応炭化水素+熱分解ガスに比べて十分に微量なレベルである。従って、金属触媒粉は未反応炭化水素+熱分解ガスとの混合に際しては、触媒粉投入ホッパー32内で攪拌、混合させることで、未反応炭化水素+熱分解ガス中に注入した金属触媒粉が十分に均一に拡散されて混合させる。未反応炭化水素+熱分解ガス中に混合する金属触媒粉の量としては、未反応炭化水素+熱分解ガスに対する金属触媒粉の比率が、1/10万〜1/1000万程度の微小レベルで十分である。なお、金属触媒粉の添加量が多いと、ナノカーボンの生成量は高まるが、生成ナノカーボン中に金属触媒粉が含まれ、局所的に純度が低くなるという問題がある。このため、金属触媒粉の添加比率は極力下げて、金属触媒粉が殆ど含まれていない純度の高いナノカーボンが生成するよう、未反応炭化水素+熱分解ガスの成分と添加する金属触媒粉の種類の組合せにより、その組合せ条件での最適な高温レベルナノカーボン生成用金属触媒粉添加比率を見極めることが重要とある。   The metal catalyst powder mixed in the metal catalyst powder mixed raw material mixed with the metal catalyst powder may be mixed in a minute amount in order to have a function as a core of nanocarbon generation, compared with unreacted hydrocarbon + pyrolysis gas. The level is sufficiently small. Therefore, when the metal catalyst powder is mixed with the unreacted hydrocarbon + pyrolysis gas, the metal catalyst powder injected into the unreacted hydrocarbon + pyrolysis gas is mixed by stirring and mixing in the catalyst powder charging hopper 32. Sufficiently evenly diffused and mixed. The amount of the metal catalyst powder mixed in the unreacted hydrocarbon + pyrolysis gas is such that the ratio of the metal catalyst powder to the unreacted hydrocarbon + pyrolysis gas is a minute level of about 1 / 100,000 to 1 / 1000,000. It is enough. In addition, when there is much addition amount of a metal catalyst powder, the production amount of nanocarbon will increase, but there exists a problem that metal catalyst powder is contained in production | generation nanocarbon, and purity falls locally. For this reason, the addition ratio of the metal catalyst powder is lowered as much as possible, and the components of the unreacted hydrocarbon + pyrolysis gas and the added metal catalyst powder are added so that highly pure nanocarbon containing almost no metal catalyst powder is generated. It is important to determine the optimum addition ratio of the metal catalyst powder for generating high-temperature level nanocarbon under the combination conditions depending on the combination of types.

第2の実施形態のナノカーボン生成システムによれば、ナノカーボン生成を低温レベルでのナノカーボン生成、高温レベルでのナノカーボン生成の2段階で行うことで、ナノカーボン生成温度領域に合わせて段階的にその特性を変えたナノカーボンを回収することができる。また、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素だけでなく熱分解装置51で発生する熱分解ガスも第2のナノカーボン生成装置31に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することができ、効率的にナノカーボンを製造するナノカーボン生成システムを提供することができる。   According to the nanocarbon generation system of the second embodiment, the nanocarbon generation is performed in two stages of nanocarbon generation at a low temperature level and nanocarbon generation at a high temperature level, so that it can be performed in accordance with the nanocarbon generation temperature range. It is possible to recover nanocarbons whose characteristics have been changed. Further, not only the unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 11 but also the pyrolysis gas generated in the pyrolyzer 51 is generated at a low temperature level by entering the second nanocarbon generator 31. Both the nanocarbon and the nanocarbon produced at a high temperature level can be recovered, and a nanocarbon production system for efficiently producing nanocarbon can be provided.

なお、第2の実施形態では、原料投入ホッパー12内には炭化水素成分を有する有機物原料として液体のエタノールを供給する例を説明したが、これに限らず、気体のメタンガス、エチレンガス、アセチレンガス、バイオマスガス等、液体のバイオエタノール、エタノール、各種炭化水素含有廃液等、固体の木質、草、わら、汚泥等を有機物原料として投入することもできる。また、原料投入ホッパー55内には固体の木質、草、わら、汚泥等の有機物原料を供給する例を説明したが、これに限らず、液体のバイオエタノール、エタノール、各種炭化水素含有廃液等を第1のナノカーボン生成装置11として投入したり、固体の有機物原料と液体の有機物原料を混合して投入することもできる。   In the second embodiment, the example in which liquid ethanol is supplied into the raw material charging hopper 12 as an organic raw material having a hydrocarbon component has been described. However, the present invention is not limited to this, and gaseous methane gas, ethylene gas, acetylene gas is used. It is also possible to input solid woody material, grass, straw, sludge, etc. as organic raw materials, such as biomass gas, liquid bioethanol, ethanol, various hydrocarbon-containing waste liquids, and the like. Moreover, although the example which supplies organic raw materials, such as solid woody, grass, straw, sludge, etc. was demonstrated in the raw material input hopper 55, not only this but liquid bioethanol, ethanol, various hydrocarbon containing waste liquid etc. The first nanocarbon generator 11 can be charged, or a solid organic material and a liquid organic material can be mixed and charged.

また、第2の実施形態において、第1のナノカーボン生成装置11、第2のナノカーボン生成装置31の基本構造としては、縦型に限らず、例えば横型、斜め設置型にしてもよい。なお、上記実施形態の場合、低温レベル,高温レベル用のナノカーボン生成との2段階としたが、例えば低温レベル,中温レベル及び高温レベル用のナノカーボン生成の3段階等のように、3段階以上の配置構成としてもよい。   In the second embodiment, the basic structure of the first nanocarbon generation device 11 and the second nanocarbon generation device 31 is not limited to the vertical type, and may be a horizontal type or an oblique installation type, for example. In the case of the above embodiment, the two stages of nanocarbon generation for the low temperature level and the high temperature level are used. However, there are three stages such as three stages of nanocarbon generation for the low temperature level, the medium temperature level, and the high temperature level. It is good also as the above arrangement structure.

更に、第1のナノカーボン生成装置11、第2のナノカーボン生成装置31からナノカーボンを夫々第1の回収容器14、第2の回収容器34に排出される際や、原料投入ホッパー11から有機物原料を第1のナノカーボン生成装置11に供給する際、原料投入ホッパー55から有機物原料を熱分解装置51に供給する際等に、空気が各容器内に混入しないように、各容器との間にダブルダンパやローラリーバルブ等を設置したり、不活性ガスを封入するような設計配慮も当然必要である。これにより、炭化水素成分を有する有機物原料を原料投入ホッパー11に連続投入しつつ、低温レベル生成ナノカーボン、高温レベル生成ナノカーボンは安定的に回収される。   Further, when the nanocarbon is discharged from the first nanocarbon generator 11 and the second nanocarbon generator 31 to the first recovery container 14 and the second recovery container 34, respectively, When supplying the raw material to the first nanocarbon generating device 11, when supplying the organic material from the raw material charging hopper 55 to the thermal decomposition device 51, etc. Naturally, design considerations such as installing a double damper, a roller valve, etc., or filling an inert gas are also necessary. Accordingly, the low temperature level generated nanocarbon and the high temperature level generated nanocarbon are stably recovered while continuously supplying the organic material having a hydrocarbon component to the raw material charging hopper 11.

(第3の実施形態)
第3の実施形態は請求項3に対応する。本実施形態についても上述した図3を参照して説明する。本実施形態は、有機物を原料とするナノカーボン生成において低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンだけでなく、バイオマス等の有機物原料を熱分解する熱分解装置とを具備する。図3は、熱分解装置で熱分解して生成した熱分解残渣を、熱分解残渣供給配管を経由して第1のナノカーボン生成装置で排出される未反応炭化水素とともに第2のナノカーボン生成装置に入れるようにしていることを特徴とする。なお、図1,図2と同部材は同符番を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
The third embodiment corresponds to claim 3. This embodiment will also be described with reference to FIG. 3 described above. The present embodiment includes not only nanocarbon generated at a low temperature level in the production of nanocarbon using an organic material as a raw material, but also a pyrolysis apparatus that thermally decomposes an organic material raw material such as biomass. FIG. 3 shows the second nanocarbon generation, together with the unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator via the pyrolysis residue supply pipe through the pyrolysis residue generated by pyrolysis in the pyrolysis apparatus. It is characterized by being placed in the device. The same members as those in FIG. 1 and FIG.

第3の実施形態のナノカーボン生成システムでは、まず炭化水素成分を有する有機物原料を原料投入ホッパー12に投入して一時貯留した後、その原料を定量的に原料供給配管13を経由して第2のナノカーボン生成装置31に供給する。
第1のナノカーボン生成装置11の構造としては、図1,2の第1の実施形態に対応する説明と同様に、還元雰囲気の縦型方式の加熱炉容器としている。第1のナノカーボン生成装置11の構造例、機能等については、第1の実施形態に対応する説明と同様である。また、図1と同様に、第1のナノカーボン生成装置11から排出される未反応炭化水素を、第2のナノカーボン生成装置31に未反応炭化水素供給配管42を経由してそのまま供給し、ここで更にナノカーボンを生成するようにしている。これにより、ナノカーボン生成を低温レベルでのナノカーボン生成、高温レベルでのナノカーボン生成の2段階で行い、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素を第2のナノカーボン生成装置31に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することができる。
In the nanocarbon generation system according to the third embodiment, first, an organic material having a hydrocarbon component is introduced into a raw material charging hopper 12 and temporarily stored, and then the raw material is quantitatively passed through a raw material supply pipe 13 to the second. To the nanocarbon generator 31.
The structure of the first nanocarbon generator 11 is a vertical heating furnace vessel in a reducing atmosphere, similar to the description corresponding to the first embodiment of FIGS. The structural example, function, and the like of the first nanocarbon generating device 11 are the same as the description corresponding to the first embodiment. In addition, as in FIG. 1, unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 11 are supplied to the second nanocarbon generator 31 as they are via the unreacted hydrocarbon supply pipe 42, Here, nanocarbon is further generated. As a result, nanocarbon generation is performed in two stages: nanocarbon generation at a low temperature level and nanocarbon generation at a high temperature level, and unreacted hydrocarbons discharged by the first nanocarbon generation device 11 are converted into the second nanocarbon. By putting it in the generating device 31, it is possible to recover both nanocarbon generated at a low temperature level and nanocarbon generated at a high temperature level.

更に、第3の実施形態においては、炭化水素成分を有する有機物原料を原料投入ホッパー55に投入して一時貯留した後、その原料を定量的に原料供給配管56を経由して熱分解装置51に供給する。熱分解装置51においては、投入された有機物原料が高温で熱分解され熱分解ガスとともに熱分解残渣(炭化物)を発生する。熱分解装置51の構造としてはキルン式として原料を連続投入する方式とするのが好ましいが、他の流動床方式、容器外部加熱方式等とすることでも対応可能できる。熱分解装置51内部の設定温度は、処理する有機物原料によるが500〜800℃程度とする。そして、発生する熱分解ガスとともに熱分解残渣(炭化物)を熱分解残渣回収容器52に貯留した後、熱分解残渣供給配管54を経由して、第2のナノカーボン生成装置31に供給する。特に、固体の木質、草、わら、汚泥等を有機物原料から短時間で簡易的に液体の炭化水素成分が多いバイオエタノール等を生成するのは困難である。   Furthermore, in the third embodiment, after an organic material having a hydrocarbon component is introduced into the raw material charging hopper 55 and temporarily stored, the raw material is quantitatively supplied to the thermal decomposition apparatus 51 via the raw material supply pipe 56. Supply. In the thermal decomposition apparatus 51, the input organic material is thermally decomposed at a high temperature to generate a thermal decomposition residue (carbide) together with the thermal decomposition gas. The structure of the thermal decomposition apparatus 51 is preferably a kiln-type method in which raw materials are continuously charged, but other fluidized bed methods, container external heating methods, and the like can also be used. The set temperature inside the thermal decomposition apparatus 51 is about 500 to 800 ° C., although it depends on the organic material to be processed. Then, the pyrolysis residue (carbide) is stored in the pyrolysis residue collection container 52 together with the generated pyrolysis gas, and then supplied to the second nanocarbon generator 31 via the pyrolysis residue supply pipe 54. In particular, it is difficult to easily produce bioethanol or the like containing a large amount of liquid hydrocarbon components in a short time from organic raw materials such as solid wood, grass, straw, and sludge.

また、熱分解装置51にて熱分解したガスを凝縮させると、回収液中に多少のタール分も混入し、これがナノカーボン生成装置内に入るとナノカーボンが生成しないだけでなく、内部閉塞の原因にもなる。しかし、熱分解装置51にて熱分解することにより、短時間で容易にナノカーボン生成に寄与する固体の炭素を生成することができる。この炭素から温度600℃レベルの第1のナノカーボン生成装置11ではナノカーボンは生成しないが、温度900℃レベルの第2のナノカーボン生成装置31ではナノカーボンは生成する。   Further, when the pyrolyzed gas is condensed by the pyrolyzing device 51, some tar content is mixed in the recovered liquid, and when this enters the nanocarbon generating device, not only nanocarbon is generated but also internal clogging occurs. It can also be a cause. However, it is possible to easily generate solid carbon that contributes to nanocarbon generation in a short time by performing thermal decomposition in the thermal decomposition apparatus 51. From the carbon, the first nanocarbon generating device 11 having a temperature of 600 ° C. does not generate nanocarbon, but the second nanocarbon generating device 31 having a temperature of 900 ° C. generates nanocarbon.

