。
[0108]适用于本发明方法的催化剂是碳纳米管生产中常用的含铁、钴、镍或过渡金属的催化剂，如Fe203/Al203催化剂等，其包含铁等磁性物质。赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝的生产过程中产生的残渣，为红色泥状废料，又称“红泥”。赤泥中含有丰富的Fe、Al和Ca的氧化物，以及少量的Ti氧化物等其他成分，这些成分正是催化碳纳米管生长的活性组分，因而赤泥也可以作为碳纳米管催化剂。
[0109]在本发明的一个实施方式中，所述催化剂的含铁、钴、镍等磁性物质量为1-50重量％，优选2-40%，更优选5-40%，以所述催化剂的重量为基准计。
[0110]在本发明的一个实例中，所述碳源为丙烯，所述催化剂为Fe203/Al203催化剂，其含铁量为38重量％，以所述催化剂的总重量为基准计。
[0111]在本发明的另一个实例中，所述碳源为废轮胎油，所述催化剂为Fe203/Al203催化剂，其含铁量为38重量％，以所述催化剂的总重量为基准计。
[0112]在本发明的另一个实例中，所述碳源为蒽油，所述催化剂为赤泥，其总铁含量为36.69%，以所述催化剂的总重量为基准计。
[0113]在本发明的一个实例中，所述碳源在催化剂作用下裂解生成碳纳米管的反应温度为 500-1000°C，优选 600-900°C，更优选 650-800°C。
[0114]对本发明提供碳源和催化剂的方法无特别的限制，可以是本领域已知的任何常规方法。
[0115](2)通过磁选装置将磁性催化剂含暈高于X的碳纳米管与磁性催化剂含暈低于X的碳纳米管分离，其中X为0.5% -3%范围之间的任意值，所述磁性催化剂的含暈以生成的碳纳米管的重暈为基准计
[0116]生产碳纳米管所用的催化剂中含有铁等磁性物质，催化生长不完全的碳纳米管中铁等磁性物质含量较高，而反应完全的碳纳米管中含磁性物质的量很低。因此，本发明利用磁选装置将磁性催化剂含量低于某一特定值X的碳纳米管与磁性催化剂含量高于某一特定值X的碳纳米管进行分离，其中X为0.5% -3%范围之间的任意值，所述磁性催化剂的含量以生成的碳纳米管的重量为基准计。
[0117]位于磁选装置上方的挡板使得进入分离器的反应物料沿分离器一侧流向分离器底部，当反应物料流经磁选装置一侧时，磁选装置通过磁力吸附改变含磁性物质量较高的物料(包括催化剂含量高的碳纳米管)的流向，而磁性催化剂含量低的碳纳米管流向不受影响，从分离器底部的产品出口排出。
[0118](3)将分离的磁性催化剂含暈高于X的碳纳米管通过回料装置送回主反应器，继续催化生长碳纳米管
[0119]未反应完全物料通过回路管的回料装置重新送入主反应器参与反应。未反应物料包括磁性催化剂含量高的碳纳米管和未反应的碳源气体，通过回料装置经回路管重新送入主反应器。
[0120]在本文中，物料的回送可以通过文丘里引射来实现，文丘里引射原理是指流体高速流动时，由于速度较周围的流体快而带动周围的流体一起流动，高速流体周边压力的变化对周围的流体产生引流的作用。
[0121]在本发明中，物料回送也可以通过设置在回路管上的高温风机、高温压气机等来实现，将分离器中的磁性催化剂含量高的碳纳米管颗粒和未反应气体重新送入主反应器参与反应。
[0122]在本发明的另一个实施方式中，经所述保护性气体进气口进入的载气流速为0.5-300m/s,优选5.0-200m/s,更优选10_100m/s，经过所述原料气体进气口进入的气体流速为 0.2-300m/s，优选 1.0_200m/s，更优选 10-100m/s。
[0123]在本发明一个较好的实施例中，采用本发明所述反应装置连续化制备碳纳米管的方法包括如下具体步骤:
[0124]1)通过保护性气体进气管在主反应器中通入N220_60min，将主反应器升温至600-100(TC，在此温度下将催化剂由催化剂加料管通入，经引射作用经回路管送入主反应器；
[0125]2)将碳源在氮气保护下300-1000°C气化，气化后与氮气的混合气体通过原料气体进气管通入到主反应器内，将催化剂吹成悬浮沸腾状态，气、固两相充分接触，碳源气体在催化剂表面附着，并逐步裂解生成碳纳米管；
