Claims (10)
1. กระบวนการสำหรับผลิตถ่านเขม่า หรือสารที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบ โดยการเปลี่ยนแปลงวัสดุป้อนที่มีคาร์บอนเป็นส่วน ประกอบ ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้ : • การทำให้เกิดพลาสมาแกสด้วยพลังงงานไฟฟ้า • การนำพลาสมาแกสไปผ่านเวนจูรี ซึ่งเส้นผ่าศูนย์กลางของเวน จูรีแคบลงในทิศทางของการไหล ของพลาสมาแกส • การนำพลาสมาแกสเข้าสู่บริเวณทำปฏิกิริยา ซึ่งในสภาพการไหล ที่มีอยู่ที่เกิดจาก แรงอากาศพลศาสตร์ และแรงแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่มีเกิดการไหลเวียนกลับอย่างมีนัยสำคัญ ของวัสดุป้อน หรือ ผลผลิตเข้าไปในเขตของการเกิดพลาสมา • การฉีดวัสดุป้อนเข้าไปในพลาสมาแกสในบริเวณทำปฏิกิริยา • การเอาผลผลิตของปฏิกิริยาออกจากบริเวณทำปฏิกิริยา และ • การแยกถ่านเขม่า หรือ สารที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบจากผล ผลิตชนิดอื่นของปฏิกิริยา1. The process for producing carbon soot or carbon-containing substances by modifying the carbon-containing feed material consists of the following steps: • Electrical generation of plasma gas; • Passing the plasma gas through a venturi, whose diameter is narrowed in the direction of the plasma gas flow; • Introducing the plasma gas into the reaction zone, where, under aerodynamic and electromagnetic forces, there is no significant backflow of feed or products into the plasma zone; • Injecting the feed material into the plasma gas in the reaction zone; • Removing the reaction products from the reaction zone; and • Separating the carbon soot or carbon-containing substances from other reaction products.
2. วิธีการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 1 ซึ่งพลาสมา แกสถูกทำให้เกิดขึ้น โดยการนำพลาสมาไปผ่านอาร์คไฟฟ้า ที่ เสนอให้เป็นอาร์คเชิงประกอบที่เกิดขึ้นจากอิเล็กโทรด อย่าง น้อยสามตัว2. The method as defined in Claim 1, in which the plasma gas is generated by passing the plasma through an electric arc, proposed as a compound arc generated by at least three electrodes.
3. วิธีการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 1 หรือ 2 ซึ่ง มีลักษณะเฉพาะ อยู่ที่ลักษณะสำคัญหนึ่งชนิด หรือมากกว่าดัง ต่อไปนี้ : (a) พลาสมาถูกทำให้เกิดขึ้นด้วยอิเล็กโทรดที่ประกอบด้วย แกรฟไฟท์ (b) อาร์คถูกทำให้เกิดขึ้นโดยการต่อแหล่งกำลัง AC เข้า กับอิเล็กโทรด (c) ความถี่ของกระแสอยู่ระหว่าง 50 Hz ถึง 10 kHz (d) เวนจูรีประกอบด้วยแกรฟไฟท์ที่ผิวในของมัน (e) เวนจูรีถูกทำขึ้นเป็นรูปกรวยที่ต่อเนื่อง หรือที่เป็น ขั้น (f) เวนจูรีที่นำมาใช้มีปลายทางปลายกระแสที่ขยายตัวอย่าง ทันทีทันใดจากส่วนคอของเวนจูรี (g) วัสดุป้อนเลือกได้จากหนึ่งชนิด หรือมากกว่าที่เป็นมีเ ธน, อีเธน, เอทธิลลีน, อาเซตทิลลีน, โปรเปน, โปรปิลลีน,น้ำ มันหนัก, น้ำมันที่จะทิ้ง, น้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับการสลาย ด้วยความร้อน วัสดุป้อนถูกป้อนเข้าร่วมกับ หรือไม่ร่วมกับ สารพาหะ และโดยที่มี หรือไม่มีการให้ความร้อนล่วงหน้า (h) วัสดุป้อนเป็นสารที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบที่เป็นของ แข็ง ที่ถูกฉีดเข้าร่วมไปกับ แกสพาหะ ที่เลือกได้จากถ่าน เขม่า, อาเซตทิลลีนแบลด, เธอร์มาลแบลคแกรฟไฟท์, ถ่านโค้ก หรือวัสดุของแข็งใดที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบ (i) มีการเติมสารเร่งปฏิกิริยาประเภทโลหะที่เสนอให้เป็น Ni,Co,Fe ลงไปยังวัสดุป้อน (j) พลาสมาแกสถูกฉีดตามแนวแกนเหนือศูนย์กลางของอิเล็กโทรด เพื่อให้ผ่านอาร์คโดยตรง ในเขตอาร์ค (k) แกสสำหรับทำให้เกิดพลาสมาแกสประกอบด้วย หรือมีส่วน ประกอบที่เป็นแกสหนึ่งชนิด หรือมากกว่าจาก ไฮโดรเจน,ไนโตรเจน, อาร์กอน, คาร์บอนโมนอกไซด์,ฮีเลียม (l) วัสดุป้อน คือ ไฮโดรคาร์บอน