なお、有機物原料から熱分解して発生する熱分解ガスも、熱分解残渣(炭化物)とともに第2のナノカーボン生成装置31に供給することにより、ナノカーボンの生成効率を高めることができる。
これにより、第2のナノカーボン生成装置31には、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素だけでなく、熱分解装置51から発生する熱分解残渣(炭化物)も導入することになる。従って、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素と熱分解装置51から発生する熱分解残渣(炭化物)からまとめて同時に高温レベルナノカーボンを生成することができる。
Note that the pyrolysis gas generated by pyrolysis from the organic material raw material is also supplied to the second nanocarbon generator 31 together with the pyrolysis residue (carbide), whereby the nanocarbon production efficiency can be increased.
As a result, not only unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 11 but also pyrolysis residues (carbides) generated from the pyrolyzer 51 are introduced into the second nanocarbon generator 31. It will be. Therefore, it is possible to simultaneously generate high-temperature level nanocarbon from the unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generating device 11 and the thermal decomposition residue (carbide) generated from the thermal decomposition device 51 at the same time.

また、第2のナノカーボン生成装置31までの熱分解ガス供給配管53、未反応炭化水素供給配管42、あるいは導入部で再加熱し、第2のナノカーボン生成装置31内部温度まで高めるようにすると更に効率的である。また、第2のナノカーボン生成装置31内でのナノカーボン生成反応温度は高く、第1のナノカーボン生成装置11内雰囲気での反応に最適な触媒とは異なる触媒を使用することで、ナノカーボン生成効率を高めることができる。従って、第2のナノカーボン生成装置31に導入する未反応炭化水素に最適な触媒を微量混同投入することで、第2のナノカーボン生成装置31内でのナノカーボン生成効率を高めることができる。   Further, when reheated in the pyrolysis gas supply pipe 53, the unreacted hydrocarbon supply pipe 42 or the introduction part up to the second nanocarbon generation apparatus 31, the temperature is increased to the internal temperature of the second nanocarbon generation apparatus 31. It is more efficient. In addition, the nanocarbon generation reaction temperature in the second nanocarbon generation device 31 is high, and by using a catalyst that is different from the optimum catalyst for the reaction in the atmosphere in the first nanocarbon generation device 11, the nanocarbon is generated. Generation efficiency can be increased. Therefore, the nanocarbon generation efficiency in the second nanocarbon generation device 31 can be increased by introducing a small amount of the optimum catalyst for the unreacted hydrocarbon introduced into the second nanocarbon generation device 31.

第2のナノカーボン生成装置31の構造としては、図1,2の第1の実施形態に対応する説明と同様に、還元雰囲気の縦型方式の加熱炉容器としている。第2のナノカーボン生成装置31内の構造例、機能等については、第1の実施形態に対応する説明と同様である。   The structure of the second nanocarbon generating device 31 is a vertical heating furnace vessel in a reducing atmosphere, as in the description corresponding to the first embodiment of FIGS. The structural example, function, and the like in the second nanocarbon generating device 31 are the same as the description corresponding to the first embodiment.

なお、触媒粉投入ホッパー32内には触媒粉のみを供給するだけでなく、未反応炭化水素、熱分解装置51で発生する熱分解残渣(炭化物)も混合供給するようにし、第2のナノカーボン生成装置31に加熱炉容器35内に未反応炭化水素、熱分解残渣を供給するだけでなく、金属触媒粉混合原料(未反応炭化水素+熱分解残渣+触媒)を連続的又は間欠的に注入するための金属触媒粉混合未反応炭化水素+熱分解残渣供給配管、金属触媒粉混合未反応炭化水素+熱分解残渣噴霧ノズルを配置し、金属触媒粉混合未反応炭化水素+熱分解残渣を供給できるようにしてもよい。   Not only the catalyst powder is supplied into the catalyst powder charging hopper 32 but also the unreacted hydrocarbon and the thermal decomposition residue (carbide) generated in the thermal decomposition apparatus 51 are mixed and supplied to the second nanocarbon. In addition to supplying unreacted hydrocarbons and pyrolysis residues into the heating furnace vessel 35, the raw material mixed with metal catalyst powder (unreacted hydrocarbons + pyrolysis residues + catalyst) is continuously or intermittently injected into the generator 31. Metal catalyst powder mixed unreacted hydrocarbon + pyrolysis residue supply piping, metal catalyst powder mixed unreacted hydrocarbon + pyrolysis residue spray nozzle are arranged, and metal catalyst powder mixed unreacted hydrocarbon + pyrolysis residue supply nozzle You may be able to do it.

前記金属触媒粉の混合した金属触媒粉混合原料中に混合する金属触媒粉はナノカーボン生成の核としての機能を持たせるために微量混合すればよく、未反応炭化水素+熱分解残渣に比べて十分に微量なレベルである。従って、未反応炭化水素+熱分解残渣との混合に際しては、触媒粉投入ホッパー32内で攪拌、混合させることで、未反応炭化水素+熱分解残渣中に注入した金属触媒粉が十分に均一に拡散されて混合させる。未反応炭化水素+熱分解残渣中に混合する金属触媒粉の量としては、未反応炭化水素+熱分解残渣に対する金属触媒粉の比率が、1/10万〜1/1000万程度の微小レベルで十分である。尚、金属触媒粉の添加量が多いと、ナノカーボンの生成量は高まるが、生成ナノカーボン中に金属触媒粉が含まれ、局所的に純度が低くなるという問題がある。この為、金属触媒粉の添加比率は極力下げて、金属触媒粉が殆ど含まれていない純度の高いナノカーボンが生成するよう、未反応炭化水素+熱分解残渣(炭化物)の成分と添加する金属触媒粉の種類の組合せにより、その組合せ条件での最適な高温レベルナノカーボン生成用金属触媒粉添加比率を見極めることが重要とある。   The metal catalyst powder mixed in the metal catalyst powder mixed raw material mixed with the metal catalyst powder may be mixed in a minute amount in order to have a function as a core of nanocarbon generation, compared with unreacted hydrocarbon + pyrolysis residue. The level is sufficiently small. Therefore, when mixing with unreacted hydrocarbon + pyrolysis residue, stirring and mixing in the catalyst powder charging hopper 32 makes the metal catalyst powder injected into the unreacted hydrocarbon + pyrolysis residue sufficiently uniform. Spread and mix. The amount of the metal catalyst powder mixed in the unreacted hydrocarbon + pyrolysis residue is such that the ratio of the metal catalyst powder to the unreacted hydrocarbon + pyrolysis residue is a minute level of about 1 / 100,000 to 1/1000 million. It is enough. In addition, when there is much addition amount of a metal catalyst powder, the production amount of nanocarbon will increase, but there exists a problem that metal catalyst powder is contained in produced | generated nanocarbon and purity falls locally. For this reason, the addition ratio of the metal catalyst powder is lowered as much as possible, and the metal added with the components of the unreacted hydrocarbon + pyrolysis residue (carbide) so as to produce highly pure nanocarbon containing almost no metal catalyst powder. It is important to determine the optimum addition ratio of the metal catalyst powder for producing high-temperature level nanocarbon under the combination conditions depending on the combination of the kinds of catalyst powder.

第3の実施形態のナノカーボン生成システムによれば、ナノカーボン生成を低温レベルでのナノカーボン生成、高温レベルでのナノカーボン生成の2段階で行うことで、ナノカーボン生成温度領域に合わせて段階的にその特性を変えたナノカーボンを回収することができる。また、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素だけでなく、熱分解装置51で発生する熱分解残渣も第2のナノカーボン生成装置31に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することができ、効率的にナノカーボンを製造するナノカーボン生成システムを提供することができる。   According to the nanocarbon generation system of the third embodiment, nanocarbon generation is performed in two stages of nanocarbon generation at a low temperature level and nanocarbon generation at a high temperature level, so that the stage can be adjusted in accordance with the nanocarbon generation temperature range. It is possible to recover nanocarbons whose characteristics have been changed. Further, not only unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 11 but also pyrolysis residues generated in the pyrolyzer 51 are generated at a low temperature level by entering the second nanocarbon generator 31. Therefore, it is possible to provide a nanocarbon generation system that can efficiently recover nanocarbons that are produced at a high temperature level.

勿論、図3に示すように、第2のナノカーボン生成装置31内に第1のナノカーボン生成装置31から排出された未反応炭化水素と熱分解装置51から発生する熱分解ガスと熱分解装置51で発生する熱分解残渣をまとめて投入することで、より多くの高温レベルでのナノカーボンを生成することができる。   Of course, as shown in FIG. 3, the unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 31 in the second nanocarbon generator 31, the pyrolysis gas generated from the pyrolyzer 51, and the pyrolyzer By adding all the pyrolysis residues generated in 51, nanocarbons at a higher temperature level can be generated.

なお、第3の実施形態では、原料投入ホッパー11内には炭化水素成分を有する有機物原料として液体のエタノールを供給する例を説明したが、これに限らず、気体のメタンガス、エチレンガス、アセチレンガス、バイオマスガス等、液体のバイオエタノール、エタノール、各種炭化水素含有廃液等、固体の木質、草、わら、汚泥等を有機物原料として投入することもできる。   In the third embodiment, an example in which liquid ethanol is supplied as an organic material having a hydrocarbon component in the raw material charging hopper 11 is described. However, the present invention is not limited to this, and gaseous methane gas, ethylene gas, acetylene gas is used. It is also possible to input solid woody material, grass, straw, sludge, etc. as organic raw materials, such as biomass gas, liquid bioethanol, ethanol, various hydrocarbon-containing waste liquids, and the like.

また、第3の実施形態では、第1のナノカーボン生成装置11、第2のナノカーボン生成装置31の基本構造としては、縦型に限らず、例えば横型、斜め設置型にしてもよい。なお、上記実施形態の場合、低温レベル,高温レベル用のナノカーボン生成との2段階としたが、例えば低温レベル,中温レベル及び高温レベル用のナノカーボン生成の3段階等のように、3段階以上の配置構成としてもよい。   In the third embodiment, the basic structure of the first nanocarbon generation device 11 and the second nanocarbon generation device 31 is not limited to the vertical type, and may be, for example, a horizontal type or an oblique installation type. In the case of the above embodiment, the two stages of nanocarbon generation for the low temperature level and the high temperature level are used. However, there are three stages such as three stages of nanocarbon generation for the low temperature level, the medium temperature level, and the high temperature level. It is good also as the above arrangement structure.

更に、第1のナノカーボン生成装置11、第2のナノカーボン生成装置31からナノカーボンを第1の回収容器14、第2の回収容器34に排出される際や、原料投入ホッパー12から有機物原料を第1のナノカーボン生成装置11に供給する際、原料投入ホッパー55から有機物原料を熱分解装置51に供給する際、熱分解残渣回収容器52から熱分解残渣を第2のナノカーボン生成装置31に供給する際、原料投入ホッパー55から有機物原料を熱分解装置51に供給する際等に、空気が各容器内に混入しないように、各容器との間にダブルダンパやロータリーバルブ等を設置したり、不活性ガスを封入するような設計配慮も当然必要である。これにより、炭化水素成分を有する有機物原料を原料投入ホッパー12に連続投入しつつ、低温レベル生成ナノカーボン、高温レベル生成ナノカーボンは安定的に回収される。   Further, when the nanocarbon is discharged from the first nanocarbon generator 11 and the second nanocarbon generator 31 to the first recovery container 14 and the second recovery container 34, or when the organic material is supplied from the raw material charging hopper 12. When the organic material is supplied from the raw material charging hopper 55 to the thermal decomposition device 51 when supplying the thermal decomposition residue to the first nanocarbon generation device 11, the thermal decomposition residue is supplied from the thermal decomposition residue collection container 52 to the second nanocarbon generation device 31. When supplying the organic material from the raw material charging hopper 55 to the thermal decomposition apparatus 51, a double damper, a rotary valve or the like is installed between each container so that air is not mixed into each container. Naturally, design considerations such as enclosing inert gas are also necessary. Accordingly, the low temperature level generated nanocarbon and the high temperature level generated nanocarbon are stably recovered while continuously supplying the organic material having a hydrocarbon component to the raw material charging hopper 12.

(第4の実施形態)
第4の実施形態のナノカーボン生成システムについて図3を参照して説明する。本システムは、有機物を原料とするナノカーボン生成において低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンだけでなく、バイオマス等の有機物原料を熱分解する熱分解装置とを具備することを特徴とする。具体的には、熱分解装置で熱分解して生成した熱分解ガスと熱分解残渣(炭化物)を、第1のナノカーボン生成装置で排出される未反応炭化水素とともに第2のナノカーボン生成装置に入れるようにしているおり、第1のナノカーボン生成装置でのナノカーボン生成装置内部設定温度を500〜800℃、第2のナノカーボン生成装置でのナノカーボン生成装置内部設定温度を800〜1200℃とすることを特徴とする。
(Fourth embodiment)
A nanocarbon generation system according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. This system is equipped with a pyrolysis device that pyrolyzes organic materials such as biomass as well as nanocarbons generated at low temperatures in the production of nanocarbons using organic materials as raw materials, and nanocarbons generated at high temperatures. Features. Specifically, the second nanocarbon generation device generates pyrolysis gas and pyrolysis residue (carbide) generated by thermal decomposition in the pyrolysis device together with unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generation device. In the first nanocarbon generator, the nanocarbon generator internal set temperature is 500 to 800 ° C., and in the second nanocarbon generator, the nanocarbon generator internal set temperature is 800 to 1200. It is characterized by being ℃.

