至少一种还原剂 在催化剂的存在下反应包括使所述至少一种碳氧化物、所述氮气和包含氨气的还原剂在所 述催化剂的存在下反应。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂 在催化剂的存在下反应包括使所述至少一种碳氧化物、所述氮气和包含碳氨化合物的还原 剂在所述催化剂的存在下反应。
14. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂 在催化剂的存在下反应包括使所述至少一种碳氧化物、所述氮气和包含甲烧的还原剂在所 述催化剂的存在下反应。
15. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂 在催化剂的存在下反应包括使合成气体在所述催化剂的存在下反应。
16. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂 在催化剂的存在下反应包括使所述至少一种碳氧化物、所述氮气和所述至少一种还原剂在 包含铁的催化剂的存在下反应。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中使所述至少一种碳氧化物、所述氮气和至少一 种所述还原剂在包含铁的催化剂的存在下反应包括使所述至少一种碳氧化物、所述氮气和 所述至少一种还原剂在包含钢的催化剂的存在下反应。
18. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂 在催化剂的存在下反应包括使所述至少一种碳氧化物、所述氮气和所述至少一种还原剂在 包含多个纳米颗粒的催化剂的存在下反应，其中每个纳米颗粒负载在碳纳米纤维上。
19. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂 在催化剂的存在下反应包括使所述至少一种碳氧化物、所述氮气和所述至少一种还原剂在 催化剂的存在下、在约400°C与约1000°C之间的温度下反应。
20. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂 在催化剂的存在下反应包括使所述至少一种碳氧化物、所述氮气和所述至少一种还原剂在 催化剂的存在下、在约100 kPa与约100 GPa之间的压力下反应。
21. 根据权利要求1所述的方法，其还包括将所述至少一种碳氧化物、所述氮气和所 述至少一种还原剂压缩至预定压力。
22. 根据权利要求1所述的方法，其还包括控制反应器中水的浓度，W限制所述催化 剂的氧化并且促进产生所述固体碳产物的所选同素异形体和形态。
23. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂 在催化剂的存在下反应包括形成多个碳纳米管。
24. 根据权利要求23所述的方法，其中形成多个碳纳米管包括形成所述多个碳纳米 管W具有使所述多个碳纳米管的所述表面官能化的氮的部分和胺基部分。
25. 根据权利要求1所述的方法，其中从所述尾气混合物中回收氨包括： 将所述尾气混合物暴露于含水液体； 使所述氨的至少一部分吸收在所述含水液体中；W及 将所述尾气混合物与所述含水液体分离。
26. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物和至少一种还原剂在催化 剂的存在下反应包括形成呈蒸汽形式的水。
27. 根据权利要求21所述的方法，其还包括： 冷凝所述蒸汽的至少一部分W形成液态水； 使所述氨的至少一部分吸收在所述液态水中；W及 从所述液态水中分离所吸收的氨。
28. 根据权利要求1所述的方法，其还包括形成包含所述至少一种碳氧化物、所述氮 气和所述至少一种还原剂的反应气体混合物，其中所述至少一种碳氧化物与所述氮气的摩 尔比在约10:1至约1:10的范围内。
29. 根据权利要求1所述的方法，其还包括在分离所述固体碳产物并且回收所述水和 所述氨之后，将所述尾气混合物的至少一部分与所述至少一种碳氧化物、氮气w及所述至 少一种还原剂混合。
30. 根据权利要求1所述的方法，其中： 使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂在预选温度和预选压力下、在催化剂的 存在下反应包括在反应器中形成所述固体碳；并且 从所述尾气混合物中分离所述夹带的固体碳产物包括从所述反应器中去除所述固体 碳。
31. -种用于产生氨和固体碳产物的方法，其包括： 将第一气流加热至预定反应温度W形成第一经过加热的气流，其中所述第一气流包含 至少一种碳氧化物和氮气； 将第二气流加热至所述预定反应温度W形成第二经过加热的气流，其中所述第二气流 包含至少一种还原剂. 将所述第一经过加热的气流与所述第二经过加热的气流混合； 使所述氮气、所述至少一种碳氧化物和所述至少一种还原剂在催化剂的存在下反应W 形成夹带在包含蒸汽、氨和残余气体混合物的尾气混合物中的固体碳产物； 从所述尾气混合物中分离所述夹带的固体碳产物的至少一部分；W及 分离所述尾气混合物W形成水流、氨产物流和残余气流。
32. 根据权利要求31所述的方法，其还包括在反应器中将所述第一经过加热的气流 和所述第二经过加热的气流的至少一部分保持在所述预定温度。
33. 根据权利要求31所述的方法，其还包括纯化所述氨产物流。
34. 根据权利要求31所述的方法，其还包括纯化所述残余气流。
35. 根据权利要求31所述的方法，其还包括在从所述尾气混合物中分离所述夹带的 固体碳产物的所述至少一部分之后，将所述尾气混合物的至少一部分再循环，并且将所述 尾气混合物的所述至少一部分与所述第一气流和所述第二气流中的至少一个混合。
36. 根据权利要求31所述的方法，其还包括从所述反应器中去除所述固体碳产物。
37. -种用于由含有至少一种碳氧化物和氮气的气态源形成氨和固体碳产物的系统， 所述系统包括： 用于将所述气态源与至少一种还原剂混合的混合装置； 用于使所述气态源的至少一部分与所述至少一种还原剂在催化剂的存在下反应W产 生所述固体碳产物和包含水和氨的尾气混合物的反应器装置；W及 用于从所述尾气混合物中分离所述固体碳产物的固体分离装置。
38. 根据权利要求37所述的系统，其还包括用于从所述尾气混合物中去除水的冷凝 器装置。
39. 根据权利要求37所述的系统，其还包括用于从所述尾气混合物中去除氨的吸收 装置。
40. 根据权利要求37所述的系统，其还包括用于在从所述尾气混合物中分离所述固 体碳产物之后使所述尾气混合物的至少一部分再循环至所述反应器装置的再循环装置。
【专利摘要】同时形成氨和固体碳产物的方法，所述方法包括使碳氧化物、氮气和还原剂在预选的反应条件下、在催化剂的存在下反应，以形成夹带在包含水和氨的尾气混合物中的固体碳产物；从所述尾气混合物中分离所夹带的固体碳产物；以及从所述尾气混合物中回收水和氨。用于由含有碳氧化物的气态源形成氨和固体碳产物的系统，所述系统包括用于将所述气态源与还原剂混合的混合装置、用于使所述气态源的至少一部分与所述还原剂在催化剂的存在下反应以产生所述固体碳产物和包含所述氨的尾气混合物的反应器装置，以及用于从所述尾气混合物中分离所述固体碳产物的固体分离装置。
【IPC分类】C01B31-02, B82B3-00, C01C1-00, B82B1-00
【公开号】CN104619640
【申请号】CN201380046895
【发明人】达拉斯·B·诺伊斯
【申请人】赛尔斯通股份有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2013年3月15日
【公告号】US20150147259, WO2014011206A1