และอุณหภูมิในเขต ทำปฏิกริยาอยู่ระหว่าง 900 องศาเซลเซียส ถึง 300 องศา เซลเซียส (m) วัสดุป้อนเป็นคาร์บอนที่เป็นของแข็ง และอุณหภูมิในเขต ทำปฏิกริยาอยู่ระหว่าง 3000 องศาเซลเซียส ถึง 5000 องศา เซลเซียส (n) อัตราการไหลของพลาสมาแกสได้รับการปรับตามลักษณะของ พลาสมาแกส และ กำลังไฟฟ้าให้อยู่ระหว่าง 0.000 Nm3/h ถึง 0.3 Nm3/h ต่อ kW ของกำลังไฟฟ้า (o) ส่วนหนึ่งของแกสที่ปล่อยออกจากการทำปฏิกิริยาถูกเวียน กลับไปเป็นอย่างน้อยส่วนหนึ่ง ของแกสสำหรับทำให้เกิดพลาสมา แกส (p) วัสดุป้อนถูกฉีดผ่านตัวฉีดอย่างน้อยหนึ่งตัว ที่เสนอ ให้ผ่านตัวฉีดสองถึงห้าตัว (q) วัสดุป้อนถูกฉีดเข้าไปยังศูนย์กลางของกระแสพลาสมาแกส (r) วัสดุป้อนถูกฉีดในลักษณะที่มีส่วนประกอบที่อยู่ในแนว สัมผัสวงกลม และ/หรือ ในแนวรัศมี และ/หรือ ในแนวแกน เข้าไป ในเขตนอกของกระแสพลาสมาแกส (s) กระบวนการได้รับการดำเนินการในขณะไม่มีออกซิเจน หรือใน ขณะที่มี ออกซิเจนปริมาณเล็กน้อย ที่เสนอให้อัตราส่วนโดยน้ำ หนักของอะตอมของ ออกซิเจน/คาร์บอนต่ำกว่า 1/6 (t) กระบวนการได้รับการดำเนินการในขณะที่มีอัลคาไลที่เติมลง ไปเพื่อลดโครงสร้าง (u) ผลผลิตดังต่อไปนี้ หนึ่งชนิด หรือมากกว่าถูกแยกเอาออกมา - ถ่านเขม่า - ฟลูเลอรีน - ไฮโดรเจน -โมโนทูบผนังเดี่ยว - โมโนทูบหลายผนัง3. The method as defined in Claim 1 or 2 is characterized by one or more of the following essential characteristics: (a) the plasma is generated by an electrode made of graphite; (b) the arc is generated by connecting an AC power source to the electrode; (c) the frequency of the current is between 50 Hz and 10 kHz; (d) the venturi contains graphite on its inner surface; (e) the venturi is made in the form of a continuous cone or a stepped cone; (f) the applied venturi has a current-expanding terminal that extends abruptly from the neck of the venturi; (g) the feed material is selectable from one or more of the following: methane, ethane, ethylene, acetylene, propane, propylene, heavy oil, waste oil, fuel oil for thermal decomposition. The feed material is fed together with (h) The feed is a solid carbon-containing material injected together with a carrier gas of choice from carbon, soot, acetylene blade, thermal black graphite, coke, or any other solid carbon-containing material. (i) A proposed metal catalyst, Ni, Co, Fe, is added to the feed. (j) The plasma gas is injected axially above the center of the electrode to pass directly through the arc in the arc zone. (k) The plasma gas consists of, or contains, one or more gaseous components from hydrogen, nitrogen, argon, carbon monoxide, helium. (l) The feed is hydrocarbons and the temperature in the reaction zone is between 900 °C and 300 °C. (m) The feed is solid carbon and the temperature in the reaction zone is The reaction is performed at a temperature of between 3000 °C and 5000 °C (n). The plasma gas flow rate is adjusted according to the characteristics of the plasma gas and the electrical power to be between 0.000 Nm3/h and 0.3 Nm3/h per kW of electrical power (o). A portion of the gas released from the reaction is recirculated back into at least a portion of the gas for plasma generation (p). The feed material is injected through at least one injector, with the option of using two to five injectors (q). The feed material is injected into the center of the plasma gas stream (r). The feed material is injected in a manner that tangentially, circularly, and/or radially and/or axially into the outer region of the plasma gas stream (s). The process is performed in the absence of oxygen or in the presence of a small amount of oxygen, with the oxygen/carbon atomic weight ratio being less than 1/6 (t). The process is performed in the presence of added alkali. To reduce the structure (u), one or more of the following products are separated: - Carbon dioxide - Fullerene - Hydrogen - Single-walled monotube - Multi-walled monotube