これまでの説明のように、第1のナノカーボン生成装置11では、特にエタノール等の炭化水素を原料とする場合、安定的に良質のナノカーボンが生成できる。しかし、ナノカーボン生成に関わる原料中の炭化水素分は全体の炭化水素分の一部であり、未反応炭化水素の割合が高く、未反応炭化水素は第1のナノカーボン生成装置11の下流側から排出される。例えば、原料としてエタノール液体中に微量の金属触媒粉を混合して第1のナノカーボン生成装置11内の金属基板自体の温度を600℃レベルに設定すると、純度の高い良質なナノカーボンが生成できる。   As described so far, in the first nanocarbon generator 11, particularly when hydrocarbons such as ethanol are used as raw materials, high-quality nanocarbon can be stably generated. However, the hydrocarbon content in the raw material related to nanocarbon generation is a part of the entire hydrocarbon content, and the ratio of unreacted hydrocarbon is high, and the unreacted hydrocarbon is downstream of the first nanocarbon generation device 11. Discharged from. For example, by mixing a trace amount of metal catalyst powder in ethanol liquid as a raw material and setting the temperature of the metal substrate itself in the first nanocarbon generator 11 to a level of 600 ° C., high-quality nanocarbon with high purity can be generated. .

しかし、投入するエタノール液体が気化して投入する炭化水素に対してナノカーボン生成に寄与する炭化水素比率は約2割であり、残りの約8割の炭化水素は未反応なまま、第1のナノカーボン生成装置11から排出されてしまう。この未反応炭化水素は既に温度600℃レベルの雰囲気で炭化水素自体の熱分解が進行し、メタン、水素等の成分が多くなり、金属基板自体の設定温度600℃レベルの第1のナノカーボン生成装置11ではこれ以上反応しないものの、金属基板自体の設定温度を更に高めた温度900℃レベルの第2のナノカーボン生成装置31においてはナノカーボンを生成することができる。   However, the ratio of hydrocarbons contributing to nanocarbon generation is approximately 20% of the hydrocarbons injected after the ethanol liquid to be injected is vaporized, and the remaining approximately 80% of the hydrocarbons remain unreacted. It will be discharged from the nanocarbon generator 11. This unreacted hydrocarbon has already undergone thermal decomposition in an atmosphere at a temperature of 600 ° C., and components such as methane and hydrogen are increased, and the first nanocarbon is generated at a set temperature of 600 ° C. of the metal substrate itself. Although the apparatus 11 does not react any more, nanocarbon can be generated in the second nanocarbon generating apparatus 31 at a temperature of 900 ° C., which is obtained by further increasing the set temperature of the metal substrate itself.

また、固体の木質、草、わら、汚泥等を有機物原料から短時間で簡易的に液体の炭化水素成分が多いバイオエタノール等を生成するのは困難である。また、熱分解装置51にて熱分解したガスを凝縮させると回収液中に多少のタール分も混入し、これがナノカーボン生成装置内に入るとナノカーボンが生成しないだけでなく、内部閉塞の原因にもなる。しかし、熱分解装置51にて熱分解することにより、短時間で容易にナノカーボン生成に寄与する気体のメタンガス、エタンガス、エチレンガス、一酸化炭素等を生成することができ、この熱分解ガスを温度900℃レベルの第2のナノカーボン生成装置31においてはナノカーボンを生成することができる。   In addition, it is difficult to easily produce bioethanol having a large amount of liquid hydrocarbon components in a short time from organic raw materials such as solid wood, grass, straw, and sludge. Further, when the pyrolyzed gas is condensed in the pyrolyzing device 51, some tar content is also mixed in the recovered liquid, and when this enters the nanocarbon generating device, not only the nanocarbon is generated but also the cause of internal clogging. It also becomes. However, by thermally decomposing in the pyrolysis device 51, it is possible to easily generate gaseous methane gas, ethane gas, ethylene gas, carbon monoxide, etc. that contribute to nanocarbon generation in a short time. In the second nanocarbon generating device 31 at a temperature of 900 ° C., nanocarbon can be generated.

これにより、ナノカーボン生成を低温レベルでのナノカーボン生成、高温レベルでのナノカーボン生成の2段階で行い、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素を第2のナノカーボン生成装置31に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することができる。   As a result, nanocarbon generation is performed in two stages: nanocarbon generation at a low temperature level and nanocarbon generation at a high temperature level, and unreacted hydrocarbons discharged by the first nanocarbon generation device 11 are converted into the second nanocarbon. By putting it in the generating device 31, it is possible to recover both nanocarbon generated at a low temperature level and nanocarbon generated at a high temperature level.

更に、炭化水素成分を有する有機物原料を原料投入ホッパー55に投入して一時貯留した後、その原料を、定量的に原料供給配管56を経由して熱分解装置51に供給する。熱分解装置51においては、投入された有機物原料が高温で熱分解され熱分解ガスとともに熱分解残渣(炭化物)を発生する。特に、固体の木質、草、わら、汚泥等を有機物原料から短時間で簡易的に液体の炭化水素成分が多いバイオエタノール等を生成するのは困難である。また、熱分解装置51にて熱分解したガスを凝縮させると回収液中に多少のタール分も混入し、これがナノカーボン生成装置内に入るとナノカーボンが生成しないだけでなく、内部閉塞の原因にもなる。しかし、熱分解装置51にて熱分解することにより、短時間で容易にナノカーボン生成に寄与する固体の炭素を生成することができる。この炭素から温度600℃レベルの第1のナノカーボン生成装置11ではナノカーボンは生成しないが、温度900℃レベルの第2のナノカーボン生成装置31ではナノカーボンは生成する。   Further, after an organic material having a hydrocarbon component is introduced into the raw material charging hopper 55 and temporarily stored, the raw material is quantitatively supplied to the thermal decomposition apparatus 51 via the raw material supply pipe 56. In the thermal decomposition apparatus 51, the input organic material is thermally decomposed at a high temperature to generate a thermal decomposition residue (carbide) together with the thermal decomposition gas. In particular, it is difficult to easily produce bioethanol or the like containing a large amount of liquid hydrocarbon components in a short time from organic raw materials such as solid wood, grass, straw, and sludge. Further, when the pyrolyzed gas is condensed in the pyrolyzing device 51, some tar content is also mixed in the recovered liquid, and when this enters the nanocarbon generating device, not only the nanocarbon is generated but also the cause of internal clogging. It also becomes. However, it is possible to easily generate solid carbon that contributes to nanocarbon generation in a short time by performing thermal decomposition in the thermal decomposition apparatus 51. From the carbon, the first nanocarbon generating device 11 having a temperature of 600 ° C. does not generate nanocarbon, but the second nanocarbon generating device 31 having a temperature of 900 ° C. generates nanocarbon.

なお、有機物原料から熱分解して発生する熱分解ガスも熱分解残渣(炭化物)とともに第2のナノカーボン生成装置31に供給することにより、ナノカーボンの生成効率を高めることができる。これにより、第2のナノカーボン生成装置31には、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素だけでなく、熱分解装置51から発生する熱分解残渣(炭化物)も導入することで、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素と熱分解装置51から発生する熱分解残渣(炭化物)からまとめて同時に高温レベルナノカーボンを生成することができる。   Note that the pyrolysis gas generated by pyrolysis from the organic material raw material is also supplied to the second nanocarbon generator 31 together with the pyrolysis residue (carbide), whereby the nanocarbon generation efficiency can be increased. As a result, not only unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 11 but also pyrolysis residues (carbides) generated from the pyrolyzer 51 are introduced into the second nanocarbon generator 31. Thus, it is possible to simultaneously generate high-temperature level nanocarbon from the unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generating device 11 and the thermal decomposition residue (carbide) generated from the thermal decomposition device 51 at the same time.

また、第2のナノカーボン生成装置31までの熱分解ガス供給配管53、未反応炭化素供給配管42、あるいは導入部で再加熱し、第2のナノカーボン生成装置31の内部温度まで高めるようにすると更に効率的である。また、第2のナノカーボン生成装置31内でのナノカーボン生成反応温度は高く、第1のナノカーボン生成装置11内雰囲気での反応に最適な触媒とは異なる触媒を使用することで、ナノカーボン生成効率を高めることができる。従って、第2のナノカーボン生成装置31に導入する未反応炭化水素に最適な触媒を微量混同投入することで、第2のナノカーボン生成装置31内でのナノカーボン生成効率を高めることができ、連続して安定的にナノカーボンを回収することができる。   In addition, reheating is performed in the pyrolysis gas supply pipe 53, the unreacted carbide supply pipe 42, or the introduction part up to the second nanocarbon generation apparatus 31, so as to increase the internal temperature of the second nanocarbon generation apparatus 31. Then it is more efficient. In addition, the nanocarbon generation reaction temperature in the second nanocarbon generation device 31 is high, and by using a catalyst that is different from the optimum catalyst for the reaction in the atmosphere in the first nanocarbon generation device 11, the nanocarbon is generated. Generation efficiency can be increased. Therefore, by introducing a small amount of the optimum catalyst for the unreacted hydrocarbon introduced into the second nanocarbon generator 31, the nanocarbon generation efficiency in the second nanocarbon generator 31 can be increased, Nanocarbon can be recovered continuously and stably.

(第5の実施形態)
第5の実施形態(請求項5に対応)について図4を参照して説明する。図4は、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置に夫々水素を注入するナノカーボン生成システムの概略フロー図である。但し、図1〜図3と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図4中の符番61は、第1のノカーボン生成装置11内に水素を連続的にあるいは間欠的に注入するための水素供給配管を示す。また、符番62は、第2のナノカーボン生成装置31内に水素を連続的にあるいは間欠的に注入するための水素注入配管を示す。一方の水素供給配管61は原料供給配管13の近くに配置され、他方の水素供給配管62は熱分解ガス供給配管53の近くに配置されている。各水素供給配管61,62の先端には図示しない水素噴霧ノズルが設けられている。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment (corresponding to claim 5) will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic flow diagram of a nanocarbon generation system that injects hydrogen into the first nanocarbon generation apparatus and the second nanocarbon generation apparatus, respectively. However, the same members as those in FIGS.
Reference numeral 61 in FIG. 4 indicates a hydrogen supply pipe for injecting hydrogen into the first carbonless generator 11 continuously or intermittently. Reference numeral 62 indicates a hydrogen injection pipe for injecting hydrogen into the second nanocarbon generating device 31 continuously or intermittently. One hydrogen supply pipe 61 is arranged near the raw material supply pipe 13, and the other hydrogen supply pipe 62 is arranged near the pyrolysis gas supply pipe 53. A hydrogen spray nozzle (not shown) is provided at the tip of each of the hydrogen supply pipes 61 and 62.

図4のナノカーボン生成システムでは、還元雰囲気の第1のナノカーボン生成装置11内と第2のナノカーボン生成装置31内に原料、未反応炭化水素、熱分解ガス等を供給するだけでなく、水素も水素供給配管61,62の水素噴霧ノズルから噴霧することで金属触媒粉を活性化させている。   In the nanocarbon generation system of FIG. 4, not only the raw materials, unreacted hydrocarbons, pyrolysis gas and the like are supplied into the first nanocarbon generation apparatus 11 and the second nanocarbon generation apparatus 31 in a reducing atmosphere, Hydrogen is also sprayed from the hydrogen spray nozzles of the hydrogen supply pipes 61 and 62 to activate the metal catalyst powder.

前記水素噴霧ノズルの位置は、第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31の設計形状によるが、夫々の加熱炉容器内上側とし、加熱炉容器内の上部から噴霧された金属触媒粉混合炭化水素、水素がナノカーボン生成炉内の加熱炉容器内にそれぞれ単独で注入しても加熱炉容器内で混合した後に反応してナノカーボンを成長させるに最適な位置を調整できるようにするとよい。   The position of the hydrogen spray nozzle depends on the design shape of the first nanocarbon generation device 11 and the second nanocarbon generation device 31, but is sprayed from the upper part in the heating furnace container and on the upper side in each heating furnace container. Even if metal catalyst powder mixed hydrocarbon and hydrogen are individually injected into the heating furnace vessel in the nanocarbon generating furnace, the optimum position for growing nanocarbon by reacting after mixing in the heating furnace vessel can be adjusted It is good to do so.

第5の実施形態のナノカーボン生成システムによれば、噴霧する金属触媒粉混合炭化水素中の金属触媒粉を構成する触媒粒子が核となり炭化水素だけでなく水素も噴霧され高温状態で反応することで、炭化水素だけ噴霧され高温状態で反応する場合と比べて、気相成長法によってより効率的にナノカーボンが生成、成長する。加熱炉容器内は均一に加熱されるとともに、炭化水素と水素が均一に噴霧されることで、加熱炉容器内で斑なく均一にナノカーボンが生成、成長できる。これにより、ナノカーボンを連続的に効率よく製造することができる。   According to the nanocarbon generation system of the fifth embodiment, the catalyst particles constituting the metal catalyst powder in the mixed metal catalyst powder mixed hydrocarbon are used as nuclei, and not only hydrocarbons but also hydrogen are sprayed and reacted in a high temperature state. In comparison with the case where only hydrocarbons are sprayed and reacted in a high temperature state, nanocarbons are generated and grown more efficiently by the vapor phase growth method. The inside of the heating furnace vessel is uniformly heated, and the hydrocarbon and hydrogen are sprayed uniformly, so that nanocarbon can be generated and grown uniformly without any spots in the heating furnace vessel. Thereby, nanocarbon can be manufactured continuously and efficiently.