[0126]3)反应一段时间后生成的碳纳米管越来越多，固体物料体积不断膨胀，逐渐进入分离器，此时，物料中的固体颗粒会在重力的作用和流动气体夹带下自然沉降，通过磁选装置将磁性催化剂含量低的碳纳米管与磁性催化剂含量高的催化剂分离，磁性催化剂含量低的碳纳米管由产品出口收集，分离的磁性催化剂含量高的碳纳米管颗粒和部分气体通过文丘里引射原理重新送入主反应器参与反应，提高催化剂和碳源的利用率。通过分离后的烟气经过主反应器一侧的尾气出口排出反应器外。
[0127]4)重复操作1、2、3步骤即可连续化生产碳纳米管。
[0128]在本发明的一个较好的实例中，保护性气体进气管进入的氮气流速为0.5-300m/s，优选5.0-200m/s，更优选10-100m/S ;进入主反应器的混合气体体积配比为氮气:碳源气=1:1 - 1:2 ;原料气体进气口进入的混合气体流速为0.2-300m/s，优选1.0_200m/s，更优选10-100m/s，反应时间为30min-l.5h ;流化床内气体流速为0.01-10米/秒，优选0.05-5米/秒，更优选0.1-3米/秒。
[0129]本发明的有益效果在于:
[0130](1)反应装置适合碳源范围广，可以为7碳以下的低碳烃类，也可以为重质碳源蒽油和废轮胎油；
[0131](2)反应装置中的磁选装置，将碳纳米管与未反应完全的物料进行分离，因而制备的碳纳米管纯度高，灰分含量小于2.5% ；
[0132](3)分离的催化剂和部分气体可通过文丘里引射器、高温风机、高温压气机等重新送入主反应器参与反应，大大提高碳源和催化剂的利用率；
[0133](4)通过控制气体流速，可以控制反应器内催化剂与碳纳米材料的分配及其流化状态，并可实现连续化操作；
[0134](5)该装置结构简单，方法易操作，适合大规模工业生产。
[0135]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。对于下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。比例和百分比基于摩尔量，除非特别说明。
[0136]原料来源及制备:
[0137](1)碳源:
[0138]丙烯:购自自山东齐鲁石化公司，纯度:>99.9% ；
[0139]蒽油:均购自山东铁雄能源煤化有限公司；
[0140]废轮胎油:购自淄博河轩化工设备有限公司。
[0141](2)催化剂:
[0142]Fe203/Al203催化剂(Fe质量百分比为38% ):由Fe203与A1203按比例复配后高温煅烧制得；
[0143]赤泥:购自山东魏桥创业集团公司，经高温预处理后，粉碎过筛，即可做催化剂用。
[0144]产品性能测试:
[0145](1)灰分测试:
[0146]根据国标GB/T3780.10-2009测试碳纳米管的灰分，灰分主要成分即为测试过程中无法燃烧的磁性催化剂，灰分测定可以确定产品中的碳相含量，间接表征碳纳米管的纯度；
[0147](2)比表面积测试:
[0148]根据国标GB/T10722使用氮气物理吸附仪测试产品比表面积；
[0149](3)微观形貌测试:
[0150]通过扫描电子显微镜(SEM)、投射电子显微镜(TEM)确定碳纳米管的外径、长度。
[0151]实施例1:
[0152]基于图1所示的反应装置，碳源为丙烯，催化剂为Fe203/Al203催化剂(Fe质量百分比为38% )。通过保护性气体进气管3在主反应器1中通入N260min，N2流速为8.0m/s，将主反应器1升温至700°C，在此温度下将催化剂从催化剂加料管7经回路管5送入主反应器
Ιο
[0153]将碳源在600°C、氮气保护条件下气化，气化后的混合气体通过原料气体进气管2通入到主反应器1内进行反应。其中，混合气体的配比为N2:丙烯=1:0.5，混合气体进口流速为25m/s，碳源气体在催化剂表面附着，并逐步裂解生成碳纳米管。
[0154]反应40mi