4. ปฏิกรณ์สำหรับการดำเนินกระบวนการ ของข้อถือสิทธิข้อ หนึ่งข้อใด ที่มุ่งไปสู่กระบวนการ ซึ่งประกอบด้วยส่วนต่อไป นี้ ที่เชื่อมต่อกันด้วยการไหลแบบเปิด • ส่วนหัว (3) ที่ประกอบด้วย - อิเล็กโทรดอย่างน้อยสองตัว (8) และ - แหล่งป้อนแกส สำหรับทำให้เกิดอาร์คระหว่างอิเล็กโทรด เมื่อจ่ายกำลัง ไฟฟ้าที่เพียงพอ,ดังนั้น จึงทำให้เกิดเขตอาร์ค ซึ่งอาจป้อน แกสจากแหล่งป้อนแกสเข้าไปในนั้น เพื่อทำให้เกิดพลาสมาแกส • โชครูปเวนจูรี (11) • เขตทำปฏิกิริยา (10) และ • ตัวฉีดวัสดุป้อนอย่างน้อยหนึ่งตัว (3) สำหรับฉีดแกสที่ เป็นวัสดุป้อนเข้าไปในบริเวณทำปฏิกิริยา ซึ่งเวนจูรีแคบลงไป ทางส่วนทำปฏิกิริยา4. The reactor for the operation of any one of the claims directed toward the process consists of the following parts connected by open flow: • A head (3) containing - at least two electrodes (8) and - a gas feeder for creating an arc between the electrodes. When sufficient power is supplied, thus creating an arc zone into which gas from the gas feeder can be fed to produce a gas plasma. • A venturi chamber (11) • A reaction zone (10) and • at least one feed material injector (3) for injecting the feed gas into the reaction zone, where the venturi narrows toward the reaction zone.
5. ปฏิกรณ์ตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 4 ที่มีรูปภาย ในที่จัดว่า เป็นทรงกระบอก5. A reactor as defined in Claim 4, with an internal shape classified as cylindrical.
6. ปฏิกรณ์ตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 4 หรือ 5 ซึ่ง ผิวที่เผยสัมผัส กับอุณหภูมิสูงทำจากแกรฟไฟท์ที่ประกอบด้วย วัสดุต้านทานอุณหภูมิสูง6. A reactor as defined in claim 4 or 5, whose exposed surfaces to high temperatures are made of graphite incorporated with a high-temperature resistant material.
7. ปฏิกรณ์ตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 4,5 หรือ 6 ซึ่งประกอบด้วย ช่องที่มีความสูงระหว่าง 1.5 ถึง 5 เมตร และ มีเส้นผ่าศูนย์กลางระหว่าง 20 ถึง 150 เซนติเมตร7. A reactor as defined in claims 4, 5, or 6, consisting of a chamber with a height between 1.5 and 5 meters and a diameter between 20 and 150 centimeters.
8. ถ่านเขม่าที่มีความแตกต่างทางลบระหว่างพื้นที่ผิวแบบ ไนโตรเจน กับพื้นที่ผิว CTAB และมีความหนาแน่นในตัวต่ำกว่า 1.9 กรัม/ลูกบาสก์เซ็นติเมตร โดยที่เสนอ ให้อยู่ระหว่าง 1.5 ถึง 1.8/ลูกบาสก์เซ็นติเมตร8. Carbon soot with a negative difference between the nitrogen-type and CTAB surface areas and a density lower than 1.9 g/cubic centimeter, proposed to be between 1.5 and 1.8 g/cubic centimeter.
9. ถ่านเขม่าตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 8 ที่มีพื้น ที่ผิวแบบไนโตรเจน ตั้งแต่ 5 ถึง 150 ตารางเมตร/กรัม และมี การดูดซับ DBP ตั้งแต่ 30 ถึง 300 มิลลิลิตร/100 กรัม9. Carbon soot as defined in claim 8 with a nitrogen-type surface area of 5 to 150 m²/g and a DBP adsorption capacity of 30 to 300 ml/100g.
10. ถ่านเขม่าตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 8 หรือ 9 ที่มีความพรุน ที่ถูกกำหนดโดยช่วงต่อไปนี้ -20 m2/gน้อยกว่าหรือเท่ากับ N2SA-CTABSA < O m2/g10. Carbon soot as defined in Reservience 8 or 9 with porosity determined by the following range: -20 m2/g less than or equal to N2SA-CTABSA < 0 m2/g