(第6の実施形態)
第6の実施形態(請求項6に対応)について図5を参照して説明する。図5は、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置に夫々水蒸気を添加するナノカーボン生成システムの概略フロー図である。但し、図1〜図3と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図5中の符番63は、第1のノカーボン生成装置11内に水蒸気を連続的にあるいは間欠的に注入するための水蒸気供給配管を示す。また、符番64は、第2のナノカーボン生成装置31内に水蒸気を連続的にあるいは間欠的に注入するための水蒸気注入配管を示す。一方の水蒸気供給配管63は原料供給配管13の近くに配置され、他方の水蒸気供給配管64は熱分解ガス供給配管53の近くに配置されている。各水素供給配管63,64の先端には図示しない水蒸気注入ノズルが設けられている。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment (corresponding to claim 6) will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic flow diagram of a nanocarbon generation system in which water vapor is added to each of the first nanocarbon generation apparatus and the second nanocarbon generation apparatus. However, the same members as those in FIGS.
Reference numeral 63 in FIG. 5 indicates a water vapor supply pipe for injecting water vapor into the first carbonless generator 11 continuously or intermittently. Reference numeral 64 indicates a water vapor injection pipe for continuously or intermittently injecting water vapor into the second nanocarbon generating device 31. One steam supply pipe 63 is arranged near the raw material supply pipe 13, and the other steam supply pipe 64 is arranged near the pyrolysis gas supply pipe 53. A water vapor injection nozzle (not shown) is provided at the tip of each of the hydrogen supply pipes 63 and 64.

図5のナノカーボン生成システムでは、還元雰囲気の第1のナノカーボン生成装置11内、第2のナノカーボン生成装置31内に原料、未反応炭化水素、熱分解ガス等を供給するだけでなく、水蒸気も各水蒸気注入ノズルから噴霧することで金属触媒粉を活性化させることを特徴とする。   In the nanocarbon generation system of FIG. 5, not only the raw materials, unreacted hydrocarbons, pyrolysis gas and the like are supplied into the first nanocarbon generation apparatus 11 and the second nanocarbon generation apparatus 31 in a reducing atmosphere, The metal catalyst powder is activated by spraying water vapor from each water vapor injection nozzle.

各水蒸気注入ノズルの位置は、第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31の設計形状によるが、夫々のナノカーボン生成装置の加熱炉容器内上側とし、加熱炉容器内の上部から噴霧された金属触媒粉混合炭化水素、水蒸気がナノカーボン生成炉内の加熱炉容器内にそれぞれ単独で注入しても加熱炉容器内で混合した後に反応してナノカーボンを成長させるに最適な位置を調整できるようにするとよい。   The position of each water vapor injection nozzle depends on the design shape of the first nanocarbon generating device 11 and the second nanocarbon generating device 31, but is the upper side in the heating furnace container of each nanocarbon generating apparatus, Optimal for growing nanocarbon by reacting after mixing in the heating furnace vessel even if the metal catalyst powder mixed hydrocarbon and water vapor sprayed from above are individually injected into the heating vessel in the nanocarbon production furnace. It is better to be able to adjust the position.

第6の実施形態のナノカーボン生成システムによれば、噴霧する金属触媒粉混合炭化水素中の金属触媒粉を構成する触媒粒子が核となり炭化水素だけでなく水蒸気も噴霧され高温状態で反応することで、炭化水素だけ噴霧され高温状態で反応する場合と比べて、気相成長法によってより効率的にナノカーボンが生成、成長する。加熱炉容器内は均一に加熱されるとともに、炭化水素と水蒸気が均一に噴霧されることで、加熱炉容器内で斑なく均一にナノカーボンが生成、成長できる。これにより、ナノカーボンを連続的に効率よく製造することができる。   According to the nanocarbon generation system of the sixth embodiment, the catalyst particles constituting the metal catalyst powder in the metal catalyst powder mixed hydrocarbon to be sprayed serve as a nucleus to spray not only hydrocarbon but also water vapor and react in a high temperature state. In comparison with the case where only hydrocarbons are sprayed and reacted in a high temperature state, nanocarbons are generated and grown more efficiently by the vapor phase growth method. The inside of the heating furnace container is uniformly heated, and hydrocarbons and water vapor are uniformly sprayed, so that nanocarbon can be generated and grown uniformly without any spots in the heating furnace container. Thereby, nanocarbon can be manufactured continuously and efficiently.

(第7の実施形態)
第7の実施形態(請求項7に対応)について前述した図5を参照して説明である。同実施形態は、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置の夫々に投入する原料に触媒を添加するナノカーボン生成システムに関する。
図5中の符番65は、低温レベルナノカーボン生成用触媒を原料投入ホッパー12に投入するための触媒粉供給配管を示す。低温レベルナノカーボン生成用触媒は、触媒粉供給配管65,原料投入ホッパー12及び原料供給配管13を経て第1のナノカーボン生成装置11に連続的に或いは間欠的に投入される。高温レベルナノカーボン生成用触媒は、触媒粉投入ホッパー32及び触媒粉供給配管33を経て第2のナノカーボン生成装置31に連続的に或いは間欠的に投入される。
(Seventh embodiment)
The seventh embodiment (corresponding to claim 7) will be described with reference to FIG. The embodiment relates to a nanocarbon generation system in which a catalyst is added to a raw material charged into each of a first nanocarbon generation apparatus and a second nanocarbon generation apparatus.
Reference numeral 65 in FIG. 5 indicates a catalyst powder supply pipe for introducing a low temperature level nanocarbon producing catalyst into the raw material charging hopper 12. The catalyst for low-temperature level nanocarbon generation is continuously or intermittently charged into the first nanocarbon generation device 11 via the catalyst powder supply pipe 65, the raw material supply hopper 12 and the raw material supply pipe 13. The high temperature level nanocarbon generating catalyst is continuously or intermittently charged into the second nanocarbon generating device 31 through the catalyst powder charging hopper 32 and the catalyst powder supply pipe 33.

上記第7の実施形態のシステムでは、還元雰囲気の第1のナノカーボン生成装置11内と第2のナノカーボン生成装置31内に原料、未反応炭化水素、熱分解ガス、水素等を供給するだけでなく、触媒も触媒粉供給配管65,触媒粉供給配管33を夫々経由して原料に混合して第1のナノカーボン生成装置11内と第2のナノカーボン生成装置31内に噴霧することでこの金属触媒粉を核として、ナノカーボンを効率的に生成させることができる。   In the system of the seventh embodiment, only raw materials, unreacted hydrocarbons, pyrolysis gas, hydrogen, and the like are supplied into the first nanocarbon generator 11 and the second nanocarbon generator 31 in a reducing atmosphere. In addition, the catalyst is mixed with the raw material via the catalyst powder supply pipe 65 and the catalyst powder supply pipe 33 and sprayed into the first nanocarbon generator 11 and the second nanocarbon generator 31. Using this metal catalyst powder as a nucleus, nanocarbon can be efficiently generated.

金属触媒粉の投入方法は、このように原料に微量混ぜて投入する方法の他、原料以外の例えばエタノールに微量混合させ、原料とは別に投入する方法もある。また、第1のナノカーボン生成装置11、第2のナノカーボン生成装置31の設計構造により、各装置の上部から投入するだけでなく、各装置の内部に金属触媒粉投入ノズルを設置し、各装置内部の金属基板上に直接散布する方式とすることもできる。更に、ナノカーボンの生成に合わせて、例えばナノカーボンが大量に生成した後、生成したナノカーボンを払い落とし、その後、金属基板上に金属触媒粉を投入することで、金属触媒粉を連続投入せずに間欠的に投入することで、純度の高いナノカーボンを安定的に生成することもできる。   As a method for charging the metal catalyst powder, there is a method in which a small amount is mixed with the raw material in this way and a small amount is mixed with, for example, ethanol other than the raw material, and the raw material is charged separately from the raw material. Further, according to the design structure of the first nanocarbon generation device 11 and the second nanocarbon generation device 31, in addition to charging from the upper part of each device, a metal catalyst powder injection nozzle is installed inside each device, It is also possible to use a method of directly spraying on a metal substrate inside the apparatus. Furthermore, in accordance with the generation of nanocarbon, for example, after a large amount of nanocarbon is generated, the generated nanocarbon is wiped off, and then metal catalyst powder is injected onto the metal substrate, so that the metal catalyst powder can be continuously input. It is also possible to stably produce nanocarbon having a high purity by intermittently charging the carbon.

第7の実施形態のナノカーボン生成システムによれば、第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31の夫々に投入する原料に触媒を添加することでナノカーボンを連続的に生成することができ、原料と触媒が均一に噴霧されることで、加熱炉容器内で斑なく均一にナノカーボンが生成、成長できる。これにより、ナノカーボンを連続的に効率よく製造することができる。   According to the nanocarbon generating system of the seventh embodiment, the nanocarbon is continuously added by adding a catalyst to the raw material charged into each of the first nanocarbon generating device 11 and the second nanocarbon generating device 31. It can be generated, and by uniformly spraying the raw material and the catalyst, nanocarbon can be generated and grown uniformly without any spots in the heating furnace vessel. Thereby, nanocarbon can be manufactured continuously and efficiently.

(第8の実施形態)
第8の実施形態(請求項8,9に対応)について上述した図5を参照して説明する。本実施形態は第7の実施形態に比べて、第1のナノカーボン生成装置及び第2のナノカーボン生成装置に添加する触媒の種類を変えた点が異なる。但し、図1〜図4と同部材は同符番を付して説明を省略する。
具体的には、第1のナノカーボン生成装置11の温度600℃レベルの雰囲気で添加するに触媒に最適なFe系触媒を、第2のナノカーボン生成装置31の温度900℃レベルで添加するに触媒に最適なNi系触媒を添加した。これにより、夫々のナノカーボン生成装置の温度レベルに合ったナノカーボンをより効率的に生成することができる。
(Eighth embodiment)
An eighth embodiment (corresponding to claims 8 and 9) will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the seventh embodiment in that the type of catalyst added to the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator is changed. However, the same members as those in FIGS.
Specifically, an Fe-based catalyst that is most suitable as a catalyst to be added in an atmosphere at a temperature of 600 ° C. in the first nanocarbon generator 11 is added at a temperature of 900 ° C. in the second nanocarbon generator 31. An optimum Ni-based catalyst was added to the catalyst. Thereby, the nanocarbon suitable for the temperature level of each nanocarbon production | generation apparatus can be produced | generated more efficiently.

(第9の実施形態)
第9の実施形態(請求項10に対応)について図6を参照して説明する。図6は、第2のナノカーボン生成装置にオイル或いはバイオマスオイルを添加するナノカーボン生成システムの概略フロー図である。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。
図6中の符番66は、オイル投入ホッパーを示す。オイル投入ホッパー66にはオイルが一旦貯留された後、オイルは高温レベルナノカーボン生成用触媒粉とともに、その下部のオイル及び触媒粉投入ホッパー67に定量的に流下する。このホッパー67内でオイルと触媒粉は攪拌され、オイル中に微量の触媒粉が斑無く均一に混合する。均一に混合した触媒粉混じりのオイルは、オイル及び触媒粉供給配管68を経由して高温レベルナノカーボン生成用オイル噴霧ノズル(図示せず)から第2のナノカーボン生成装置31内に噴霧される。
(Ninth embodiment)
A ninth embodiment (corresponding to claim 10) will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic flow diagram of a nanocarbon generation system in which oil or biomass oil is added to the second nanocarbon generation apparatus. However, the same members as those in FIGS.
Reference numeral 66 in FIG. 6 indicates an oil charging hopper. After the oil is once stored in the oil charging hopper 66, the oil quantitatively flows down to the oil and catalyst powder charging hopper 67 below the high-temperature nanocarbon generating catalyst powder. In this hopper 67, the oil and the catalyst powder are stirred, and a small amount of the catalyst powder is uniformly mixed in the oil without any spots. The uniformly mixed oil mixed with the catalyst powder is sprayed into the second nanocarbon generating device 31 from the high temperature level nanocarbon generating oil spray nozzle (not shown) via the oil and the catalyst powder supply pipe 68. .

これにより、第2のナノカーボン生成装置31には、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素だけでなく、オイルと触媒粉もオイル及び触媒粉供給配管68を経由して導入することで、第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素だけでなくオイルを原料としてまとめて同時に高温レベルナノカーボンを生成することができる。   As a result, not only the unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 11 but also the oil and catalyst powder are supplied to the second nanocarbon generator 31 via the oil and catalyst powder supply pipe 68. By introducing, not only unreacted hydrocarbons discharged by the first nanocarbon generator 11 but also oil as raw materials can be produced at the same time to produce high-temperature level nanocarbon.

なお、第2のナノカーボン生成装置31までのオイル及び触媒粉供給配管68、未反応炭化水素供給配管42、或いは導入部で再加熱し、第2のナノカーボン生成装置31の内部温度まで高めるようにすると更に効率的である。また、第2のナノカーボン生成装置31内でのナノカーボン生成反応温度は高く、第1のナノカーボン生成装置11内雰囲気での反応に最適な触媒とは異なる触媒を使用することで、ナノカーボン生成効率を高めることができる。従って、第2のナノカーボン生成装置31に導入する未反応炭化水素に最適な触媒を微量混同投入することで、第2のナノカーボン生成装置31内でのナノカーボン生成効率を高めることができる。   The oil and catalyst powder supply pipe 68, the unreacted hydrocarbon supply pipe 42, or the introduction part up to the second nanocarbon generation apparatus 31 are reheated to increase the internal temperature of the second nanocarbon generation apparatus 31. This is more efficient. In addition, the nanocarbon generation reaction temperature in the second nanocarbon generation device 31 is high, and by using a catalyst that is different from the optimum catalyst for the reaction in the atmosphere in the first nanocarbon generation device 11, the nanocarbon is generated. Generation efficiency can be increased. Therefore, the nanocarbon generation efficiency in the second nanocarbon generation device 31 can be increased by introducing a small amount of the optimum catalyst for the unreacted hydrocarbon introduced into the second nanocarbon generation device 31.

第9の実施形態では、第2のナノカーボン生成装置31の構造としては、図1と同様に、還元雰囲気の縦型方式の加熱炉容器としている。この加熱炉容器内の構造例、機能等については、第1の実施形態に対応する説明と同様である。   In the ninth embodiment, the structure of the second nanocarbon generating device 31 is a vertical heating furnace vessel in a reducing atmosphere, as in FIG. The structural example, function, and the like in the heating furnace container are the same as those described in the first embodiment.

また、加熱炉容器内部に設置する金属基板には、高温レベルナノカーボン生成用触媒の機能を持たせることも可能である。例えば、金属基板をニッケル基板とすることでこの基板に触媒機能を持たせることができる。このように、第2のナノカーボン生成装置31の上流側に該生成装置31内に未反応炭化水素+オイルと微量の金属触媒粉とを混合噴霧することで、加熱炉容器内部の金属基板は常時金属触媒の機能を保持する必要性をなくすこともできる。この金属触媒粉の混合した金属触媒粉混合原料中に混合する金属触媒粉は、ナノカーボン生成の核としての機能を持たせるために微量混合すればよい。従って、未反応炭化水素+オイルに比べて十分に微量なレベルであり、未反応炭化水素+オイルとの混合に際しては、オイル及び触媒粉投入ホッパー67内で攪拌、混合させることで、未反応炭化水素+オイル中に注入した金属触媒粉が十分に均一に拡散されて混合させる。   In addition, the metal substrate installed inside the heating furnace container can have a function of a catalyst for generating high-temperature nanocarbon. For example, when the metal substrate is a nickel substrate, the substrate can have a catalytic function. In this way, by mixing and spraying unreacted hydrocarbon + oil and a small amount of metal catalyst powder in the generation device 31 on the upstream side of the second nanocarbon generation device 31, the metal substrate inside the heating furnace vessel is It is also possible to eliminate the necessity of constantly maintaining the function of the metal catalyst. The metal catalyst powder mixed in the metal catalyst powder mixed raw material in which the metal catalyst powder is mixed may be mixed in a minute amount so as to have a function as a core of nanocarbon generation. Therefore, the level is sufficiently small compared with the unreacted hydrocarbon + oil. When mixing with the unreacted hydrocarbon + oil, the unreacted carbon is obtained by stirring and mixing in the oil and catalyst powder charging hopper 67. Metal catalyst powder injected into hydrogen + oil is sufficiently uniformly diffused and mixed.

未反応炭化水素+オイル中に混合する金属触媒粉の量としては、未反応炭化水素+オイルに対する金属触媒粉の比率が、1/10万〜1/1000万程度の微小レベルで十分である。ここで、金属触媒粉の添加量が多いと、ナノカーボンの生成量は高まるが、生成ナノカーボン中に金属触媒粉が含まれ、局所的に純度が低くなるという問題がある。この為、金属触媒粉の添加比率は極力下げて、金属触媒粉が殆ど含まれていない純度の高いナノカーボンが生成するよう、未反応炭化水素+オイルの成分と添加する金属触媒粉の種類の組合せにより、その組合せ条件での最適な高温レベルナノカーボン生成用金属触媒粉添加比率を見極めることが重要とある。   As the amount of the metal catalyst powder mixed in the unreacted hydrocarbon + oil, a minute level of about 1 / 100,000 to 1/1000 million is sufficient for the ratio of the metal catalyst powder to the unreacted hydrocarbon + oil. Here, if the amount of the metal catalyst powder added is large, the amount of nanocarbon produced increases, but the metal catalyst powder is contained in the produced nanocarbon, and there is a problem that the purity is locally lowered. For this reason, the addition ratio of the metal catalyst powder is lowered as much as possible, and the components of the unreacted hydrocarbon + oil and the type of the metal catalyst powder to be added are generated so that high-purity nanocarbon containing almost no metal catalyst powder is generated. Depending on the combination, it is important to determine the optimum addition ratio of the metal catalyst powder for generating high-temperature level nanocarbon under the combination conditions.

これにより、前記加熱炉容器内面の円筒状の容器材料は、金属基板自体が触媒としての機能を有しなくても、耐熱性を有し且つある程度表面が滑らかで熱変形しない材質でありさえすれば問題なく、高温レベルナノカーボン生成用触媒粉混合原料を供給するのみで、安定的にナノカーボンを生成することができる。
上記のように、第1のナノカーボン生成装置11から排出された未反応炭化水素を原料として、微量の高温レベルナノカーボン生成用金属触媒粉を混合して第2のナノカーボン生成装置31内の金属基板自体の温度を900℃レベルに設定すると、純度の高い良質なナノカーボンを生成することができる。
As a result, the cylindrical container material on the inner surface of the heating furnace container may be a material having heat resistance and a surface that is smooth to some extent and does not thermally deform even if the metal substrate itself does not function as a catalyst. If there is no problem, the nanocarbon can be stably generated only by supplying the catalyst powder mixed raw material for generating high-temperature level nanocarbon.
As described above, the unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generating device 11 are used as raw materials to mix a small amount of high-temperature level nanocarbon-generating metal catalyst powder in the second nanocarbon generating device 31. When the temperature of the metal substrate itself is set at the 900 ° C. level, high-quality nanocarbon with high purity can be generated.

第9の実施形態のナノカーボン生成システムによれば、ナノカーボン生成を低温レベルでのナノカーボン生成、高温レベルでのナノカーボン生成の2段階で行うことで、ナノカーボン生成温度領域に合わせて段階的にその特性を変えたナノカーボンを回収することができ、更に第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素だけでなくオイルも第2のナノカーボン生成装置31に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することができ、効率的にナノカーボンを製造するナノカーボン生成システムを提供することができる。   According to the nanocarbon generation system of the ninth embodiment, nanocarbon generation is performed in two stages of nanocarbon generation at a low temperature level and nanocarbon generation at a high temperature level, so that the stage can be matched to the nanocarbon generation temperature range. In addition, it is possible to recover the nanocarbon whose characteristics have been changed, and by putting not only unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 11 but also oil into the second nanocarbon generator 31. It is possible to recover both nanocarbon generated at a low temperature level and nanocarbon generated at a high temperature level, and provide a nanocarbon generation system for efficiently producing nanocarbon.

(第10の実施形態)
第10の実施形態(請求項11に対応)のナノカーボン生成システムは、前記オイルとしてバイオマスオイルとするものである。
ナノカーボン生成の原料として化石資源由来のオイル(炭化水素油)を使用するのではなく、バイオマスオイルを使用することで、化石資源の使用、燃焼によるCO排出を抑制でき地球温暖化を防止しつつ、高機能カーボンであるナノカーボンを生成することができる。第10の実施形態によれば、第9の実施形態と同様な効果が得られる。
(Tenth embodiment)
A nanocarbon generation system according to a tenth embodiment (corresponding to claim 11) uses biomass oil as the oil.
Instead of using the fossil resource-derived oil as a raw material of the nanocarbon product (hydrocarbon oil), the use of biomass oils, the use of fossil resources, it is possible to suppress CO 2 emissions from burning to prevent global warming Meanwhile, nanocarbon, which is a highly functional carbon, can be generated. According to the tenth embodiment, the same effect as in the ninth embodiment can be obtained.

(第11の実施形態)
第11の実施形態(請求項12に対応)のナノカーボン生成システムは、前記バイオマスオイルとして、木材、草、生ごみ、下水汚泥等をメタン発酵して得られるオイルとするものである。
バイオマス資源をメタン発酵しメタンガスを発生させ燃料として利用する形態が広まりつつあるが、バイオマス資源をメタン発酵して発生したメタンガスを高機能カーボンであるナノカーボンの生成原料として活用するものである。メタン発酵させるバイオマス資源としては木材、草、生ごみ、下水汚泥等が挙げられる。第11の実施形態によれば、第9の実施形態と同様な効果が得られる。
(Eleventh embodiment)
The nanocarbon generation system according to the eleventh embodiment (corresponding to claim 12) is an oil obtained by methane fermentation of wood, grass, garbage, sewage sludge and the like as the biomass oil.
The form of methane fermentation of biomass resources to generate methane gas and use it as fuel is spreading. However, methane gas generated by methane fermentation of biomass resources is used as a raw material for producing nanocarbon, which is a high-performance carbon. Examples of biomass resources to be subjected to methane fermentation include wood, grass, garbage, and sewage sludge. According to the eleventh embodiment, the same effect as in the ninth embodiment can be obtained.

(第12の実施形態)
第12の実施形態(請求項13に対応)のナノカーボン生成システムは、前記バイオマスオイルとして、木材、草、生ごみ、下水汚泥等を熱分解して得られるオイルとするものである。
バイオマス資源を熱分解し熱分解ガスを発生させ燃料として利用する形態も広まりつつあるが、バイオマス資源を熱分解して発生した熱分解ガスを高機能カーボンであるナノカーボンの生成原料として活用するものである。熱分解させるバイオマス資源としては木材、草、生ごみ、下水汚泥等が挙げられる。熱分解はメタン発酵に比べて短時間で熱分解ガスが生成でき、そのガス或いはオイルをそのまま直ぐにナノカーボン生成に利用できるというメリットがある。第12の実施形態によれば、第9の実施形態と同様な効果が得られる。
(Twelfth embodiment)
A nanocarbon production system according to a twelfth embodiment (corresponding to claim 13) is an oil obtained by thermally decomposing wood, grass, garbage, sewage sludge, etc. as the biomass oil.
The form of pyrolyzing biomass resources to generate pyrolysis gas and using it as fuel is becoming widespread, but the pyrolysis gas generated by pyrolyzing biomass resources is used as a raw material for producing nanocarbon, which is a highly functional carbon. It is. Examples of biomass resources to be pyrolyzed include wood, grass, garbage, and sewage sludge. Pyrolysis has the merit that pyrolysis gas can be generated in a shorter time than methane fermentation, and that gas or oil can be used immediately for nanocarbon generation as it is. According to the twelfth embodiment, the same effect as in the ninth embodiment can be obtained.

(第13の実施形態)
第13の実施形態(請求項14に対応)のナノカーボン生成システムは、前記バイオマス等の有機物原料を熱分解する熱分解装置に投入するバイオマスとして、木材、草、生ごみ、下水汚泥、これらを熱分解して得られる炭化物(残渣)、これらをメタン発酵、熱分解して得られる炭化物(残渣)等とするものである。
(13th Embodiment)
A nanocarbon generation system according to a thirteenth embodiment (corresponding to claim 14) is made of wood, grass, garbage, sewage sludge, and the like as biomass to be input to a thermal decomposition apparatus that thermally decomposes organic materials such as biomass. Carbides (residues) obtained by pyrolysis, carbides (residues) obtained by methane fermentation and pyrolysis, and the like.

上記のバイオマスオイルをナノカーボン生成に利用するだけでなく、熱分解して得られる炭化物(残渣)、メタン発酵、熱分解して得られる炭化物(残渣)等をもナノカーボン生成に利用することで、資源を有効利用できるだけでなく、ナノカーボン生成を低温レベルでのナノカーボン生成、高温レベルでのナノカーボン生成の2段階で行うことで、ナノカーボン生成温度領域に合わせて段階的にその特性を変えたナノカーボンを回収することができ、更に第1のナノカーボン生成装置11で排出される未反応炭化水素だけでなく熱分解装置で発生する熱分解残渣(炭化物)や、他のシステムでメタン発酵、熱分解して得られた炭化物(残渣)等も第2のナノカーボン生成装置31に受け入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することができ、効率的にナノカーボンを製造するナノカーボン生成システムを提供することができる。   Not only using the above biomass oil for nanocarbon production, but also using carbide (residue) obtained by pyrolysis, carbide (residue) obtained by methane fermentation, pyrolysis, etc. for nanocarbon production. In addition to effective use of resources, nanocarbon generation is performed in two stages: nanocarbon generation at a low temperature level and nanocarbon generation at a high temperature level. The changed nanocarbon can be recovered, and not only unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 11 but also pyrolysis residues (carbides) generated in the pyrolyzer, and methane in other systems. Nanocarbon generated at a low temperature level by accepting the carbide (residue) obtained by fermentation and pyrolysis to the second nanocarbon generator 31. It can be recovered both nanocarbon generated in a high temperature level, can be efficiently provide nanocarbon generation system for producing a nano-carbon.

勿論、図6に示すように、第2のナノカーボン生成装置31内に第1のナノカーボン生成装置11から排出された未反応炭化水素と熱分解装置51から発生する熱分解ガスと熱分解装置51で発生する熱分解残渣(炭化物)、他のシステムでメタン発酵、熱分解して得られた炭化物(残渣)等もまとめて投入することで、より多くの高温レベルでのナノカーボンを生成することができる。   Of course, as shown in FIG. 6, unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 11 in the second nanocarbon generator 31, pyrolysis gas generated from the pyrolyzer 51, and pyrolyzer Pyrolysis residue (carbide) generated in 51, methane fermentation in other systems, carbide (residue) obtained by pyrolysis, etc. are added together to generate nanocarbons at a higher temperature level be able to.

(第14の実施形態)
第14の実施形態(請求項15に対応)について図7を参照して説明である。図7は、第1のナノカーボン生成装置11で得られる低温レベル生成ナノカーボンと、第2のナノカーボン生成装置31で得られる高温レベル生成ナノカーボンとの夫々の生成ナノカーボンの使用用途を区別して活用できるナノカーボン生成システムの概略フロー図である。但し、図1〜図6と同部材は同符番を付して説明を省略する。
(Fourteenth embodiment)
A fourteenth embodiment (corresponding to claim 15) will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the use applications of the generated nanocarbons of the low temperature level generated nanocarbon obtained by the first nanocarbon generator 11 and the high temperature level generated nanocarbon obtained by the second nanocarbon generator 31. It is a schematic flowchart of the nanocarbon production | generation system which can be utilized separately. However, the same members as those in FIGS.

図7中、第1のナノカーボン生成装置11で得られる回収ナノカーボンは第1の回収容器14に、第2のナノカーボン生成装置31で得られる高温レベル生成ナノカーボンは第2の回収容器34に夫々回収される。回収された夫々のナノカーボンは、生成温度、触媒、反応ガス組成の違い等により、生成ナノカーボンの特性が異なる。例えば、低温レベルで生成したナノカーボンは導電性が優れており、樹脂にナノカーボンを僅かに混合することで導電性を保持できる優れた特性を有している。一方、高温レベルで生成したナノカーボンは電磁波吸収性等が優れており、フィルム樹脂等にナノカーボンを僅かに混合することで電磁波遮断性を保持できる優れた特性を有している。   In FIG. 7, the recovered nanocarbon obtained by the first nanocarbon generator 11 is in the first recovery container 14, and the high-temperature level generated nanocarbon obtained by the second nanocarbon generator 31 is in the second recovery container 34. Respectively. Each collected nanocarbon has different characteristics of the produced nanocarbon due to differences in production temperature, catalyst, reaction gas composition, and the like. For example, nanocarbon generated at a low temperature level has excellent conductivity, and has excellent characteristics that can maintain conductivity by slightly mixing nanocarbon with resin. On the other hand, the nanocarbon produced at a high temperature level has excellent electromagnetic wave absorbability and the like, and has excellent characteristics capable of maintaining the electromagnetic wave shielding property by slightly mixing the nanocarbon with a film resin or the like.

図7では、夫々の生成ナノカーボンの特性を生かすべく、第1の回収容器14と第2の回収容器34とを別々に回収し、夫々の使用用途先に輸送することで、ナノカーボンの使用用途別に区別して活用することができる。第1の回収容器14と第2の回収容器34は例えば一般的なドラム缶に回収するようにし、低温レベル生成ナノカーボンのドラム缶と高温レベル生成ナノカーボンのドラム缶とを判別できるようにすることで、間違いなく夫々の利用先に輸送・出荷することができる。   In FIG. 7, in order to take advantage of the characteristics of each produced nanocarbon, the first collection container 14 and the second collection container 34 are separately collected and transported to the respective usage destinations. It can be used in distinction according to usage. The first collection container 14 and the second collection container 34 are collected in, for example, a general drum can so that a low temperature level generation nanocarbon drum can and a high temperature level generation nanocarbon drum can be distinguished. There is no doubt that they can be transported and shipped to their respective destinations.

(第15の実施形態)
第15の実施形態について図8を参照して説明する。本実施形態は、第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31とは互換性があり、相互に入れ替えて使用することができることができるナノカーボン生成システムに関する。図8中に示すように、第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31とは同一形状で、配管・ノズル等の取り合い形状も全く同じくしてある。
(Fifteenth embodiment)
A fifteenth embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment relates to a nanocarbon generation system in which the first nanocarbon generation device 11 and the second nanocarbon generation device 31 are compatible and can be used interchangeably. As shown in FIG. 8, the first nanocarbon generating device 11 and the second nanocarbon generating device 31 have the same shape, and the connecting shapes of pipes, nozzles, and the like are exactly the same.

第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31との構造上の違いはなく、何れも温度900℃レベルの温度設定が可能である。従って、第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置とは、各ナノカーボン生成装置の処理原料等の条件が変わった場合でも、夫々の設定温度を多少変えることで、最適な温度設定を行うことができる。   There is no structural difference between the first nanocarbon generator 11 and the second nanocarbon generator 31, and any temperature can be set at a temperature of 900 ° C. Therefore, the first nanocarbon generating device 11 and the second nanocarbon generating device are optimal by slightly changing the respective set temperatures even when the conditions such as the processing raw material of each nanocarbon generating device are changed. The temperature can be set.

例えば、第1のナノカーボン生成装置11に原料として、液体の炭化水素を投入する場合には600℃レベルでも比較的低めの600℃近傍に設定できるが、気体の炭化水素ガスを投入する場合には比較的高めの700℃近傍に設定する必要がある。同様に、第2のナノカーボン生成装置31に原料として、第1のナノカーボン生成装置11から排出される未反応炭化水素を比較的多く投入する場合には、比較的温度を低めの800℃近傍に設定できる。しかし、有機物を熱分解した熱分解ガスを比較的多く投入する場合には、比較的高めの900℃近傍に温度を設定する必要がある。   For example, when a liquid hydrocarbon is introduced as a raw material into the first nanocarbon generating device 11, it can be set at a relatively low 600 ° C. even at a 600 ° C. level, but when a gaseous hydrocarbon gas is introduced. Needs to be set at a relatively high temperature around 700 ° C. Similarly, in the case where a relatively large amount of unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 11 is used as a raw material in the second nanocarbon generator 31, a relatively low temperature is around 800 ° C. Can be set. However, when a relatively large amount of pyrolysis gas obtained by pyrolyzing an organic substance is charged, it is necessary to set the temperature around 900 ° C., which is relatively high.

第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31とは互換性があり、相互に入れ替えて使用することができることにより、各生成装置の設定温度だけを処理原料等の条件にあわせて変化させるようにすることで、夫々の生成装置を夫々別な形態で設計しなくてもまとめて統一を取った設計を行うことができる。また、これにより、ナノカーボン生成システム内の第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31の機器の互換性が図られ、ナノカーボン生成システムのシンプル化、汎用性の拡大、メンテナンス性の向上等を図ることができる。   The first nanocarbon generator 11 and the second nanocarbon generator 31 are compatible and can be used interchangeably, so that only the set temperature of each generator is matched to the conditions of the processing raw materials and the like. Therefore, it is possible to perform a unified design without designing each generation device in a different form. In addition, this enables compatibility of the first nanocarbon generation device 11 and the second nanocarbon generation device 31 in the nanocarbon generation system, simplification of the nanocarbon generation system, expansion of versatility, It is possible to improve the maintainability.

(第16の実施形態)
第16の実施形態について図8を参照して説明する。本実施形態は、第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31とはどちらかだけを選択して単独運転することができるナノカーボン生成システムに関する。図8に示すように、第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31は夫々独立して、単独でも運転できるようにしている。
(Sixteenth embodiment)
A sixteenth embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment relates to a nanocarbon generation system that can be operated independently by selecting only one of the first nanocarbon generation apparatus 11 and the second nanocarbon generation apparatus 31. As shown in FIG. 8, the first nanocarbon generating device 11 and the second nanocarbon generating device 31 are independent of each other and can be operated independently.

第1のナノカーボン生成装置11だけの単独運転を行う場合には、第1のナノカーボン生成装置11から排出される未反応炭化水素を、例えば熱分解装置の加熱用バーナの燃料として供給するようにし熱分解装置51の加熱源とするとともに、その燃焼ガスを第1のナノカーボン生成装置11の加熱源として活用する。或いは、第1のナノカーボン生成装置11から排出される未反応炭化水素を別システムの加熱炉の加熱用バーナの燃料として供給すること等により、第2のナノカーボン生成装置31に未反応炭化水素を供給しなくても、第1のナノカーボン生成装置11だけの単独運転を行うことが可能である。熱分解装置51で発生する熱分解ガスを第1のナノカーボン生成装置11の原料として導入するラインも設置し、原料投入ホッパー12から導入する原料とともに第1のナノカーボン生成装置11にて低温レベルでナノカーボンを生成する。   When the single nanocarbon generator 11 alone is operated, unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator 11 are supplied, for example, as fuel for the heating burner of the thermal decomposition apparatus. In addition, the combustion gas is used as a heating source for the first nanocarbon generation device 11 as well as a heating source for the pyrolysis device 51. Alternatively, unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generation device 11 are supplied to the second nanocarbon generation device 31 by supplying the unreacted hydrocarbons as fuel for a heating burner of a heating furnace of another system. Even if it does not supply, it is possible to perform the independent operation only of the 1st nanocarbon production | generation apparatus 11. FIG. A line for introducing the pyrolysis gas generated in the pyrolysis device 51 as a raw material of the first nanocarbon generating device 11 is also installed, and the raw material introduced from the raw material charging hopper 12 together with the raw material introduced into the first nanocarbon generating device 11 has a low temperature level. To produce nanocarbon.

一方、第2のナノカーボン生成装置31だけの単独運転を行う場合には、例えば、第2のナノカーボン生成装置31の上部からオイルを投入する原料投入ホッパー55よりオイルを供給し、ここにオイルが一旦貯留された後、オイルは高温レベルナノカーボン生成用触媒粉とともに、その下部のオイル及び触媒粉投入ホッパー67に定量的に流下する。このホッパー67内でオイルと触媒粉は攪拌され、オイル中に微量の触媒粉が斑無く均一に混合する。均一に混合した触媒粉混じりのオイルは、オイル及び触媒粉供給配管68を経由して高温レベルナノカーボン生成用オイル噴霧ノズルから第2のナノカーボン生成装置31内に噴霧される。あるいは、前記熱分解装置51で発生する熱分解ガスを第2のナノカーボン生成装置31に供給することで、未反応炭化水素を供給しなくても、第2のナノカーボン生成装置31だけの単独運転を行うことが可能である。   On the other hand, when performing the independent operation of only the second nanocarbon generating device 31, for example, the oil is supplied from the raw material charging hopper 55 that inputs oil from the upper part of the second nanocarbon generating device 31, and the oil is supplied here. Once the oil is stored, the oil quantitatively flows down to the lower oil and catalyst powder charging hopper 67 together with the catalyst powder for generating high-temperature nanocarbon. In this hopper 67, the oil and the catalyst powder are stirred, and a small amount of the catalyst powder is uniformly mixed in the oil without any spots. The uniformly mixed oil mixed with the catalyst powder is sprayed into the second nanocarbon generating device 31 from the high temperature level nanocarbon generating oil spray nozzle via the oil and the catalyst powder supply pipe 68. Alternatively, by supplying the pyrolysis gas generated in the pyrolysis device 51 to the second nanocarbon generation device 31, only the second nanocarbon generation device 31 can be used without supplying unreacted hydrocarbons. It is possible to drive.

このように、第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31とはどちらかだけを選択して単独運転することができることで、生成したいナノカーボンの性状に合わせた単独運転を行うことができ、ナノカーボン生成システムの運転のシンプル化、汎用性の拡大、メンテナンス性の向上等を図ることができる。   Thus, since only the first nanocarbon generating device 11 and the second nanocarbon generating device 31 can be selected and operated independently, it is possible to perform an independent operation that matches the properties of the nanocarbon to be generated. This makes it possible to simplify the operation of the nanocarbon generation system, increase versatility, improve maintenance, and the like.

(第17の実施形態)
第17の実施形態(請求項16に対応)に説明する。本実施形態は、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置の加熱源は電気ヒータとし、夫々の設定温度を投入原料(液体、ガス)の性状により制御することを特徴とする。なお、本実施形態は、上述した図1〜図8が適用できる。これまでの概略フローについても説明のように、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置の温度制御は良質で安定したナノカーボン生成に極めて重要である。
(Seventeenth embodiment)
A seventeenth embodiment (corresponding to claim 16) will be described. The present embodiment is characterized in that the heating source of the first nanocarbon generating device and the second nanocarbon generating device is an electric heater, and the respective set temperatures are controlled by the properties of the input raw materials (liquid, gas). . The above-described FIGS. 1 to 8 can be applied to this embodiment. As described for the general flow up to now, the temperature control of the first nanocarbon generating device and the second nanocarbon generating device is extremely important for producing good quality and stable nanocarbon.

第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置の加熱源を電気ヒータとし、夫々の設定温度を投入原料(液体、ガス)の性状によりきめ細かな制御することにより、短時間で設定温度に追従した温度コントロールが可能となる。これにより、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置の夫々で安定的にナノカーボンを生成することができる。   The heating source of the first nanocarbon generating device and the second nanocarbon generating device is an electric heater, and the set temperatures can be set in a short time by finely controlling the set temperatures according to the properties of the raw materials (liquid and gas). Temperature control that follows is possible. Thereby, nanocarbon can be stably produced | generated by each of a 1st nanocarbon production | generation apparatus and a 2nd nanocarbon production | generation apparatus.

また、第1のナノカーボン生成装置から排出される未反応炭化水素、第2のナノカーボン生成装置から排出される余剰炭化水素等を熱分解装置或いは別システムの加熱炉の加熱用バーナの燃料として供給し、その燃焼ガスを利用して第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置を加熱する場合においても、加熱源に電気ヒータを併用する方式にすることでも、短時間で設定温度に追従した温度コントロールが可能となる。これにより、第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置の夫々で安定的にナノカーボンを生成することができる。   In addition, unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator, surplus hydrocarbons discharged from the second nanocarbon generator, etc., as fuel for the burner for heating in the thermal decomposition apparatus or heating furnace of another system Even when the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator are heated using the combustion gas supplied, it can be set in a short time by using an electric heater as a heating source. Temperature control following the temperature becomes possible. Thereby, nanocarbon can be stably produced | generated by each of a 1st nanocarbon production | generation apparatus and a 2nd nanocarbon production | generation apparatus.

(第18の実施形態)
第18の実施形態(請求項17に対応)について図9を参照して説明する。本実施形態では、第2のナノカーボン生成装置から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として発電機を稼動し、その発生電気を第2のナノカーボン生成装置、第1のナノカーボン生成装置の夫々の電気ヒータの電源とすることができる。但し、図1〜図8と同部材は同符番を付して説明を省略する。
(Eighteenth embodiment)
An eighteenth embodiment (corresponding to claim 17) will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the generator is operated using unreacted surplus hydrocarbons discharged from the second nanocarbon generator as fuel, and the generated electricity is supplied to the second nanocarbon generator and the first nanocarbon generator. Each of the electric heaters can be a power source. However, the same members as those in FIGS.

図9中の符番71は発電機を示す。発電機71は、第1のナノカーボン生成装置11,第2のナノカーボン生成装置31に電気的に接続されている。図9に図示するように、第2のナノカーボン生成装置31から排出される未反応の余剰炭化水素は、余剰炭化水素供給配管72を経由して、発電機71に燃料として供給される。   Reference numeral 71 in FIG. 9 indicates a generator. The generator 71 is electrically connected to the first nanocarbon generator 11 and the second nanocarbon generator 31. As shown in FIG. 9, unreacted surplus hydrocarbons discharged from the second nanocarbon generating device 31 are supplied as fuel to the generator 71 via the surplus hydrocarbon supply pipe 72.

発電機71は、この未反応の余剰炭化水素を燃料として発電する。未反応の余剰炭化水素はカロリーが変動することもあり、バックアップとして都市ガス、プロパンガスを発電機61の助燃ガスとして供給するようにしてもよい。発電機71で発電した電気は、第1の
ナノカーボン生成装置11の電気ヒータ用電源、第2のナノカーボン生成装置31の電気ヒータ用電源として供給される。この他にも、発電機71で発電した電気をナノカーボン生成システム内の機器、配管ヒータ等の電源、ナノカーボン生成システム外の機器等の電源として供給することもできる。
The generator 71 generates power using this unreacted surplus hydrocarbon as fuel. Unreacted surplus hydrocarbons may fluctuate in calories, and city gas and propane gas may be supplied as auxiliary gas for the generator 61 as a backup. The electricity generated by the generator 71 is supplied as power for the electric heater of the first nanocarbon generating device 11 and power for the electric heater of the second nanocarbon generating device 31. In addition, the electricity generated by the generator 71 can be supplied as equipment in the nanocarbon generation system, power supply for the piping heater, etc., and power supply for equipment outside the nanocarbon generation system.

このように、ナノカーボン生成システムから排出される未反応の余剰炭化水素を活用して発電することで、ナノカーボン生成システムのシステム効率を高めた運転を行うことができる。これにより、第1のナノカーボン生成装置11と第2のナノカーボン生成装置31の温度制御も良好に行うことができる。   Thus, the operation | movement which improved the system efficiency of a nanocarbon production | generation system can be performed by utilizing the unreacted surplus hydrocarbon discharged | emitted from a nanocarbon production | generation system, and generating electric power. Thereby, temperature control of the 1st nanocarbon production | generation apparatus 11 and the 2nd nanocarbon production | generation apparatus 31 can also be performed favorably.

(第19の実施形態)
第19の実施形態(請求項18に対応)について図10を参照して説明する。同実施形態は、第1のナノカーボン生成装置、第2のナノカーボン生成装置のどちらかのみしか稼動しない場合に、何れかのナノカーボン生成装置から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として発電機を稼動し、その発生電気を何れかのナノカーボン生成装置の電気ヒータの電源とすることができることを特徴とする。なお、図1〜図9と同部材は同符番を付して説明を省略する。
(Nineteenth embodiment)
A nineteenth embodiment (corresponding to claim 18) will be described with reference to FIG. In the embodiment, when only one of the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator is operated, unreacted surplus hydrocarbons discharged from any nanocarbon generator are used as fuel. The generator is operated, and the generated electricity can be used as a power source for an electric heater of any nanocarbon generating device. In addition, the same member as FIGS. 1-9 attaches | subjects the same number, and abbreviate | omits description.

図10では、第1のナノカーボン生成装置11のみしか稼動しない場合に、第1のナノカーボン生成装置11から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として発電機71を稼動し、第2のナノカーボン生成装置31のみしか稼動しない場合は、第2のナノカーボン生成装置31から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として発電機を稼動するようにしている。発電機71は、夫々の未反応の余剰炭化水素を燃料として発電する。   In FIG. 10, when only the first nanocarbon generating device 11 is operated, the generator 71 is operated using unreacted surplus hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generating device 11 as fuel, When only the nanocarbon generating device 31 is operated, the generator is operated using unreacted surplus hydrocarbons discharged from the second nanocarbon generating device 31 as fuel. The generator 71 generates electricity using each unreacted surplus hydrocarbon as fuel.

未反応の余剰炭化水素はカロリーが変動することもあり、バックアップとして都市ガス、プロパンガスを発電機71の助燃ガスとして供給するようにしてもよい。発電機71で発電した電気は、第1のナノカーボン生成装置11の電気ヒータ用電源、または第2のナノカーボン生成装置31の電気ヒータ用電源の何れかに供給される。この他にも、発電機71で発電した電気を、ナノカーボン生成システム内の機器、配管ヒータ等の電源、ナノカーボン生成システム外の機器等の電源として供給することもできる。   Unreacted surplus hydrocarbons may fluctuate in calories, and city gas and propane gas may be supplied as auxiliary combustion gas for the generator 71 as a backup. The electricity generated by the generator 71 is supplied to either the electric heater power source of the first nanocarbon generating device 11 or the electric heater power source of the second nanocarbon generating device 31. In addition to this, the electricity generated by the generator 71 can be supplied as a power source for equipment in the nanocarbon generation system, a power source for a pipe heater, etc., and a power source for equipment outside the nanocarbon generation system.

このように、第1のナノカーボン生成装置11、第2のナノカーボン生成装置31のどちらかのみしか稼動しない場合においても、ナノカーボン生成システムから排出される未反応の余剰炭化水素を活用して発電することで、ナノカーボン生成システムのシステム効率を高めた運転を行うことができる。これにより、第1のナノカーボン生成装置11、第2のナノカーボン生成装置31のどちらかのみしか稼動しない場合においても、第1のナノカーボン生成装置或いは第2のナノカーボン生成装置31の温度制御を良好に行うことができる。   Thus, even when only one of the first nanocarbon generating device 11 and the second nanocarbon generating device 31 operates, the unreacted surplus hydrocarbon discharged from the nanocarbon generating system is utilized. By generating electricity, it is possible to perform operation with improved system efficiency of the nanocarbon generation system. Thereby, even when only one of the first nanocarbon generating device 11 and the second nanocarbon generating device 31 is operated, temperature control of the first nanocarbon generating device 31 or the second nanocarbon generating device 31 is performed. Can be performed satisfactorily.

なお、上記第19の実施形態において、第1のナノカーボン生成装置、第2のナノカーボン生成装置を有するナノカーボン生成システムの効率的な加熱方法として、他にも、次のようなケースが挙げられる。
(1) 第1のナノカーボン生成装置と第2のナノカーボン生成装置の加熱源は熱風とし、夫々の設定温度を投入原料(液体、ガス)の性状により制御することができるようにする場合。
(2) 第2のナノカーボン生成装置から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として加熱炉バーナを稼動し、その発生熱風を第1のナノカーボン生成装置,第2のナノカーボン生成装置の加熱源とするようにする場合。
(3) 第1のナノカーボン生成装置のみしか稼動しない場合は、第1のナノカーボン生成装置から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として加熱炉バーナを稼動し、その発生熱風を第1のナノカーボン生成装置,第2のナノカーボン生成装置の加熱源とすることができるようにする場合。
In the nineteenth embodiment, as an efficient heating method for the nanocarbon generation system having the first nanocarbon generation device and the second nanocarbon generation device, the following cases are given as well. It is done.
(1) The heating source of the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator is hot air so that the set temperatures can be controlled by the properties of the input raw materials (liquid and gas).
(2) The furnace burner is operated using unreacted surplus hydrocarbons discharged from the second nanocarbon generator as fuel, and the generated hot air is sent to the first nanocarbon generator and the second nanocarbon generator. When using as a heating source.
(3) When only the first nanocarbon generator is operated, the furnace burner is operated using unreacted surplus hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator as fuel, and the generated hot air is used as the first hot air. When making it possible to use as a heating source for the second nanocarbon generation device.

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

本発明の第1の実施形態に対応するナノカーボン生成システムの概略フロー図。1 is a schematic flow diagram of a nanocarbon generation system corresponding to a first embodiment of the present invention. 図1のナノカーボンシステムの第1・第2のナノカーボン生成装置の説明図。Explanatory drawing of the 1st, 2nd nanocarbon production | generation apparatus of the nanocarbon system of FIG. 本発明の第2・第3・第4の実施形態に対応するナノカーボン生成システムの概略フロー図。The schematic flowchart of the nanocarbon production | generation system corresponding to 2nd, 3rd, 4th embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に対応するナノカーボン生成システムの概略フロー図。The schematic flowchart of the nanocarbon production | generation system corresponding to the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6・第7・第8の実施形態に対応するナノカーボン生成システムの概略フロー図。The schematic flowchart of the nanocarbon production | generation system corresponding to 6th, 7th, 8th embodiment of this invention. 本発明の第9〜第13の実施形態に対応するナノカーボン生成システムの概略フロー図。The schematic flowchart of the nanocarbon production | generation system corresponding to 9th-13th embodiment of this invention. 本発明の第14の実施形態に対応するナノカーボン生成システムの概略フロー図。The schematic flowchart of the nanocarbon production | generation system corresponding to the 14th Embodiment of this invention. 本発明の第15・第16の実施形態に対応するナノカーボン生成システムの概略フロー図。The schematic flowchart of the nanocarbon production | generation system corresponding to 15th * 16th embodiment of this invention. 本発明の第18の実施形態に対応するナノカーボン生成システムの概略フロー図。The general | schematic flowchart of the nanocarbon production | generation system corresponding to the 18th Embodiment of this invention. 本発明の第19の実施形態に対応するナノカーボン生成システムの概略フロー図。The schematic flowchart of the nanocarbon production | generation system corresponding to 19th Embodiment of this invention. 気相成長基板法を用いてカーボンナノチューブを製造する方法の説明図。Explanatory drawing of the method of manufacturing a carbon nanotube using a vapor phase growth substrate method. 流動気相法を用いてカーボンナノチューブを製造する方法の説明図。Explanatory drawing of the method of manufacturing a carbon nanotube using a fluid gas phase method.

符号の説明Explanation of symbols

11…低温レベルの第1のナノカーボン生成装置、12…原料投入ホッパー、13…原料供給配管、14…第1の回収容器、15,35…加熱炉容器、16,36…円錐状金属基板、17,37…基板加熱ヒータ(加熱源)、31…高温レベルの第2のナノカーボン生成装置、41…余剰炭化水素供給配管、42…未反応炭化水素供給配管、51…熱分解装置、52…熱分解残渣回収容器、53…熱分解ガス供給配管、54…熱分解残渣供給配管、61,62…水素供給配管、63,64…水蒸気供給配管、65…触媒供給配管、66…オイル投入ホッパー、67…オイル及び触媒投入ホッパー、68…オイル及び触媒粉供給配管、71…発電機、72…余剰炭化水素供給配管。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Low temperature level 1st nano carbon production | generation apparatus, 12 ... Raw material injection | throwing-in hopper, 13 ... Raw material supply piping, 14 ... 1st collection | recovery container, 15, 35 ... Reheating furnace container, 16, 36 ... Conical metal substrate, 17, 37 ... Substrate heater (heating source), 31 ... Second high-temperature nanocarbon generator, 41 ... Excess hydrocarbon supply pipe, 42 ... Unreacted hydrocarbon supply pipe, 51 ... Pyrolysis apparatus, 52 ... Pyrolysis residue collection container, 53 ... Pyrolysis gas supply pipe, 54 ... Pyrolysis residue supply pipe, 61, 62 ... Hydrogen supply pipe, 63, 64 ... Steam supply pipe, 65 ... Catalyst supply pipe, 66 ... Oil injection hopper, 67 ... Oil and catalyst charging hopper, 68 ... Oil and catalyst powder supply piping, 71 ... Generator, 72 ... Excess hydrocarbon supply piping.

Claims (21)

有機物を原料とするナノカーボン生成において、低温レベルの第1のナノカーボン生成装置と、内部温度を前記第1のナノカーボン生成装置における内部設定温度以上に設定した高温レベルの第2のナノカーボン生成装置とを具備し、
ナノカーボン生成を低温レベルでのナノカーボン生成、高温レベルでのナノカーボン生成の2段階で行い、
第1のナノカーボン生成装置で排出される未反応炭化水素を第2のナノカーボン生成装置に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することを特徴とするナノカーボン生成システム。
In nanocarbon generation using organic matter as a raw material, a first nanocarbon generation device at a low temperature level and a second nanocarbon generation at a high temperature level in which the internal temperature is set to be equal to or higher than the internal set temperature in the first nanocarbon generation device A device,
Nanocarbon generation is performed in two stages: nanocarbon generation at a low temperature level and nanocarbon generation at a high temperature level.
By collecting unreacted hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator into the second nanocarbon generator, it is possible to recover both nanocarbon generated at a low temperature level and nanocarbon generated at a high temperature level. Characteristic nanocarbon generation system.
有機物を原料とするナノカーボン生成において、低温レベルの第1のナノカーボン生成装置と、内部温度を前記第1のナノカーボン生成装置における内部設定温度以上に設定した高温レベルの第2のナノカーボン生成装置と、有機物原料を熱分解する熱分解装置とを具備し、
熱分解装置で熱分解して生成した熱分解ガスを第1のナノカーボン生成装置で排出される未反応炭化水素とともに第2のナノカーボン生成装置に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することを特徴とするナノカーボン生成システム。
In nanocarbon generation using organic matter as a raw material, a first nanocarbon generation device at a low temperature level and a second nanocarbon generation at a high temperature level in which the internal temperature is set to be equal to or higher than the internal set temperature in the first nanocarbon generation device An apparatus, and a thermal decomposition apparatus for thermally decomposing organic raw materials,
Nanocarbon generated at a low temperature level by putting the pyrolysis gas generated by pyrolysis in the pyrolysis apparatus into the second nanocarbon generation apparatus together with unreacted hydrocarbons discharged in the first nanocarbon generation apparatus, A nanocarbon production system that collects both nanocarbons produced at high temperatures.
有機物を原料とするナノカーボン生成において、低温レベルの第1のナノカーボン生成装置と、内部温度を前記第1のナノカーボン生成装置における内部設定温度以上に設定した高温レベルの第2のナノカーボン生成装置と、有機物原料を熱分解する熱分解装置とを具備し、
熱分解装置で熱分解して生成した熱分解残渣を第1のナノカーボン生成装置で排出される未反応炭化水素とともに第2のナノカーボン生成装置に入れることにより、低温レベルで生成するナノカーボン、高温レベルで生成するナノカーボンの両方を回収することを特徴とするナノカーボン生成システム。
In nanocarbon generation using organic matter as a raw material, a first nanocarbon generation device at a low temperature level and a second nanocarbon generation at a high temperature level in which the internal temperature is set to be equal to or higher than the internal set temperature in the first nanocarbon generation device An apparatus, and a thermal decomposition apparatus for thermally decomposing organic raw materials,
Nanocarbon generated at a low temperature level by putting the pyrolysis residue generated by thermal decomposition in the thermal decomposition apparatus into the second nanocarbon generation apparatus together with unreacted hydrocarbons discharged in the first nanocarbon generation apparatus, A nanocarbon production system that collects both nanocarbons produced at high temperatures.
前記第1のナノカーボン生成装置でのナノカーボン生成装置内部設定温度を500〜800℃、前記第2のナノカーボン生成装置でのナノカーボン生成装置内部設定温度を800〜1200℃とすることを特徴とする請求項1乃至3いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 The internal set temperature of the nanocarbon generator in the first nanocarbon generator is set to 500 to 800 ° C., and the set internal temperature of the nanocarbon generator in the second nanocarbon generator is set to 800 to 1200 ° C. The nanocarbon generation system according to any one of claims 1 to 3. 前記第1のナノカーボン生成装置と前記第2のナノカーボン生成装置に夫々水素を添加することを特徴とする請求項1乃至4いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 5. The nanocarbon generation system according to claim 1, wherein hydrogen is added to each of the first nanocarbon generation apparatus and the second nanocarbon generation apparatus. 前記第1のナノカーボン生成装置と前記第2のナノカーボン生成装置に夫々水蒸気を添加することを特徴とする請求項1乃至5いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 6. The nanocarbon generation system according to claim 1, wherein water vapor is added to each of the first nanocarbon generation apparatus and the second nanocarbon generation apparatus. 前記第1のナノカーボン生成装置と前記第2のナノカーボン生成装置の夫々に投入する原料に触媒を添加することを特徴とする請求項1乃至6いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 The nanocarbon generation system according to any one of claims 1 to 6, wherein a catalyst is added to a raw material charged into each of the first nanocarbon generation apparatus and the second nanocarbon generation apparatus. 前記第1のナノカーボン生成装置と前記第2のナノカーボン生成装置に添加する触媒は異なることを特徴とする請求項1乃至7いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 The nanocarbon generation system according to any one of claims 1 to 7, wherein a catalyst added to the first nanocarbon generation apparatus and the second nanocarbon generation apparatus are different from each other. 前記第1のナノカーボン生成装置に添加する触媒にはFe系触媒を、前記第2のナノカーボン生成装置に添加する触媒にはNi系触媒を添加することを特徴とする請求項8記載のナノカーボン生成システム。 The nano catalyst according to claim 8, wherein a Fe-based catalyst is added to the catalyst added to the first nanocarbon generating device, and a Ni-based catalyst is added to the catalyst added to the second nanocarbon generating device. Carbon generation system. 前記第2のナノカーボン生成装置にオイルを添加することを特徴とする請求項1乃至9いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 The nanocarbon generation system according to any one of claims 1 to 9, wherein oil is added to the second nanocarbon generation apparatus. 前記第2のナノカーボン生成装置にバイオマスオイルを添加することを特徴とする請求項1乃至9いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 10. The nanocarbon generation system according to claim 1, wherein biomass oil is added to the second nanocarbon generation apparatus. 前記バイオマスオイルとしては、木材、草、生ごみ、下水汚泥等を熱分解して得られるオイルであることを特徴とする請求項11記載のナノカーボン生成システム。 12. The nanocarbon generation system according to claim 11, wherein the biomass oil is an oil obtained by pyrolyzing wood, grass, garbage, sewage sludge and the like. 前記バイオマスオイルとしては、木材、草、生ごみ、下水汚泥等をメタン発酵して得られるオイルであることを特徴とする請求項11記載のナノカーボン生成システム。 12. The nanocarbon generation system according to claim 11, wherein the biomass oil is oil obtained by methane fermentation of wood, grass, garbage, sewage sludge and the like. 前記熱分解装置に投入する前記有機物原料は、木材、草、生ごみ、下水汚泥、これらを熱分解して得られる炭化物(残渣)、これらをメタン発酵して得られる炭化物(残渣)等であることを特徴とする請求項2または3記載のナノカーボン生成システム。 The organic raw materials to be charged into the pyrolyzer are wood, grass, garbage, sewage sludge, carbides (residues) obtained by pyrolyzing these, and carbides (residues) obtained by methane fermentation of these. nanocarbon generation system according to claim 2 or 3, wherein the. 前記第1のナノカーボン生成装置で得られる回収ナノカーボンと、前記第2のナノカーボン生成装置で得られる回収ナノカーボンとの生成ナノカーボンの使用用途を区別できることを特徴とする請求項1乃至14いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 The use application of the produced nanocarbon of the recovered nanocarbon obtained by the first nanocarbon production device and the recovered nanocarbon obtained by the second nanocarbon production device can be distinguished. The nanocarbon generation system according to any one of the above. 前記第1のナノカーボン生成装置と前記第2のナノカーボン生成装置の加熱源は電気ヒータとし、夫々の設定温度を投入原料の性状により制御することを特徴とする請求項1乃至15いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 The heating source of the first nanocarbon generation device and the second nanocarbon generation device is an electric heater, and each set temperature is controlled according to the properties of the input raw materials. The described nanocarbon generation system. 前記第2のナノカーボン生成装置から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として発電機を稼動し、その発生電気を第2のナノカーボン生成装置、第1のナノカーボン生成装置の電気ヒータの電源とすることができることを特徴とする請求項1乃至16いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 The generator is operated using unreacted surplus hydrocarbons discharged from the second nanocarbon generating device as fuel, and the generated electricity is supplied to the second nanocarbon generating device and the electric heater of the first nanocarbon generating device. The nanocarbon generation system according to any one of claims 1 to 16, wherein the nanocarbon generation system can be a power source. 前記第1のナノカーボン生成装置、前記第2のナノカーボン生成装置のどちらかのみしか稼動しない場合は、何れかのナノカーボン生成装置から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として発電機を稼動し、その発生電気を何れかのナノカーボン生成装置の電気ヒータの電源とすることができることを特徴とする請求項1乃至17いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 When only one of the first nanocarbon generating device and the second nanocarbon generating device is operated, a generator is operated using unreacted surplus hydrocarbons discharged from any nanocarbon generating device as fuel. The nanocarbon generating system according to any one of claims 1 to 17, wherein the nanocarbon generating system can operate and use the generated electricity as a power source of an electric heater of any nanocarbon generating device. 前記第1のナノカーボン生成装置と前記第2のナノカーボン生成装置の加熱源は熱風とし、夫々の設定温度を投入原料(液体、ガス)の性状により制御することができることを特徴とする請求項1乃至18いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 The heating source of the first nanocarbon generating device and the second nanocarbon generating device is hot air, and each set temperature can be controlled by the properties of the input raw material (liquid, gas). The nanocarbon generation system according to any one of 1 to 18. 前記第2のナノカーボン生成装置から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として加熱炉バーナを稼動し、その発生熱風を前記第2のナノカーボン生成装置、前記第1のナノカーボン生成装置の加熱源とすることができることを特徴とする請求項1乃至19いずれか一記載のナノカーボン生成システム。 The furnace burner is operated using unreacted surplus hydrocarbons discharged from the second nanocarbon generator as fuel, and the generated hot air is used as the second nanocarbon generator and the first nanocarbon generator. The nanocarbon generation system according to claim 1, wherein the nanocarbon generation system can be used as a heating source. 前記第1のナノカーボン生成装置のみしか稼動しない場合は、前記第1のナノカーボン生成装置から排出される未反応の余剰炭化水素を燃料として加熱炉バーナを稼動し、その発生熱風を前記第2のナノカーボン生成装置、前記第1のナノカーボン生成装置の加熱源とすることができることを請求項1乃至20いずれか一記載の特徴とするナノカーボン生成システム。 When only the first nanocarbon generator is operated, the furnace burner is operated using unreacted surplus hydrocarbons discharged from the first nanocarbon generator as fuel, and the generated hot air is used as the second hot air. 21. The nanocarbon generation system according to claim 1, wherein the nanocarbon generation apparatus can be used as a heating source of the first nanocarbon generation apparatus.
JP2008263063A 2008-10-09 2008-10-09 Nanocarbon generation system Expired - Fee Related JP5300403B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008263063A JP5300403B2 (en) 2008-10-09 2008-10-09 Nanocarbon generation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008263063A JP5300403B2 (en) 2008-10-09 2008-10-09 Nanocarbon generation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010090006A JP2010090006A (en) 2010-04-22
JP5300403B2 true JP5300403B2 (en) 2013-09-25

Family

ID=42253117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008263063A Expired - Fee Related JP5300403B2 (en) 2008-10-09 2008-10-09 Nanocarbon generation system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5300403B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4177533B2 (en) * 1999-10-08 2008-11-05 日機装株式会社 Fine vapor growth carbon fiber production apparatus, fine vapor growth carbon fiber production method, fine vapor growth carbon fiber adhesion prevention apparatus, and fine vapor growth carbon fiber
JP2002180252A (en) * 2000-12-13 2002-06-26 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method of manufacturing carbon nanotube
JP3404543B1 (en) * 2001-11-16 2003-05-12 独立行政法人産業技術総合研究所 Method for producing carbon nanotube
JP5071896B2 (en) * 2004-05-18 2012-11-14 株式会社還元溶融技術研究所 Method and apparatus for producing carbon fine particles
JP2007112879A (en) * 2005-10-19 2007-05-10 Toshiba Corp System and method for thermal decomposition treatment of waste product
JP4959976B2 (en) * 2005-12-14 2012-06-27 株式会社東芝 Waste pyrolysis treatment system and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010090006A (en) 2010-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zheng et al. Hydrogen and syngas production from municipal solid waste (MSW) gasification via reusing CO2
Hu et al. Syngas production by chemical-looping gasification of wheat straw with Fe-based oxygen carrier
Zhuo et al. Upcycling waste plastics into carbon nanomaterials: A review
CN102424359B (en) Method for preparing synthetic gas by three-phase type biomass pyrolysis-gasification-catalytic reforming
TWI494423B (en) Process and device for the production of synthesis gas from biomass
CN102329651B (en) Three-stage gasification device for producing synthesis gas through biomass pyrolysis and gasification
Tian et al. Synthesis of biomimetic monolithic biochar-based catalysts for catalytic decomposition of biomass pyrolysis tar
Cheng et al. Allothermal gasification of biomass using micron size biomass as external heat source
Shah et al. Conversion of pyrolytic non-condensable gases from polypropylene co-polymer into bamboo-type carbon nanotubes and high-quality oil using biochar as catalyst
JP2023545023A (en) Systems and methods for processing
Saputri et al. Synthesis of carbon nanotubes (CNT) by chemical vapor deposition (CVD) using a biogas-based carbon precursor: a review
CN102066532A (en) Process and equipment for reforming gasification gas
CN105315124B (en) The method and system of acetylene or ethene are produced using organic waste
JP5117253B2 (en) Nanocarbon production equipment
Wu et al. Improving catalyst performance of Ni-CaO-C to enhance H2 production from biomass steam gasification through induction heating technology
JP5695662B2 (en) Upper feed double swirl gasifier
CA2859753A1 (en) Method and device for producing synthetic gas and method and device for synthesizing liquid fuel
CN105623685A (en) Method and equipment for continuous co-production of gas and charcoal through biomass material in-situ catalytic cracking
CN101328423A (en) Method and apparatus for removing superadiabatic partial oxidation coke tar and coke and gas reform
JP5117251B2 (en) Nanocarbon and carbide continuous production equipment
CN103303865A (en) Reforming reactor with mixed type gas distributor and process thereof
JP5300403B2 (en) Nanocarbon generation system
JP2009242179A (en) Nanocarbon and carbonized material continuous production apparatus
JP5072887B2 (en) Nanocarbon generator
JP2009013184A (en) Gasification system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100916

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120702

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130129

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130329

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130528

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130618

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees