DE10314178A1 - Device and method for producing carbon nanomaterial - Google Patents

Abstract

A chemical vapor deposition (CVD) process manufactures carbon nano-fiber in a reactor (10) assembly with a reactor vessel (11) holding a catalyst (12) that promotes fiber formation. The catalyst reacts with a gas (18). The vessel has a catalyst inlet (14) and a fiber outlet (13) linked by a conveyer (40) e.g. conveyer belt (50). An Independent claim is included for a CVD carbon nano-fiber production reactor with a second inlet (15) for the reaction gas and a second outlet (17) for residual reaction gas (30). The catalyst is a metal, a metal oxide, metal particle, metal oxide particle or a combination of these e.g. based on iron (e.g. Fe2O3) nickel, copper or cobalt. Prior to use, the catalyst must be reduced to minimize the risk of fire and explosion. The reaction gas is methane, ethane, ethene, ethyne, carbon monoxide or similar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst einen Reaktor zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterial, insbesondere zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanofasern, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterial gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 31.The present invention relates to first one Reactor for producing carbon nanomaterial, in particular for the production of carbon nanofibers, according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a method for manufacturing of carbon nanomaterial according to the generic term of claim 31.

In jüngerer Zeit hat das technische Gebiet der Kohlenstoff-Nanomaterialien immer mehr an Bedeutung gewonnen. Dabei werden immer neue Anwendungsgebiete für die Kohlenstoff-Nanomaterialien erschlossen. Daraus ergeben sich aber auch immer neue Herausforderungen bei der Herstellung solcher Kohlenstoff-Nanomaterialien. Insbesondere sollen Kohlenstoff-Nanomaterialien möglichst kostengünstig und mit möglichst wenig Zeitaufwand hergestellt werden können. Es besteht daher der Bedarf an kontinuierlichen Herstellungsverfahren.More recently, this has been technical The field of carbon nanomaterials has become increasingly important. There are always new areas of application for carbon nanomaterials developed. However, this always creates new challenges in the manufacture of such carbon nanomaterials. In particular, should Carbon nanomaterials if possible economical and with as much as possible little time can be produced. There is therefore the Need for continuous manufacturing processes.

Die Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterialien erfolgt beispielsweise derart, dass ein geeignetes Katalysatormaterial in einen Reaktor eingebracht wird. Dort dient es als Ausgangsmaterial, auf dem das Kohlenstoff-Nanomaterial, beispielsweise in Form von Kohlenstoff-Nanofasern, entsteht. Dies geschieht derart, dass sich Kohlenstoffmaterial auf dem Katalysatormaterial ablagert und somit das Kohlenstoff-Nanomaterial auf dem Katalysatormaterial wächst.The manufacture of carbon nanomaterials takes place, for example, in such a way that a suitable catalyst material is placed in a reactor. There it serves as the starting material, on which the carbon nanomaterial, for example in the form of Carbon nanofibers. This happens in such a way that Carbon material deposited on the catalyst material and thus the carbon nanomaterial grows on the catalyst material.

Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Lösungen bekannt, wie Kohlenstoff-Nanomaterialien hergestellt werden können.Are from the state of the art different solutions known how carbon nanomaterials can be manufactured.

Beispielsweise ist aus der WO 02/94713 ein Verfahren zur kontinuierlichen Massenproduktion von Kohlenstoff-Nanoröhrchen in einem Wirbelschichtreaktor bekannt. Dieses bekannte Verfahren funktioniert derart, dass ein Katalysatormaterial in einen Reaktorbehälter eingebracht wird, und das dieser Reaktorbehälter anschließend mit einem kohlenstoffhaltigen Gas beaufschlagt wird. Die Kohlenstoffatome lagern sich an dem Katalysatormaterial an, sodass die Kohlenstoff-Nanoröhrchen entstehen beziehungsweise wachsen können.For example, from WO 02/94713 a process for the continuous mass production of carbon nanotubes in a fluidized bed reactor known. This known method works such that a catalyst material is introduced into a reactor vessel and this reactor vessel subsequently is charged with a carbon-containing gas. The carbon atoms attach to the catalyst material so that the carbon nanotubes are formed or can grow.

Die Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial in einem Wirbelschichtreaktor weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So können die Kohlenstoff-Nanomaterialien, beispielsweise Kohlenstoff-Nanofasern, in einem Wirbelschichtreaktor nicht gerichtet und definiert wachsen, da das Katalysatormaterial und die daran entstehenden Kohlenstoff-Nanomaterialien während des Herstellungsprozesses im Wirbelschichtreaktor umhergewirbelt werden. Das hergestellte Kohlenstoff-Nanomaterial weist nicht selten eine „flusige" Gestalt auf.The production of carbon nanomaterial in a fluidized bed reactor, however, has a number of disadvantages on. So can the carbon nanomaterials, for example carbon nanofibers, growing in a fluidized bed reactor in a non-directional and defined manner, because the catalyst material and the resulting carbon nanomaterials while of the manufacturing process whirled around in the fluidized bed reactor become. The carbon nanomaterial produced often has a "fluffy" shape.

Eine andere bekannte Lösung zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial sieht vor, dass das Katalysatormaterial zunächst in flüssiger Form zugesetzt wird und das sich das Katalysatormaterial anschließend im Reaktorbehälter zersetzt. Neben dem flüssigen Katalysatormaterial wird in den Reaktorbehälter auch ein kohlenstoffhaltiges Reaktionsgas eingeleitet. Während nun das flüssige Katalysatormaterial durch den Reaktorbehälter fällt, kommt es zu einer Reaktion mit dem Reaktionsgas, wodurch sich das Kohlenstoff-Nanomaterial, beispielsweise in Form von Kohlenstoff-Nanofasern, bildet. Diese bekannte Lösung hat jedoch den Nachteil, dass das Katalysatormaterial zunächst in die flüssige Form gebracht werden muss, bevor dieses in den Reaktorbehälter eingespeist werden kann.Another known solution for Production of carbon nanomaterial provides that the catalyst material first in liquid Form is added and the catalyst material is then in reactor vessel decomposed. In addition to the liquid Catalyst material also becomes a carbonaceous one in the reactor vessel Reaction gas introduced. While now the liquid If catalyst material falls through the reactor vessel, a reaction occurs with the reaction gas, which causes the carbon nanomaterial, for example in the form of carbon nanofibers. This known solution has the disadvantage, however, that the catalyst material is initially in the liquid Form must be brought before it is fed into the reactor vessel can be.

Bei einer weiteren bekannten Methode zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterial handelt es sich um das sogenannte CVD-Verfahren (Chemical-Vapor-Deposition). Dabei handelt es sich um ein Gasphasenabscheidungs-Verfahren Das CVD-Grundprinzip besteht darin, ausgewählte Reaktionsgase über das im Reaktorbehälter befindliche – vorzugsweise aufgeheizte – Katalysatormaterial zu leiten, auf dem sich die Kohlenstoff-Nanomaterialien bilden sollen. An den Katalysatormaterial- Oberflächen kommt es zu einer Reaktion mit dem Reaktionsgas, sodass als Reaktionsprodukte die gewünschten Kohlenstoff-Nanomaterialien entstehen, in dem sich die Kohlenstoffatome aus dem Reaktionsgas an dem Katalysatormaterial anlagern.Another known method for the production of carbon nanomaterial is the So-called CVD (Chemical Vapor Deposition) process. Acting It is a vapor deposition process. The basic principle of CVD exists in being selected Reaction gases over that in the reactor vessel located - preferably heated - catalyst material to guide on which the carbon nanomaterials are to form. Comes on the catalyst material surfaces it to react with the reaction gas, so as reaction products the desired carbon nanomaterials arise in which the carbon atoms from the reaction gas attach to the catalyst material.

Ein bekanntes Verfahren zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanoröhrchen mittels eines CVD-Verfahrens ist beispielsweise in der WO 02/26624 beschrieben.A known method of manufacturing of carbon nanotubes by means of a CVD method is, for example, in WO 02/26624 described.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Reaktor sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschriebenen Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll auf einfache Weise eine kontinuierliche Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial ermöglicht werden.Based on the state of the art Technology is the object of the present invention, a To further develop the reactor and a process of the type mentioned in the introduction, that those described in connection with the prior art Disadvantages are avoided. In particular, it should be simple a continuous production of carbon nanomaterial is made possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Reaktor mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie das Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 31. Weitere Vorteile, Merkmale, Details, Aspekte und Effekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Dabei gelten solche Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Reaktor beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und umgekehrt.According to the invention, this object is achieved by the reactor with the features according to independent claim 1 and the method with the features according to the independent claim 31. Further Advantages, features, details, aspects and effects of the invention result from the subclaims, the description and the drawings. Such features and apply Details related to the reactor of the invention are described, of course also in connection with the method according to the invention and vice versa.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine einfache und dennoch kontinuierliche Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterialien erreicht werden kann, indem in einem Reaktorbehälter eine Fördereinrichtung vorgesehen wird.The present invention is based on the knowledge that a simple yet continuous Nuclear production of carbon nanomaterials can be achieved by providing a conveyor in a reactor vessel.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Reaktor zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterial, insbesondere zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanofasern, bereitgestellt, mit wenigstens einem Reaktorbehälter zur Aufnahme eines Katalysatormaterials und zum Einwirken auf das Katalysatormaterial, wobei das Kohlenstoff-Nanomaterial auf der Basis des Katalysatormaterials herstellbar ist beziehungsweise hergestellt wird. Der Reaktor ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Eintrittsbereich für das Katalysatormaterial und einen Austrittsbereich zur Entnahme des hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterials aufweist, dass zur kontinuierlichen Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial innerhalb des Reaktorbehälters eine Fördereinrichtung vorgesehen ist und dass die Fördereinrichtung zum Materialtransport vom Eintrittsbereich des Reaktorbehälters hin zu dessen Austrittsbereich ausgebildet ist.According to the first aspect of the invention a reactor for producing carbon nanomaterial, in particular for producing carbon nanofibers, provided with at least a reactor vessel to absorb a catalyst material and to act on it Catalyst material, the carbon nanomaterial based on of the catalyst material can be produced or is produced becomes. According to the invention, the reactor is characterized in that this an entry area for the catalyst material and an exit area for removal of the carbon nanomaterial produced has that for continuous Production of carbon nanomaterial within the reactor vessel one Conveyor is provided and that the conveyor for material transport from the inlet area of the reactor vessel is formed to the exit area.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Reaktors ist es nunmehr möglich, auf einfache Weise Kohlenstoff-Nanomaterialien kontinuierlich herstellen zu können. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Katalysatormaterial, das zur Herstellung des Kohlenstoff-Nanomaterials benötigt wird, mittels der Fördereinrichtung im Reaktor transportiert werden kann.With the help of the reactor according to the invention it is now possible continuously produce carbon nanomaterials in a simple manner to be able to. It is provided according to the invention that the catalyst material used to make the carbon nanomaterial needed is, by means of the conveyor can be transported in the reactor.

Dabei ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das Katalysatormaterial im Eintrittsbereich des Reaktors zunächst in diesen eingebracht und mittels der Fördereinrichtung durch den Reaktorbehälter hindurchtransportiert wird. Während des Transports entsteht das Kohlenstoff-Nanomaterial, das anschließend im Austrittsbereich des Reaktorbehälters aus diesem entnommen wird. Bei einer kontinuierlichen Zufuhr von Katalysatormaterial ist es somit möglich, Kohlenstoff-Nanomaterial kontinuierlich herzustellen. Wie dies im Einzelnen geschehen kann, wird im weiteren Verlauf der Beschreibung anhand nicht ausschließlicher Beispiele näher erläutert.According to the present invention, that the catalyst material in the inlet area of the reactor initially in introduced and transported through the reactor by means of the conveyor becomes. During the The carbon nanomaterial is created during transport, which is then Outlet area of the reactor vessel is taken from this. With a continuous supply of It is thus possible to use catalyst material, carbon nanomaterial to manufacture continuously. How this can be done in detail is not exclusive in the further course of the description Examples closer explained.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Reaktor wenigstens einen Reaktorbehälter auf. Dabei ist die Erfindung jedoch nicht auf eine bestimmte Anzahl von Reaktorbehältern beschränkt, sodass auch Reaktoren mit zwei oder mehr Reaktorbehältern denkbar sind.According to the present invention the reactor has at least one reactor vessel. Here is the invention however, not limited to a certain number of reactor vessels, so too Reactors with two or more reactor vessels are conceivable.

Ebenso ist die Erfindung nicht auf die Herstellung bestimmter Kohlenstoff-Nanomaterialtypen beschränkt. Beispielsweise können die hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterialien in Form von Nanofasern (nanofibres) und/oder Nanoröhrchen (nanotubes) und/oder Nanoschuppen (nanoshells) oder dergleichen ausgebildet sein.Likewise, the invention is not based on limited the manufacture of certain types of carbon nanomaterials. For example can the carbon nanomaterials produced in the form of nanofibers and / or nanotubes and / or nanoscales (nanoshells) or the like his.

Vorteilhaft können die hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterialien eine gerichtete Struktur aufweisen.The carbon nanomaterials produced can be advantageous have a directional structure.

In bevorzugter Ausgestaltung sind die Kohlenstoff-Nanomaterialien helixförmig ausgebildet. Diese helixförmige Struktur kann beispielsweise in der Form einer „Wendeltreppe" beschrieben werden. Die helixförmigen Nanostrukturen können vorteilhaft als helixförmige Kohlenstoff-Nanofasern ausgebildet sein, die somit zunächst eine äußere, in der Längsrichtung verlaufende Struktur in Form der Schraubenlinie und zusätzlich eine innere Struktur aufweisen. Diese innere Struktur, die in dem exemplarischen Beispiel der „Wendeltreppe" die einzelnen „Treppenstufen" bilden würde, umfasst einzelne Graphitebenen. Eine solche Struktur hat wegen ihrer vielen Kanten (edges) erhebliche Vorteile. Eine weitere vorteilhafte Art der Nanostrukturen ist röhrchenförmig aufgebaut, vorzugsweise mit einem Außendurchmesser von beispielsweise 35 nm und einem Innendurchmesser von beispielsweise 10 nm, sodass die Wandstärke in einer Größenordnung von etwa 10 nm liegt. Die innere Struktur weist, wenn es sich um Kohlenstoff-Nanofasern handelt, Graphitebenen auf, die fischgrätenartig angeordnet sind. Dabei können die Graphitebenen teilweise über den inneren Hohlraum hinweg mit der gegenüberliegenden Seite brückenartig verbunden sein.In a preferred embodiment the carbon nanomaterials have a helical shape. This helical structure can be described, for example, in the form of a "spiral staircase" helical Nanostructures can advantageous as a helical Carbon nanofibers can be formed, which thus initially an outer, in the longitudinal direction running structure in the form of the helix and additionally one have internal structure. This inner structure, which in the exemplary Example of the "spiral staircase" which would form the individual "stair steps" individual graphite layers. Such a structure has because of its many Edges have significant advantages. Another beneficial way the nanostructures are tubular, preferably with an outer diameter of for example 35 nm and an inner diameter of for example 10 nm, so the wall thickness on the order of magnitude of about 10 nm. The internal structure shows when it is Carbon nanofibers deals with graphite layers that are herringbone-like are arranged. You can the graphite levels partially over the inner cavity with the opposite side like a bridge be connected.

Kohlenstoff-Nanomaterialien können bei entsprechender Ausgestaltung beispielsweise im Zusammenhang mit der Speicherung von Gas, insbesondere von Wasserstoff, eingesetzt werden. Natürlich sind auch andere Einsatzgebiete für Kohlenstoff-Nanomaterialien denkbar.Carbon nanomaterials can corresponding configuration, for example in connection with the storage of gas, in particular hydrogen become. Naturally are other areas of application for carbon nanomaterials conceivable.

Ebenso ist die Erfindung nicht auf den Einsatz bestimmter Katalysatormaterialarten beschränkt. Beispielsweise kann es sich bei dem Katalysatormaterial um ein Metall, ein Metalloxid, Metallpartikel, Metalloxidpartikel, Kombinationen aus den vorgenannten Möglichkeiten oder dergleichen handeln. Beispielsweise kann das Katalysatormaterial auf der Basis Eisen, Nickel, Kupfer, Kobalt oder dergleichen gebildet sein.Likewise, the invention is not based on limits the use of certain types of catalyst material. For example the catalyst material can be a metal, a metal oxide, Metal particles, metal oxide particles, combinations of the aforementioned possibilities or act like that. For example, the catalyst material based on iron, nickel, copper, cobalt or the like his.

Bei einem geeigneten Katalysatormaterial für die Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial handelt es sich beispielsweise um Eisen (Fe). Ein solches Katalysatormaterial wird aus Sicherheitsgründen in oxidierter Form gelagert (Fe₂O₃), muss aber vor der Einspeisung in den Reaktorbehälter aufbereitet, beispielsweise reduziert, werden. In diesem aufbereiteten Zustand ist das Katalysatormaterial jedoch sehr explosiv.A suitable catalyst material for the production of carbon nanomaterial is, for example, iron (Fe). For safety reasons, such a catalyst material is stored in oxidized form (Fe ₂ O ₃ ), but must be processed, for example reduced, before it is fed into the reactor vessel. In this processed state, however, the catalyst material is very explosive.

Mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial, die im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert wird, ist es auch möglich, derartige Katalysatormaterialien kontinuierlich einem Reaktor zuzuführen.With the help of a suitable device to feed of catalyst material which will be used later in the description is explained in more detail is it also possible to continuously supply such catalyst materials to a reactor.

Weiterhin ist die Erfindung auch nicht auf bestimmte Gasarten beschränkt, die als Reaktionsgas zur Reaktion mit dem Katalysatormaterial eingesetzt werden können. Bei einem vorteilhaften Reaktionsgas kann es sich beispielsweise um Methan, Ethan, Ethen, Ethin, Kohlenmonoxid oder dergleichen handeln.Furthermore, the invention is also not limited to certain types of gas used as reaction gas for Reaction with the catalyst material can be used. at An advantageous reaction gas can be, for example Act methane, ethane, ethene, ethyne, carbon monoxide or the like.

Vorteilhaft kann der Reaktor zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial auf der Basis eines CVD-Verfahrens (Chemical Vapor Deposition) ausgebildet sein.The reactor can advantageously be used for Manufacture of carbon nanomaterial based on a CVD process (Chemical Vapor Deposition).

Vorzugsweise kann im Eintrittsbereich des Reaktorbehälters wenigstens ein Einlass für wenigstens ein Reaktionsgas vorgesehen sein. Über diesen Einlass wird das Reaktionsgas in den Reaktorbehälter eingespeist. Im einfachsten Fall besteht das Reaktionsgas aus einer Komponente, sodass der Einlass vorteilhaft mit einer entsprechenden Gasquelle verbunden ist. Es sind jedoch auch Fälle denkbar, in denen das Reaktionsgas aus mehreren Komponenten besteht, die zunächst zusammengemischt werden müssen. In diesem Fall kann der Einlass beispielsweise auch mit mehreren Gasquellen verbunden sein. Ebenso ist es denkbar, dass mehr als ein Einlass für das Reaktionsgas vorgesehen ist, sodass die einzelnen Gaskomponenten zunächst unabhängig voneinander in den Reaktorbehälter eingespeist und erst in diesem gemischt werden. Weiterhin ist vorteilhaft vorgesehen, dass im Austrittsbereich des Reaktorbehälters wenigstens ein Auslass für wenigstens ein Reaktions-Restgas vorgesehen ist. Über den Auslass kann das Reaktions-Restgas aus dem Reaktorbehälter abgeführt und einer Weiterverwertung beziehungsweise Entsorgung zugeführt werden.Preferably in the entry area of the reactor vessel at least one entry for at least one reaction gas may be provided. This will be via this inlet Reaction gas in the reactor vessel fed. In the simplest case, the reaction gas consists of a Component, so that the inlet advantageously with a corresponding Gas source is connected. However, cases are also conceivable in which the reaction gas consists of several components that are first mixed together have to. In this case, the inlet can also be with several, for example Gas sources must be connected. It is also conceivable that more than an inlet for the reaction gas is provided so that the individual gas components first independently from each other in the reactor vessel fed in and only mixed in this. It is also advantageous provided that at least in the outlet area of the reactor vessel an outlet for at least one residual reaction gas is provided. On the The reaction residual gas can be discharged from the reactor vessel and outlet be recycled or disposed of.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass sich die Fördereinrichtung innerhalb des Reaktorbehälters vom Eintrittsbereich hin zu dessen Austrittsbereich erstreckt. Auf diese Weise wird für den Transport des Katalysatormaterials sowie des sich daraus bildenden Kohlenstoff-Nanomaterials möglichst viel Bauraumlänge des Reaktorbehälters ausgenutzt.It is advantageously provided that the conveyor inside the reactor vessel extends from the entry area to its exit area. On this way is for the transport of the catalyst material as well as the resulting Carbon nanomaterials if possible a lot of installation space of the reactor vessel exploited.

Vorzugsweise kann im Eintrittsbereich des Reaktorbehälters wenigstens eine Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial vorgesehen sein. Über diese Vorrichtung wird das Katalysatormaterial in den Reaktorbehälter eingespeist. Dabei ist die Vorrichtung insbesondere in einer Weise ausgebildet, dass eine kontinuierliche Zufuhr von Katalysatormaterials möglich ist. Wie dies im Einzelnen geschehen kann, wird nachfolgend beschrieben.Preferably in the entry area of the reactor vessel at least one device for supplying catalyst material be provided. about this device feeds the catalyst material into the reactor vessel. The device is in particular designed in such a way that a continuous supply of catalyst material is possible. How this can be done in detail is described below.

Vorteilhaft kann die Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial wenigstens zwei Behälter aufweisen, die zum Stoffaustausch über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, dergestalt, dass wenigstens einer der Behälter zum Aufnehmen des Katalysatormaterials ausgebildet ist, dass wenigstens einer der Behälter zum Zudosieren des Katalysatormaterials in den Reaktor ausgebildet ist und dass wenigstens ein Dosierbehälter ein Verbindungselement zur Verbindung mit dem Reaktor und zum Zuführen des Katalysatormaterials in den Reaktor aufweist.The device can be advantageous to feed of catalyst material have at least two containers which are used for mass transfer via a Connecting element are connected to one another in such a way that at least one of the containers is designed for receiving the catalyst material that at least one of the containers is designed to meter the catalyst material into the reactor and that at least one dosing container is a connecting element for connection to the reactor and for feeding the catalyst material has in the reactor.

Durch eine solche Vorrichtung wird es auf besonders einfache Weise möglich, einem Reaktorbehälter Katalysatormaterial zuzuführen.With such a device it is possible in a particularly simple manner, a reactor vessel catalyst material supply.

Ein Grundmerkmal der genannten Vorrichtung besteht darin, dass zunächst ein Katalysatormaterial in die Vorrichtung zum Zuführen des Materials in einen Reaktorbehälter eingebracht wird. Bei dem in die Vorrichtung eingebrachten Katalysatormaterial kann es sich beispielsweise um ein bereits fertiggestelltes Katalysatormaterial handeln. Ebenso ist es denkbar, dass in die Vorrichtung zunächst ein Katalysator-Ausgangsmaterial eingebracht wird, das anschließend in der Vorrichtung aufbereitet beziehungsweise fertiggestellt wird. Alle diese unterschiedlichen Zustandsformen des Katalysatormaterials werden im weiteren Verlauf der Beschreibung der einfachheithalber als Katalysatormaterial bezeichnet.A basic feature of the device mentioned is that first a catalyst material in the device for feeding the Material in a reactor vessel is introduced. The catalyst material introduced into the device can it is, for example, an already finished catalyst material act. It is also conceivable that first in the device Catalyst starting material is introduced, which is then in the device is prepared or completed. All of these different states of the catalyst material for the sake of simplicity referred to as catalyst material.

Vorteilhaft weist die Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial in den Reaktorbehälter wenigstens zwei Behälter auf. Einer dieser Behälter ist zum Aufnehmen des Katalysatormaterials ausgebildet. Dieser Behältertyp wird im weiteren Verlauf der Beschreibung auch als Aufnahmebehälter bezeichnet. Bei dem Aufnahmebehälter handelt es sich um eine Art Nachfüllgefäß, über das immer neues Katalysatormaterial in die Vorrichtung eingebracht werden kann.The device advantageously has to feed of catalyst material in the reactor vessel at least two containers. One of these containers is trained to accommodate the catalyst material. This type of container is also referred to as a receptacle in the further course of the description. With the receptacle it is a kind of refill vessel, about the new catalyst material can be introduced into the device.

Weiterhin kann wenigstens ein Behälter zum Zudosieren des Katalysatormaterials in den Reaktor vorgesehen sein. Dieser Behälter, der im weiteren Verlauf der Beschreibung auch als Dosierbehälter bezeichnet wird, hat die Aufgabe, das Katalysatormaterial zu seiner eigentlichen Verwendung in den Reaktor einzuspeisen. Bei dem Dosierbehälter handelt es sich folglich um eine Art Dosiergefäß, in dem das Katalysatormaterial vor seinem eigentlichen Einsatz zwischengelagert wird.Furthermore, at least one container for metering can of the catalyst material can be provided in the reactor. This Container, which is also referred to as a dosing container in the further course of the description has the task of making the catalyst material its actual Use to feed into the reactor. Acting with the dosing container consequently it is a kind of metering vessel in which the catalyst material is temporarily stored before it is actually used.

Der wenigstens eine Aufnahmebehälter sowie der wenigstens eine Dosierbehälter sind über ein geeignetes Verbindungselement, über das ein Stoffaustausch vom Aufnahmebehälter in den Dosierbehälter möglich ist, miteinander verbunden. Ebenso ist der Dosierbehälter über ein entsprechendes Verbindungselement, über das ein Stoffaustausch möglich ist, mit dem Reaktor verbindbar. Über die entsprechenden Verbindungselemente kann das Katalysatormaterial von dem Aufnahmebehälter zunächst in den Dosierbehälter und von diesem anschließend in den Reaktor gelangen.The at least one receptacle as well the at least one dosing container are about a suitable connecting element through which a mass transfer from the receptacle in the dosing container possible is connected. Likewise, the dosing tank is over one Corresponding connecting element through which a mass transfer is possible, connectable to the reactor. about the corresponding connecting elements can be the catalyst material from the receptacle first in the dosing container and from this afterwards get into the reactor.

Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Ausgestaltungsvarianten der Verbindungselemente beschränkt. Beispielsweise können diese Verbindungselemente in Form von Verbindungsleitungen oder dergleichen ausgebildet sein.The invention is not based on this certain design variants of the connecting elements are limited. For example can these connecting elements in the form of connecting lines or the like.

Die mehrstufige Ausgestaltung der Vorrichtung zum Zuführen des Katalysatormaterials hat den Vorteil, dass Katalysatormaterial kontinuierlich in den Reaktorbehälter eingebracht werden kann. So kann kontinuierlich Katalysatormaterial in den Aufnahmebehälter eingefüllt werden. In der für den Betrieb zulässigen Geschwindigkeit kann das Katalysatormaterial anschließend innerhalb der Vorrichtung in den Dosierbehälter eingebracht und aus diesem jeweils in der erforderlichen Menge in den Reaktorbehälter eingespeist werden.The multi-stage configuration of the device for feeding the catalyst material has the advantage that catalyst material can be introduced continuously into the reactor vessel. In this way, catalyst material can be filled continuously into the receptacle. At the speed permissible for operation, the catalyst material can then be introduced into the metering container within the device and from there in the required amount into the reactor container be fed.

Eine solche Vorrichtung hat insbesondere dann Vorteile, wenn das Katalysatormaterial innerhalb der Vorrichtung noch aufbereitet werden muss. Dies wird im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert.Such a device has then in particular Advantages if the catalyst material is inside the device still has to be processed. This will be discussed later on Description closer explained.

Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass in der Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial wenigstens ein weiterer Behälter vorgesehen ist, der zum Einwirken auf das Katalysatormaterial ausgebildet ist. In diesem Behälter kann dann das Katalysatormaterial in der gewünschten Weise aufbereitet werden. Dieser weitere Behälter, der im weiteren Verlauf der Beschreibung auch als Einwirkbehälter bezeichnet wird, ist vorteilhaft zwischen dem Aufnahmebehälter und dem Dosierbehälter angeordnet und zum Stoffaustausch über jeweils ein Verbindungselement mit dem Aufnahmebehälter und dem Dosierbehälter verbunden.It can advantageously be provided that in the feeding device at least one further container of catalyst material is provided which is designed to act on the catalyst material. In this container the catalyst material can then be processed in the desired manner. This other container, which in the further course of the description is also referred to as the exposure container is advantageously arranged between the receptacle and the dosing container and about the exchange of materials each have a connecting element with the receptacle and the dosing container connected.

Wenn die Vorrichtung zum Zuführen eines geeigneten Katalysatormaterials zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterialien eingesetzt wird und es sich bei dem Katalysatormaterial um ein Metall handelt, das im Ausgangszustand als Metalloxid vorliegt, muss das Metalloxid vor der Einspeisung in den Reaktorbehälter zunächst reduziert werden. In einem solchen Fall ist der Einwirkbehälter vorteilhaft als Reduzierbehälter ausgebildet. Bei einem solchen Reduzierbehälter handelt es sich folglich um ein Reduktionsgefäß, in dem die Reduktion des Katalysatormaterials stattfindet.If the device for feeding a suitable Catalyst material for the production of carbon nanomaterials is used and the catalyst material is a metal acts, which is present as metal oxide in the initial state, must Metal oxide are first reduced before being fed into the reactor vessel. In one The case is the exposure container advantageous as a reducer educated. Such a reducer is consequently a reduction vessel in which the reduction of the catalyst material takes place.

In der einfachsten Ausgestaltung der Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial ist es ausreichend, wenn diese zwei Behälter aufweist, nämlich einen Aufnahmebehälter und einen Dosierbehälter. Sofern das Katalysatormaterial innerhalb der Vorrichtung noch aufbereitet beziehungsweise bearbeitet werden soll, ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung noch einen weiteren Behälter, nämlich einen Einwirkbehälter aufweist, der zwischen dem Aufnahmebehälter und dem Dosierbehälter angeordnet ist. Ebenso ist es denkbar, dass die Aufbereitung des Katalysatormaterials nicht in einem separaten Behälter, sondern im Aufnahme- und/oder Dosierbehälter stattfindet. In diesem Fall sind die Behälter in entsprechender Weise ausgebildet, wie weiter unten noch näher beschrieben wird.In the simplest form the device for feeding of catalyst material, it is sufficient if it has two containers, namely one receptacle and a dosing container. If the catalyst material is still processed within the device or to be processed, it is advantageous if the device has a further container, namely an exposure container, the one between the receptacle and the dosing container is arranged. It is also conceivable that the preparation of the catalyst material not in a separate container, but in the recording and / or Dosing container takes place. In this case, the containers trained in a corresponding manner, as described in more detail below becomes.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Behältern beziehungsweise auf ein bestimmtes Anordnungsmuster von Behältern beschränkt. Die geeignete Anzahl und Abfolge der einzelnen Behältertypen ergibt sich vielmehr aus dem jeweiligen Einsatzgebiet für die Vorrichtung. Beispielsweise ist es denkbar, dass jeweils mehr als ein Exemplar eines jeden Behältertyps beziehungsweise von einzelnen Behältertypen vorgesehen ist. Je nach Geschwindigkeit des Prozesses kann es beispielsweise vorteilhaft sein, wenn mehr als ein Aufnahmebehälter vorgesehen ist. Ebenso kann es zur Wahrung eines kontinuierlichen Betriebs des Reaktors wünschenswert sein, wenn mehr als ein Dosierbehälter vorgesehen ist. Eine solche Lösung bietet sich insbesondere dann an, wenn die Aufbereitung des Katalysatormaterials zeitlich relativ lange dauert, sodass für den kontinuierlichen Betrieb eine ausreichend große Menge an Katalysatormaterial zwischengelagert werden muss. Ebenso kann es wünschenswert sein, mehr als einen Einwirkbehälter vorzusehen, insbesondere dann, wenn zur Aufbereitung des Katalysatormaterials mehrere Verfahrensschritte erforderlich sind.Of course, the invention is not to a certain number of containers or to one limited arrangement pattern of containers. The the appropriate number and sequence of the individual container types is rather the result from the respective area of application for the device. For example it is conceivable that more than one copy of each container type or of individual container types is provided. ever depending on the speed of the process, it can be advantageous, for example be if more than one receptacle is provided. Likewise can it is desirable to maintain continuous operation of the reactor be if more than one dosing container is provided. Such solution is particularly useful when processing the catalyst material takes a relatively long time, so that a continuous operation big enough Amount of catalyst material must be stored. As well it may be desirable be more than one exposure container, especially when processing the catalyst material several process steps are required.

Vorteilhaft kann wenigstens einer der Behälter als Druckbehälter ausgebildet sein. Der Einsatz solcher Druckbehälter ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Katalysatormaterial explosiv oder brennbar ist. Wenn beispielsweise Eisen als Katalysatormaterial für die Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterialien eingesetzt werden soll, bietet sich die Verwendung – wie weiter oben bereits erläutert – von Druckbehältern für die einzelnen Behälter der Vorrichtung an.At least one can be advantageous the container as a pressure vessel be trained. The use of such pressure vessels is particularly then advantageous if the catalyst material is explosive or flammable is. If, for example, iron as a catalyst material for production of carbon nanomaterials is an option the use - like already explained above - from pressure vessels for the individual container the device.

In weiterer Ausgestaltung kann in zumindest einzelnen Verbindungselementen wenigstens ein Verschlusselement vorgesehen sein. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Ausgestaltungsformen der Verschlusselemente beschränkt. Bei dem Verschlusselement handelt es sich vorteilhaft um eine Art Schleuse, über die die einzelnen Verbindungselemente beziehungsweise die Verbindungen zwischen den einzelnen Behältern geöffnet oder geschlossen werden können. Das Verschlusselement hat dabei die Aufgabe, dass es im geöffneten Zustand einen Stoffaustausch zwischen den einzelnen Behältern zulässt. Wenn das Verschlusselement geschlossen ist, ist ein Stoffaustausch zwischen den einzelnen Behältern nicht möglich, sodass beispielsweise in einzelnen Behältern gezielt Reaktionen ablaufen können, ohne dass diese Reaktionen auch auf andere Behälter übergreifen. Bei dem Verschlusselement kann es sich vorteilhaft um ein entsprechend ausgebildetes Ventil oder dergleichen handeln.In a further embodiment, in at least individual connecting elements at least one closure element be provided. The invention is not limited to specific embodiments of the Closure elements limited. The closure element is advantageously a type Lock, over the the individual connecting elements or the connections between the individual containers open or can be closed. The closure element has the task that it is in the open Condition allows a mass transfer between the individual containers. If the closure element is closed, there is a mass transfer between the individual containers not possible, so that, for example, reactions can take place in individual containers without that these reactions also spread to other containers. The closure element can it is advantageously a suitably designed valve or act like that.

Vorzugsweise kann eine Zufuhreinrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial aus dem Dosierbehälter in den Reaktor vorgesehen sein. Eine solche Zufuhreinrichtung kann beispielsweise als eine Art Dosierer fungieren, über den das Katalysatormaterial in der gewünschten Menge und/oder zum gewünschten Zeitpunkt in den Reaktorbehälter eingebracht werden kann. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das fertiggestellte Katalysatormaterial in dem Dosierbehälter zwischengelagert wird und dass über die Zufuhreinrichtung entsprechend portionierte Mengen an Katalysatormaterial in geeigneter Weise in den Reaktorbehälter eingebracht werden. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Ausgestaltungsformen für die Zufuhreinrichtung beschränkt. Beispielsweise kann die Zufuhreinrichtung eine Art Transportschnecke oder dergleichen aufweisen, über die das Material aus dem Dosierbehälter in den Reaktorbehälter transportiert wird. Vorteilhaft sollte die Zufuhreinrichtung derart ausgestaltet sein, dass sie auch als Verschlusselement dienen kann. Auf diese Weise können auch innerhalb des Dosierbehälters noch bestimmte Reaktionen durchgeführt werden, ohne dass diese auf den Reaktorbehälter übergreifen können oder umgekehrt. Die Zufuhreinrichtung kann beispielsweise innerhalb des Verbindungselements zwischen Dosierbehälter und Reaktorbehälter angeordnet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Zufuhreinrichtung Bestandteil des Reaktorbehälters oder ein eigenständiges Bauteil ist, und dass der Dosierbehälter über ein Verbindungselement mit dieser Zufuhreinrichtung verbunden ist.A feed device for feeding catalyst material from the metering container into the reactor can preferably be provided. Such a feed device can function, for example, as a type of metering device via which the catalyst material can be introduced into the reactor vessel in the desired amount and / or at the desired time. It can be provided, for example, that the finished catalyst material is temporarily stored in the metering container and that appropriately portioned quantities of catalyst material are introduced into the reactor container in a suitable manner via the feed device. The invention is not limited to specific configurations for the feed device. For example, the feed device can have a type of screw conveyor or the like, via which the material is transported from the metering container into the reactor container becomes. The feed device should advantageously be designed such that it can also serve as a closure element. In this way, certain reactions can also be carried out within the metering container without these being able to spread over the reactor container or vice versa. The feed device can be arranged, for example, within the connecting element between the metering container and the reactor container. However, it is also conceivable that the feed device is part of the reactor container or an independent component, and that the dosing container is connected to this feed device via a connecting element.

In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Behälter zum Aufnehmen des Katalysatormaterials mit einer Einfülleinrichtung verbunden ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Art Einfülltrichter handeln, über den das Katalysatormaterial in besonders einfacher Weise in den Aufnahmebehälter eingebracht werden kann. Vorteilhaft ist wiederum vorgesehen, dass zwischen Einfülleinrichtung und Aufnahmebehälter wenigstens eine Verschlusseinrichtung vorgesehen ist, über die der Aufnahmebehälter gegenüber der Einfülleinrichtung abgeschlossen werden kann. Auf dieser Weise ist es beispielsweise auch möglich, dass innerhalb des Aufnahmebehälters bestimmte Reaktionen ablaufen, ohne dass diese auf die Einfülleinrichtung oder andere Behältertypen übergreifen können.In a further embodiment, it can be provided that the container for receiving the catalyst material with a filling device connected is. This can be, for example, a kind of filling funnel is about which the catalyst material in a particularly simple manner in the receptacle can be introduced. It is again advantageously provided that between filling device and receptacle at least one closure device is provided, via which the receptacle across from the filling device can be completed. In this way it is, for example also possible, that inside the receptacle certain reactions take place without these on the filling device or other types of containers can.

Nachfolgend werden einige nicht ausschließliche Beispiele dafür beschrieben, wie innerhalb eines Behälters auf das darin befindliche Katalysatormaterial eingewirkt werden kann.Below are some non-exclusive examples described for like inside a container be acted on the catalyst material contained therein can.

Beispielsweise ist es denkbar, dass wenigstens ein Behälter wenigstens einen Medieneinlass und einen Medienauslass zum Zuleiten beziehungsweise Ableiten eines Mediums in den beziehungsweise aus dem Behälterinnenraum des Behälters aufweist. Auf diese Weise ist es möglich, dass das in einem Behälter befindliche Katalysatormaterial einem bestimmten Medium ausgesetzt wird, wodurch bestimmte Reaktionen hervorgerufen werden können. Wenn in den Verbindungselementen befindliche Verschlusselemente geschlossen sind, wirkt der Aufnahmebehälter als ein in sich geschlossenes Reaktorelement, sodass die Reaktionen nur innerhalb dieses Behälters ablaufen und nicht auf andere Behälter übergreifen können.For example, it is conceivable that at least one container at least one media inlet and one media outlet for supply or deriving a medium in or out the container interior of the container. In this way it is possible that that's in a container existing catalyst material exposed to a certain medium which can cause certain reactions. If closing elements located in the connecting elements are closed the receptacle works as a self-contained reactor element, so the reactions only inside this container run off and cannot spread to other containers.

Beispielsweise ist es denkbar, dass es sich bei dem Medium um ein Inertgas handelt, das zum Spülen in den Behälterinnenraum, in dem sich das Katalysatormaterial befindet, eingebracht und nach Beendigung des Spülvorgangs aus diesem wieder entfernt wird. Wenn auf das im Behälter, beispielsweise im Einwirkbehälter, befindliche Katalysatormaterial eingewirkt werden soll, beispielsweise in dem dieses reduziert wird, kann über den Medieneinlass beispielsweise ein Reduziergas in Form eines Gemisches aus Wasserstoff und/oder Helium und/oder Stickstoff oder dergleichen eingeleitet werden. Ein vorteilhaftes Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch ist das sogenannte „Formiergas".For example, it is conceivable that the medium is an inert gas that can be flushed into the Container interior, in which the catalyst material is located, introduced and after completion the rinsing process is removed from this. If on that in the container, for example in the exposure container, existing catalyst material is to be acted on, for example by reducing this, for example via the media inlet a reducing gas in the form of a mixture of hydrogen and / or Helium and / or nitrogen or the like can be introduced. An advantageous hydrogen-nitrogen mixture is the so-called "forming gas".

Selbstverständlich ist es auch möglich, dass einzelne Behälter auch mit unterschiedlichen Medien geflutet werden können. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass verschiedene Medieneinlässe und Medienauslässe für unterschiedliche Medien vorgesehen sind. Ebenso ist es denkbar, dass jeweils nur ein einziger Medieneinlass beziehungsweise Medienauslass vorgesehen ist, der dann mit unterschiedlichen Medienquellen verbindbar ist, sodass jeweils das für den entsprechenden Prozessschritt erforderliche Medium in den Behälter eingebracht werden kann.Of course, it is also possible that individual container can also be flooded with different media. To For example, it can be provided that different media inlets and Medienauslässe for different Media are provided. It is also conceivable that only a single media inlet or outlet is provided which can then be connected to different media sources, so that for each the appropriate process step required medium are introduced into the container can.

Vorteilhaft kann wenigstens ein Behälter wenigstens eine Einrichtung zum Einstellen eines bestimmten Drucks innerhalb des Behälterinnenraums des Behälters aufweisen. Über eine solche Einrichtung ist es möglich, einen für einen bestimmten Reaktionsschritt erforderlichen Druck, beispielsweise einen bestimmten Unterdruck oder ein Vakuum, innerhalb des Behälterinnenraums einzustellen. Die Erfindung ist nicht auf die Einstellung bestimmter Drücke beschränkt. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, den Druck im Behälterinnenraum auf einen bestimmten Wert abzusenken. Ebenso kann es in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, den Druck auf einen bestimmten Wert zu erhöhen. Die Einrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass über diese ein variabler Druck – vorteilhaft stufenlos – im Behälterinnenraum eingestellt werden kann.At least one container can advantageously be at least means for setting a certain pressure within of the container interior of the container exhibit. about such a facility it is possible one for pressure required for a particular reaction step, for example a certain vacuum or vacuum, inside the container adjust. The invention is not specific to the setting Limited pressures. For example it can be advantageous to set the pressure in the container interior to a certain value Lower value. It can also be advantageous in certain cases to Increase pressure to a certain value. The facility is preferred trained such that over this a variable pressure - advantageous stepless - in Container interior set can be.

In weiterer Ausgestaltung ist es auch denkbar, dass wenigstens ein Behälter wenigstens eine Einrichtung zum Einstellen einer bestimmten Temperatur innerhalb des Behälterinnenraums des Behälters aufweist. Auf diese Weise kann der Behälterinnenraum und damit das darin befindliche Katalysatormaterial auf die für bestimmte Reaktionen erforderliche Temperatur gebracht werden. Die Erfindung ist nicht auf die Einstellung bestimmter Temperaturen beschränkt. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, die Temperatur im Behälterinnenraum auf einen bestimmten Wert abzusenken (Kühlwirkung). Ebenso kann es in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, die Temperatur auf einen bestimmten Wert zu erhöhen (Heizwirkung). Die Einrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass über diese eine variable Temperatur – vorteilhaft stufenlos – eingestellt werden kann.In a further embodiment, it is it is also conceivable that at least one container has at least one device for setting a certain temperature inside the container of the container having. In this way, the container interior and thus that therein the catalyst material to that required for certain reactions Temperature. The invention is not on the setting certain temperatures. For example, it can be advantageous to set the temperature inside the container to a certain value (cooling effect). It can also be in certain cases be advantageous to increase the temperature to a certain value (heating effect). The device is preferably designed such that it a variable temperature - advantageous infinitely variable - set can be.

Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Ausgestaltungsformen für die vorgenannte Einrichtung beschränkt. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Einrichtung als elektrisches Heizelement ausgebildet ist. Ebenso ist es denkbar, dass die Einrichtung in Form eines Wärmetauschers oder dergleichen ausgebildet ist.The invention is not specific Design forms for the aforementioned facility is limited. For example, it is conceivable that the device is designed as an electrical heating element. It is also conceivable that the device in the form of a heat exchanger or the like is formed.

In dem/den Behälter(n) können vorzugsweise geeignete Sensorelemente vorgesehen sein, die eine genaue Erfassung und Einstellung einzelner Prozess-Parameterwerte gestatten. Je nach Erfordernis kann es sich beispielsweise um Sensorelemente zur Erfassung des Drucks und/oder der Temperatur und/oder der Gaszusammensetzung oder dergleichen handeln.Suitable sensor elements can be provided in the container (s), which allow precise detection and setting of individual process parameter values. Depending on the requirements For example, it can be sensor elements for detecting the pressure and / or the temperature and / or the gas composition or the like.

Vorteilhaft sind die Sensorelemente mit wenigstens einer Steuereinrichtung verbunden, über die wiederum die vorstehend beschriebenen Einrichtungen gesteuert werden.The sensor elements are advantageous connected to at least one control device, via which in turn the devices described above are controlled.

Nachfolgend wird beispielhaft eine vorteilhafte Ausgestaltungsform einer Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial in einen Reaktorbehälter beschrieben. Diese Vorrichtung weist vorteilhaft drei Behälter auf, wobei jeder der drei Behälter durch eine evakuierbare (und mit Inertgas füllbare) Schleuse (Verschlusselement) vom nächsten Behälter getrennt ist. Bei dem ersten Behälter handelt es sich um einen Aufnahmebehälter (Nachfüllgefäß), der vorteilhaft auf einen bestimmten Druck einstellbar ist und anschließend mit Inertgas gefüllt werden kann. Bei einem nächsten Behälter handelt es sich vorteilhaft um einen Einwirkbehälter (Reduktionsgefäß), der mittels einer Schleuse (Verschlusselement) vorzugsweise auf einen bestimmten Druck einstellbar und mit Inertgas füllbar mit dem Aufnahmebehälter sowie einem weiterhin vorgesehenen Dosierbehälter verbunden ist. In dem Einwirkbehälter findet die Reduktion des Katalysatormaterials statt. Es ist beispielsweise möglich, Inertgas, Wasserstoff aber auch andere Gassorten – die weiter oben bereits erläutert wurden – in den Behälter einzufüllen. Bei dem dritten Behälter handelt es sich um den Dosierbehälter (Dosiergefäß), der vorteilhaft auf einen bestimmten Druck einstellbar und mit verschiedenen Gasen füllbar ist. Der Dosierbehälter ist mit dem Einwirkbehälter verbunden. Auf der anderen Seite ist der Dosierbehälter mit einer Zufuhreinrichtung (Dosierer) verbunden, über die das Katalysatormaterial in den Reaktorbehälter (beispielsweise ein Reaktionsrohr) eingebracht werden kann. In dem Dosierbehälter wird das reduzierte Katalysatormaterial vorteilhaft unter Inertgas zwischengelagert.Below is an example advantageous embodiment of a device for feeding Described catalyst material in a reactor vessel. This device advantageously has three containers on, each of the three containers through an evacuable (and fillable with inert gas) lock (closing element) from the next container is separated. The first container it is a receptacle (refill vessel), which advantageously on a certain pressure is adjustable and then filled with inert gas can. Another one container it is advantageously an exposure container (reduction vessel) that by means of a lock (closure element), preferably onto one certain pressure adjustable and fillable with inert gas with the receptacle as well a further provided dosing container is connected. By doing Einwirkbehälter the catalyst material is reduced. For example it is possible, Inert gas, hydrogen but also other types of gas - the further already explained above were - in the container fill. The third container is the dosing container (Dosing vessel), which is advantageous adjustable to a certain pressure and with different gases fillable is. The dosing tank is with the exposure container connected. On the other side is the dosing container a feed device (metering) connected via which the catalyst material into the reactor vessel (for example a reaction tube) can be introduced. By doing dosing the reduced catalyst material is advantageous under inert gas stored.

Mit der wie vorstehend beschriebenen Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial ist es insbesondere möglich, oxidiertes Katalysatormaterial von außen zuzugeben, dieses in entsprechender Weise aufzubereiten (beispielsweise zu reduzieren) und anschließend dem eigentlichen Reaktionsprozess zuzugeben, ohne dass dafür der kontinuierliche Herstellungsprozess innerhalb des Reaktorbehälters unterbrochen werden müsste.With the as described above Feeding device of catalyst material, it is in particular possible to oxidize catalyst material from Outside to admit, prepare it in an appropriate manner (for example to reduce) and then to admit the actual reaction process without the continuous manufacturing process interrupted within the reactor vessel should be.

Mit Hilfe der wie vorstehend beschriebenen Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial ist es besonders vorteilhaft möglich, Katalysatormaterial in Form von Eisen (Fe) zuzuführen, das zunächst in oxidierter Form (Fe₂O₃) gelagert wird. Auch derartige Katalysatormaterialien können nunmehr kontinuierlich in den Reaktorbehälter eingespeist werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Metalloxid, das ja gefahrlos gehandhabt werden kann, zunächst in den Aufnahmebehälter der Vorrichtung eingefüllt wird. Innerhalb der Vorrichtung wird dann das Metalloxid in einer Weise aufbereitet, dass es schließlich im Dosierbehälter als reines Metall vorliegt. In dieser Form kann es anschließend in den Reaktorbehälter eingespeist werden.With the aid of the device for supplying catalyst material as described above, it is particularly advantageously possible to supply catalyst material in the form of iron (Fe), which is initially stored in oxidized form (Fe ₂ O ₃ ). Such catalyst materials can now also be fed continuously into the reactor vessel. For this purpose it can be provided, for example, that the metal oxide, which can be handled safely, is first filled into the receptacle of the device. The metal oxide is then processed in the device in such a way that it is finally present in the metering container as pure metal. In this form it can then be fed into the reactor vessel.

Vorteilhaft kann im Austrittsbereich des Reaktorbehälters eine Vorrichtung zur Aufnahme des hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterials vorgesehen sein. Dabei kann es sich beispielsweise um einen oder mehrere Sammelbehälter handeln, die zur Aufnahme des hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterials ausgebildet sind. Wenn mit dem Reaktor die Kohlenstoff-Nanomaterialien kontinuierlich hergestellt werden sollen, muss in einem solchen Fall dafür Sorge getragen werden, dass die Aufnahmebehälter bei Erreichen eines bestimmten Füllgrades rechtzeitig ausgetauscht werden.Can be advantageous in the exit area of the reactor vessel a device for receiving the carbon nanomaterial produced be provided. This can be, for example, one or several collection containers act, which are designed to accommodate the manufactured carbon nanomaterial are. If with the reactor the carbon nanomaterials continuously In such a case, care must be taken to manufacture them that the receptacle when a certain filling level is reached be exchanged in time.

Die Aufnahmevorrichtung ist vorteilhaft über ein geeignetes Verschlußelement, das beispielsweise in Form eines schleusenartigen Gebildes ausgestaltet ist, mit dem Reaktorbehälter verbunden. Ähnliche Verschlußelemente sind bereits im Zusammenhang mit der Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial beschrieben, so dass diesbezüglich auch auf die entsprechenden Ausführungen Bezug genommen und verwiesen wird.The receiving device is advantageous over a suitable closure element, designed for example in the form of a lock-like structure is with the reactor vessel connected. Similar closure elements are already in connection with the device for feeding Catalyst material described, so that in this regard also to the corresponding versions Referenced and referred.

Dabei kann es im einfachsten Fall ausreichen, ein einziges Verschlußelement vorzusehen. Ebenso ist es denkbar, zwei oder mehr Verschlußelemente vorzusehen, wobei dann wenigstens eines dem Reaktorbehälter, und wenigstens eines der Aufnahmevorrichtung zugeordnet ist. Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Verschlußelement als eigenständiges Bauelement zwischen Reaktorbehälter und Aufnahmevorrichtung angeordnet ist.In the simplest case it can are sufficient to provide a single closure element. As well it is conceivable to provide two or more closure elements, wherein then at least one of the reactor vessel, and at least one is assigned to the receiving device. Of course, can also be provided be that the at least one closure element as an independent component between reactor vessel and receiving device is arranged.

Ein derartiges Verschlußelement ist insbesondere dann von Vorteil, wenn es sich bei der Aufnahmevorrichtung um einen Aufnahmebehälter handelt. Wenn der Behälter voll ist und ausgewechselt werden soll, wird zunächst das Verschlußelement geschlossen. Dies geschieht in solch einer Weise, dass fertiggestelltes Kohlenstoff-Nanomaterial nicht aus dem Reaktorbehälter herausfallen kann und dass insbesondere keine unerwünschten Medien – beispielsweise Aussenluft – in der Innenraum des Reaktorbehälters gelangen können. Anschließend wird die Aufnahmevorrichtung ausgewechselt.Such a closure element is particularly advantageous if it is in the receiving device around a receptacle is. If the container is full and should be replaced, the closure element is first closed. This happens in such a way that it is finished Carbon nano material not from the reactor vessel can fall out and that in particular no unwanted Media - for example Outside air - in the interior of the reactor vessel can reach. Subsequently the cradle is replaced.

Bevor das Verschlußelement erneut geöffnet wird, können in der neuen, leeren Aufnahmevorrichtung beispielsweise zunächst gewünschte Bedingungen eingestellt werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Aufnahmeeinrichtung über geeignete Einrichtungen zunächst auf einen bestimmten Druck und/oder eine bestimmte Temperatur gebracht wird. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der Innenraum der Aufnahmevorrichtung mittels geeigneter Medieneinlässe und Medienauslässe unter Verwendung von einem oder mehreren geeigneten Medium/Medien, beispielsweise einem Inertgas, geflutet wird, so dass in der Aufnahmevorrichtung eine entsprechende Atmosphäre eingestellt werden kann. Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Ausgestaltungen der Einrichtungen) beschränkt. Diese können beispielsweise ähnlich wie jene im Zusammenhang mit der weiter oben beschriebenen Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial ausgebildet sein, so dass diesbezüglich auch auf die entsprechenden Ausführungen Bezug genommen und verwiesen wird.Before the closure element is opened again, desired conditions can be set in the new, empty receiving device, for example. For example, it is conceivable that the receiving device is first brought to a certain pressure and / or a certain temperature by means of suitable devices. Alternatively or additionally, it is conceivable for the interior of the receiving device to be ge by means of suitable media inlets and media outlets using one or more suitable media / media, for example an inert gas is flooded, so that a corresponding atmosphere can be set in the receiving device. The invention is not restricted to certain configurations of the devices). These can be designed, for example, similar to those in connection with the device for supplying catalyst material described above, so that in this regard reference is also made to the corresponding statements.

Sobald dies geschehen ist, wird das Verschlußelement geöffnet und das fertiggestellte Kohlenstoff-Nanomaterial kann in die Aufnahmevorrichtung gelangen.Once that's done, it will closure element open and the finished carbon nanomaterial can be loaded into the cradle reach.

Ebenso ist es denkbar, dass es sich bei der Aufnahmevorrichtung um eine Fördereinrichtung handelt. In diesem Fall kann das hergestellte Kohlenstoff-Nanomaterial auf die Fördereinrichtung rieseln und wird über diese aus dem Bereich des Reaktors abtransportiert. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Arten von Fördereinrichtungen beschränkt. Die Fördereinrichtungen können jedoch beispielsweise in ähnlicher Weise ausgestaltet sein, wie diejenigen Fördereinrichtungen, die zum Materialtransport innerhalb des Reaktorbehälters vorgesehen sind und die im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert werden.It is also conceivable that it is the receiving device is a conveyor. In In this case, the carbon nanomaterial produced can be on the conveyor trickle and will over transported away from the area of the reactor. Here is the Invention is not limited to certain types of conveyors. The Conveyors can however, for example, in a similar way Be designed in such a way as those funding institutions that for Material transport is provided within the reactor vessel and the will be explained in more detail later in the description.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Ausrichtung des oder der Reaktorbehälters) beschränkt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Reaktorbehälter horizontal ausgerichtet ist. Ebenso ist denkbar, dass wenigstens einer der Reaktorbehälter vertikal ausgerichtet ist.The present invention is not limited to a specific orientation of the reactor vessel (s). For example it can be provided that at least one of the reactor vessels is horizontal is aligned. It is also conceivable that at least one of the reactor vessel is aligned vertically.

Vorzugsweise kann die Fördereinrichtung in wenigstens einem der Reaktorbehälter zum Materialtransport mittels eines magnetischen Feldes ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung der Fördereinrichtung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Katalysatormaterial aus Materialien mit ferromagnetischen Eigenschaften besteht und somit mittels magnetischer Felder im Reaktorbehälter bewegt werden kann.Preferably, the conveyor in at least one of the reactor containers for material transport be formed by means of a magnetic field. Such Design of the conveyor is particularly advantageous if the catalyst material consists of materials with ferromagnetic properties and can thus be moved by means of magnetic fields in the reactor vessel.

Vorteilhaft kann dazu vorgesehen sein, dass die Fördereinrichtung wenigstens eine Magneteinrichtung aufweist, mittels derer innerhalb oder außerhalb des Reaktorbehälters ein bewegliches magnetisches Feld erzeugbar ist beziehungsweise erzeugt wird. Dabei kann die Magneteinrichtung auf unterschiedlichste Art und Weise ausgebildet sein.This can advantageously be provided be that the conveyor has at least one magnetic device, by means of which within or outside of the reactor vessel a movable magnetic field can be generated is produced. The magnetic device can be used in a wide variety of ways Way be trained.

Nachfolgend werden einige bevorzugte Ausgestaltungsformen beschrieben, ohne dass die Erfindung jedoch auf die genannten Beispiele beschränkt wäre.Below are some preferred ones Embodiments described, but without the invention would be limited to the examples mentioned.

Beispielsweise ist es denkbar, dass die Magneteinrichtung aus einem oder mehreren Magnetelementen) besteht, das/die entlang des Bodens oder einer Wandung des Reaktorbehälters beweglich angeordnet ist/sind. Bei den Magnetelementen kann es sich beispielsweise um Permanentmagnete, Elektromagnete oder dergleichen handeln. Dabei können die Magnetelemente entweder innerhalb oder außerhalb des Reaktorbehälters angeordnet sein. Aufgrund der durch die Magnetelemente erzeugten Magnetkräfte wird das Katalysatormaterial von den Magneten angezogen und haftet an diesen an, sodass das Material bei Bewegung der Magnetelemente ebenfalls durch den Reaktorbehälter gezogen wird.For example, it is conceivable that the magnetic device consists of one or more magnetic elements), that are movable along the bottom or a wall of the reactor vessel is / are arranged. The magnetic elements can be, for example are permanent magnets, electromagnets or the like. there can they Magnetic elements arranged either inside or outside of the reactor vessel his. Due to the magnetic forces generated by the magnetic elements the catalyst material is attracted to the magnets and adheres this so that the material also moves when the magnetic elements move through the reactor vessel is pulled.

Wenn die Magnetelemente außerhalb des Reaktorbehälters angeordnet sind, wird das Katalysatormaterial in Richtung der Wände des Reaktorbehälters angezogen. Beispielsweise kann in dem Reaktorbehälter deshalb eine besondere Aufnahmeeinrichtung – etwa eine Platte – vorgesehen sein. Das Katalysatormaterial wird durch die wirkenden Magnetkräfte an die Platte angepresst und kann bei Bewegung der Magnetelemente entlang der Platte durch den Reaktorbehälter hindurchgezogen werden. Die Platte kann vorteilhaft in einem bestimmten Abstand von der Wand des Reaktorbehälters entfernt vorgesehen sein. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Katalysatormaterial in den Einfluß der Reaktorwand, in deren Bereich für den Prozeß unvorteilhafte Bedingungen herrschen können, gelangt.If the magnetic elements outside of the reactor vessel are arranged, the catalyst material in the direction of the walls of the reactor vessel dressed. For example, a special one can therefore be found in the reactor vessel Receiving facility - about a plate - provided his. The catalyst material is due to the magnetic forces acting on the Plate pressed and can move along the magnetic elements the plate through the reactor vessel be pulled through. The plate can advantageously be at a certain distance from the wall of the reactor vessel be provided away. This prevents the catalyst material in the influence of the reactor wall, in the Area for unfavorable to the process Conditions can prevail arrives.

In anderer Ausgestaltung ist es natürlich auch denkbar, auf solch eine Platte zu verzichten, so dass das Katalysatormaterial aufgrund der Magnetkräfte an die Wand des Reaktorbehälters angepresst und bei Bewegung der Magnetelemente entlang der Wandung des Reaktorbehälters durch diesen hindurchgezogen werden kann.In a different embodiment it is of course also conceivable to dispense with such a plate, so that the catalyst material due to the magnetic forces on the wall of the reactor vessel pressed and when the magnetic elements move along the wall of the reactor vessel can be pulled through this.

In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Magnetelemente unbeweglich (fix) entlang des Reakorbehälters angeordnet sind. In diesem Fall sind die Magnetelemente vorzugsweise als Elektromagnete ausgebildet. Der Transport des Materials innerhalb des Reaktorbehälters erfolgt dann über ein variables, bewegliches Magnetfeld. Bei dieser elektromagnetischen Lösung werden die einzelnen Magnetelemente gezielt angesteuert, so dass sich in Summe ein bewegliches Magnetfeld einstellt, das den Transport des Materials übernimmt.In a further embodiment, it can be provided that the magnetic elements are arranged immovably (fixed) along the reactor vessel are. In this case, the magnetic elements are preferably electromagnets educated. The material is transported within the reactor vessel then over a variable, moving magnetic field. With this electromagnetic solution the individual magnetic elements are specifically controlled so that in total a moving magnetic field sets the transport of the material takes over.

Auch ist es denkbar, dass die Magneteinrichtung bei Einsatz entsprechender Materialien – etwa ferromagnetischen Materialien – in solch einer Weise ausgestaltet ist, dass diese im Hinblick auf das Katalysatormaterial und das an beziehungsweise auf dem Katalysatormaterial entstehende Kohlenstoff-Nanomaterial eine anziehende Magnetkraft erzeugt, derart, dass das Material innerhalb des Reaktorbehälters in einen Schwebezustand gebracht wird. Beispielsweise kann die Magneteinrichtung in solch einem Fall im Bereich der Decke des Reaktorbehälters angeordnet sein. Das von der Magneteinrichtung erzeugte Magnetfeld ist so stark, dass das in den Reaktorbehälter einrieselnde Katalysatormaterial nicht auf den Reaktorbehälterboden fällt, sondern innerhalb des Reaktorbehälters schwebt. Durch die Bewegung das Magnetfelds kann das Material anschließend durch den Reaktorbehälter transportiert werden.It is also conceivable that the magnetic device is designed in such a way when using appropriate materials - for example ferromagnetic materials - that it generates an attractive magnetic force with regard to the catalyst material and the carbon nanomaterial formed on or on the catalyst material, such that the material is suspended in the reactor vessel. In such a case, for example, the magnetic device can be arranged in the area of the ceiling of the reactor vessel. The magnetic field generated by the magnetic device is so strong that the catalyst material trickling into the reactor vessel does not fall onto the bottom of the reactor vessel, but floats within the reactor vessel. The material can then be transported through the reactor vessel by the movement of the magnetic field the.

Ebenso ist es denkbar, dass die Magneteinrichtung bei Einsatz entsprechender Materialien in solch einer Weise ausgestaltet ist, dass diese im Hinblick auf das Katalysatormaterial und das an beziehungsweise auf dem Katalysatormaterial entstehende Kohlenstoff-Nanomaterial eine abstoßende Magnetkraft erzeugt, sodass das Material innerhalb des Reaktorbehälters in einen Schwebezustand gebracht wird. In diesem Fall ist die Magneteinrichtung vorteilhaft im Bereich des Reaktorbehälterbodens angeordnet.It is also conceivable that the magnet device designed using such materials in such a way is that in terms of catalyst material and carbon nanomaterial formed on or on the catalyst material a repulsive Generates magnetic force so that the material inside the reactor vessel is brought into limbo. In this case, the magnetic device advantageously arranged in the region of the reactor vessel bottom.

Wenn nun das Magnetfeld in Transportrichtung des Materials bewegt wird, wird sich auch das Material innerhalb des Reaktorbehälters schwebend in Richtung der Magnetfeldbewegung bewegen. Das Material kann somit bei geeigneter Richtung des sich bewegenden Magnetfeldes durch den Reaktor hindurchgezogen werden. Dabei ist beispielsweise ein Prinzip denkbar, wie es bei einer Magnetschwebebahn realisiert ist.If now the magnetic field in the direction of transport the material is moved, the material will also move within of the reactor vessel floating in the direction of the magnetic field movement. The material can thus with a suitable direction of the moving magnetic field pulled through the reactor. Here is for example a principle conceivable as it is realized with a magnetic levitation train is.

In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass in der Magneteinrichtung eine definierte, auf ein vorgegebenes Gewicht des hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterials bezogene Magnetkraft einstellbar ist beziehungsweise eingestellt wird. In einem solchen Fall ist es möglich, bei einem Transport des Materials durch den Reaktorbehälter die zunehmende Masse in Folge des Wachstumsprozesses auszunutzen. Wenn das Kohlenstoff-Nanomaterial auf dem Katalysatormaterial wächst, wird das Material irgendwann so schwer, dass die durch die Magneteinrichtung erzeugten Magnetkräfte nicht mehr ausreichen, um das Material innerhalb des Reaktorbehälters in der Schwebe zu halten. Wenn das Material folglich diese kritische Masse erreicht hat, wird es in dem Reaktorbehälter trotz Vorhandensein des magnetischen Feldes auf den Boden fallen. Diese Tatsache kann man sich nunmehr zu nutze machen.In a further embodiment, it can be provided that in the magnetic device a defined one to a given one Weight of the produced carbon nanomaterial related magnetic force adjustable is or is set. In such a case it possible when the material is transported through the reactor vessel exploiting increasing mass as a result of the growth process. If the carbon nanomaterial grows on the catalyst material the material becomes so heavy at some point that the magnetic device generated magnetic forces no longer sufficient to contain the material inside the reactor vessel to hold the limbo. If the material is consequently this critical Has reached mass, it will be in the reactor vessel despite the presence of the magnetic field fall to the ground. You can do that now make use of it.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Vorrichtung zur Aufnahme des hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterials dort angeordnet ist, wo das hergestellte Kohlenstoff-Nanomaterial im Reaktorbehälter zu Boden geht.For example, that a device for receiving the manufactured carbon nanomaterial is located where the carbon nanomaterial produced in the reactor vessel goes down.

Wenn das hergestellte Kohlenstoff-Nanomaterial dort aus dem Reaktorbehälter entnommen wird, wo es zu Boden gegangen ist, hat dies weiterhin den Vorteil, dass das Material immer mit einem identischen Gewicht aus dem Reaktorbehälter entnommen wird. Während des Prozesses ist es möglich, dass das Kohlenstoff- Nanomaterial während seines Herstellungsprozesses unterschiedlich schnell wächst. Das bedeutet, dass im Austrittsbereich des Reaktorbehälters Kohlenstoffmaterial mit unterschiedlichem Gewicht und damit mit unterschiedlicher Größe vorhanden sein kann. Wenn nun die vorstehend beschriebene Herstellungsvariante eingesetzt wird, bedeutet dies, dass durch die Einstellung der bestimmten Magnetkraft immer sichergestellt wird, dass das Kohlenstoff-Nanomaterial ab einem definierten Gewicht im Reaktorbehälter zu Boden fällt. Wenn diese zu Boden gehenden Kohlenstoff-Nanomaterialien sodann gleich aus dem Reaktorbehälter entfernt werden, weisen diese immer zumindest im Wesentlichen ein identisches Gewicht auf.If the carbon nanomaterial produced there from the reactor vessel taken from where it went down, this still has the advantage that the material is always of an identical weight from the reactor vessel is removed. While of the process it is possible that the carbon nanomaterial while its manufacturing process grows at different speeds. The means that in the outlet area of the reactor vessel carbon material with different weights and therefore with different sizes can be. If now the manufacturing variant described above is used, it means that by setting the particular Magnetic force always ensures that the carbon nanomaterial from a defined weight in the reactor vessel falls to the ground. If these carbon nanomaterials going to the ground then immediately from the reactor vessel removed, they always indicate at least essentially identical weight.

In einem solchen Fall kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass mehrere Aufnahmevorrichtungen für das hergestellte Kohlenstoff-Nanomaterial entlang der Transportrichtung des Materials innerhalb des Reaktorbehälters vorgesehen sind. Diesbezüglich können – wie weiter oben beschrieben – geeignete Verschlußelemente vorgesehen sein. Ebenso ist es denkbar, im Reaktorbehälter eine geeignete weitere Fördereinrichtung, beispielsweise ein Förderband oder dergleichen vorzusehen, auf das das herabfallende Kohlenstoff-Nanomaterial niedergeht. Die Fördereinrichtung kann dann zu einer zentralen Aufnahmevorrichtung, beispielsweise einem zentralen Sammelbehälter führen. Auf diese Weise ist es unerheblich, dass das herabfallen innerhalb des Reaktorbehälters aufgrund unterschiedlich aktiver Partikel früher oder später erfolgt.In such a case it can be advantageous be provided that several receiving devices for the manufactured Carbon nanomaterial along the transport direction of the material inside the reactor vessel are provided. In this regard, can - how to continue described above - suitable closure elements be provided. It is also conceivable to have one in the reactor vessel suitable additional conveyor, for example a conveyor belt or the like, to which the falling carbon nanomaterial descends. The conveyor can then to a central recording device, for example a central collection container to lead. That way, it doesn't matter that falling down inside of the reactor vessel sooner or later due to differently active particles.

Da das zu transportierende Material innerhalb des Reaktorbehälters in dessen Eintrittsbereich in der Regel leichter ist als in dessen Austrittsbereich, kann weiterhin vorgesehen sein, dass in der Magneteinrichtung eine in Richtung des sich bewegenden Magnetfelds veränderliche oder veränderte Magnetkraft einstellbar ist beziehungsweise eingestellt wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Material immer mit einem definierten Abstand zur Reaktorbehälterwand gehalten werden kann. Beispielsweise kann dies dadurch erreicht werden, dass das Magnetfeld im Eintrittsbereich schwächer ausgebildet ist, als im Austrittsbereich.Because the material to be transported inside the reactor vessel in its entrance area is usually lighter than in its Exit area, can also be provided that in the magnetic device a variable in the direction of the moving magnetic field or changed Magnetic force is adjustable or is set. On this way it can be achieved that the material is always with a defined distance to the reactor vessel wall can be kept. For example, this can be achieved in that the magnetic field weaker in the entrance area is formed as in the exit area.

Die vorstehend beschriebene, zum Materialtransport mittels eines magnetischen Feldes ausgebildete Fördereinrichtung kann beispielsweise im Bereich des Bodens und/oder wenigstens einer der Seitenwände und/oder der Decke des Reaktorelements – innerhalb oder ausserhalb von diesem – vorgesehen sein.The above described for Material transport trained by means of a magnetic field Conveyor can, for example, in the area of the floor and / or at least one of the side walls and / or the ceiling of the reactor element - inside or outside from this - provided his.

In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Fördereinrichtung in wenigstens einem der Reaktorbehälter als umlaufende Förderschleife ausgebildet ist.In a further embodiment, it can be provided that the conveyor formed in at least one of the reactor vessels as a circulating conveyor loop is.

Da die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Reaktorbehältern beschränkt ist, sind selbstverständlich auch solche Lösungsvarianten denkbar, in denen mehrere Reaktorbehälter vorgesehen sind und bei denen die Reaktorbehälter jeweils über unterschiedliche Fördereinrichtungen verfügen.Since the invention is not limited to a certain number of reactor vessels limited are taken for granted such solution variants are also conceivable, in which several reactor vessels are provided and in which the reactor vessels each have different Conveyors feature.

Wenn die Fördereinrichtung als umlaufende Förderschleife ausgebildet ist, rieselt das Katalysatormaterial im Eintrittsbereich des Reaktorbehälters auf die Förderschleife und wird mit deren Hilfe durch den Reaktorbehälter transportiert. Dabei kann durchaus auch vorgesehen sein, dass die Förderschleife in Form einer Magneteinrichtung ausgebildet ist. Diesbezüglich wird auf die vorstehenden Ausführungen zu der zum Transport mittels eines magnetischen Feldes ausgebildeten Fördereinrichtung voll inhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen. Wenn eine derartige magnetische Förderschleife eingesetzt wird, wird das magnetische Feld, welches die Magnetkraft erzeugt, mittels derer das Material auf der Förderschleife gehalten wird, vorteilhaft im Austrittsbereich des Reaktorbehälters zumindest zeitweilig unterbrochen, sodass das hergestellte Kohlenstoff-Nanomaterial von der Förderschleife herabfallen und in eine Aufnahmevorrichtung gelangen kann.If the conveying device is designed as a revolving conveying loop, the catalyst material trickles onto the conveying loop in the inlet region of the reactor vessel and is transported through the reactor vessel with the aid thereof. It can also be provided that the conveyor loop is designed in the form of a magnetic device. This With regard to the above, reference is made in full to the contents of the conveyor device designed for transport by means of a magnetic field, and reference is hereby made. If such a magnetic conveyor loop is used, the magnetic field which generates the magnetic force by means of which the material is held on the conveyor loop is advantageously at least temporarily interrupted in the outlet region of the reactor vessel, so that the carbon nanomaterial produced falls off the conveyor loop and into one Can get cradle.

Vorteilhaft kann die Förderschleife jedoch als Förderband ausgebildet sein. In einer solchen Ausgestaltung kann das Katalysatormaterial auf diesem Förderband direkt durch den Reaktorbehälter transportiert werden, ohne auf seine magnetischen Eigenschaften Rücksicht nehmen zu müssen. Eine solche Ausgestaltung eignet sich daher besonders gut für nicht ferromagnetische Katalysatormaterialien.The conveyor loop can be advantageous however as a conveyor belt be trained. In such an embodiment, the catalyst material on this conveyor belt directly through the reactor vessel be transported without sacrificing its magnetic properties consideration to have to take. Such a configuration is therefore particularly unsuitable for ferromagnetic catalyst materials.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass an dem Förderband eine Anzahl von Aufnahmebehältnissen angeordnet ist. Eine solche Ausgestaltung der Fördereinrichtung ist besonders dann von Vorteil, wenn es sich bei dem Reaktorbehälter um einen senkrecht stehenden (vertikalen) Reaktorbehälter, beispielsweise ein Reaktorrohr oder dergleichen handelt. In einem solchen Fall können die Aufnahmebehältnisse beispielsweise in Form von kleinen Schaufeln ausgebildet sein, die jeweils kleine Mengen an Katalysatormaterial aufnehmen können. Diese Schaufeln können dann an der gewünschten Stelle im Austrittsbereich des Reaktorbehälters geleert werden. Dabei entspricht das Prinzip dieser Fördereinrichtung in etwa demjenigen Prinzip eines Wasserrads oder eines Schaufelrads.For example, that on the conveyor belt a number of receptacles is arranged. Such a configuration of the conveyor is special then advantageous if the reactor vessel is a vertical (vertical) reactor vessel, for example a reactor tube or the like. In such a case can the receptacles for example in the form of small blades that can each take up small amounts of catalyst material. This Can shovel then at the desired one Point in the outlet area of the reactor vessel to be emptied. there corresponds to the principle of this conveyor roughly the principle of a water wheel or a paddle wheel.

In weiterer Ausgestaltung ist denkbar, dass das Förderband aus einem Material mit guten Hafteigenschaften für das Katalysatormaterial und das entstehende Kohlenstoff-Nanomaterial besteht. Dabei kann das Förderband beispielsweise aus einem porösen Material bestehen, an dem die Katalysatorpartikel und die Partikel des entstehenden Kohlenstoff-Nanomaterials aufgrund der Rauhigkeit des Materials fixiert werden beziehungsweise anhaften. Die Materialpartikel verhaken sich im rauen Förderband, das beispielsweise als Gewebeband oder dergleichen ausgebildet sein kann, und werden auf diese Weise durch den Reaktorbehälter transportiert.In a further embodiment it is conceivable that the conveyor belt from a material with good adhesive properties for the catalyst material and the resulting carbon nanomaterial exists. It can conveyor belt for example from a porous Material exist on which the catalyst particles and the particles of the resulting carbon nanomaterial due to the roughness of the material are fixed or attached. The material particles get caught in the rough conveyor belt, the for example, be formed as a fabric tape or the like can, and are transported in this way through the reactor vessel.

Um das entstandene Kohlenstoff-Nanomaterial möglichst vollständig aus dem Reaktorbehälter entfernen zu können, können im Austrittsbereich des Reaktorbehälters vorteilhaft Mittel zum Austragen des hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterials aus dem Reaktorbehälter vorgesehen sein. Der Einsatz derartiger Mittel bewirkt, dass auch solches Kohlenstoff-Nanomaterial, das im Austrittsbereich nicht von selbst von der Fördereinrichtung herabfällt, trotzdem aus dem Reaktorbehälter entfernt werden kann. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Ausgestaltungsformen für derartige Mittel beschränkt. Beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, können die Mittel zum Austragen als Abstreifelement(e), als Abstreifgitter oder dergleichen ausgebildet sein.The resulting carbon nanomaterial preferably Completely remove from the reactor vessel to be able can in the outlet area of the reactor vessel advantageously means for Removal of the carbon nanomaterial produced from the reactor vessel is provided his. The use of such agents means that such carbon nanomaterial, that in the exit area not by itself from the conveyor falls, anyway from the reactor vessel can be removed. The invention is not limited to this Design forms for limited such funds. For example, but not exclusively, the means of discharge can designed as a stripping element (s), as a stripping grid or the like his.

Vorzugsweise ist der Antrieb der Fördereinrichtung außerhalb des Reaktorbehälters angeordnet. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Fördereinrichtung innerhalb des Reaktorbehälters arbeiten muss. Im Reaktorbehälter sind aber in der Regel hochexplosive Materialien anwesend, sodass ein Antrieb innerhalb des Reaktorbehälters zu Explosionen führen könnte. Die Kopplung des Antriebs mit der Fördereinrichtung kann beispielsweise über eine magnetische Kupplung erfolgen, die die Kopplung zwischen dem äußeren Antrieb und der inneren Fördereinrichtung magnetisch bewerkstelligt. Ebenso ist es denkbar, als Antrieb für die Fördereinrichtung einen Schneckenantrieb oder dergleichen vorzusehen.The drive is preferably the Conveyor outside of the reactor vessel arranged. This is particularly useful when the conveyor inside the reactor vessel Must work. In the reactor vessel however, there are usually highly explosive materials present, so that a drive inside the reactor vessel could lead to explosions. The Coupling the drive to the conveyor can for example about A magnetic coupling is made, which is the coupling between the outer drive and the inner conveyor magnetically accomplished. It is also conceivable as a drive for the conveyor to provide a worm drive or the like.

Während der Herstellung des Kohlenstoff-Nanomaterials tritt nicht selten die Situation auf, dass das Reaktionsgas mit dem Katalysatormaterial innerhalb des Reaktionsbehälters nur teilweise abreagiert. Außerdem können andere Gase, beispielsweise Wasserstoff oder dergleichen, während des Herstellungsprozesses produziert werden. Diese Restgase wurden bisher nicht weiter verwertet. Vorteilhaft – kann daher im Austrittsbereich des Reaktorbehälters wenigstens eine Vorrichtung zur Messung der Gaszusammensetzung des Reaktionsrestgases vorgesehen sein. Damit kann die Gaszusammensetzung des den Reaktionsbehälter verlassenden Reaktionsrestgases bestimmt werden. Dies kann beispielsweise mit einem Massenspektrometer oder dergleichen geschehen. Aufgrund der gemessenen Gaszusammensetzungswerte kann anschließend entschieden werden, ob das Reaktionsrestgas entsorgt oder weiter verwertet werden kann.While The production of the carbon nanomaterial often occurs the situation that the reaction gas with the catalyst material inside of the reaction container only partially reacted. Moreover can other gases, such as hydrogen or the like, during the manufacturing process to be produced. These residual gases have not yet been used. Advantageous - can therefore at least one device in the outlet area of the reactor vessel provided for measuring the gas composition of the residual reaction gas his. This allows the gas composition of the one leaving the reaction vessel Reaction residual gas can be determined. This can be done with, for example a mass spectrometer or the like. Due to the measured gas composition values can then be decided whether the residual reaction gas is disposed of or reused can.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass sich im Austrittsbereich des Reaktorbehälters wenigstens eine Medienableitung zum Ableiten von Reaktionsrestgas befindet. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Auslass des Reaktorbehälters mit wenigstens einer solchen Medienableitung verbunden ist.For example, that there is at least one media discharge in the outlet area of the reactor vessel to discharge residual reaction gas. It can be provided in particular be that the outlet of the reactor vessel with at least one such media derivation is connected.

Vorzugsweise kann in der Medienableitung eine Vorrichtung zum Erzeugen/Aufbereiten von Reaktionsgas vorgesehen sein. In anderer Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Medienableitung des Reaktorbehälters zumindest zeitweilig mit einer Vorrichtung zum Erzeugen/Aufbereiten von Reaktionsgas verbunden ist. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, dem Reaktionsrestgas – insbesondere nach einer Analyse der Gaszusammensetzung – soviel frisches Reaktionsgas zuzugeben, sodass anschließend wieder die Ausgangszusammensetzung für die Reaktion erreicht wird. Danach kann das auf diese Weise aufbereitete Reaktionsgas über den Einlass des Reaktorbehälters wieder in diesen eingespeist werden.Preferably, one in the media discharge line Device for generating / processing reaction gas provided his. In another embodiment, it is conceivable that the media derivation of the reactor vessel at least temporarily with a device for generating / processing of reaction gas is connected. That way it is, for example possible, the residual reaction gas - in particular after analyzing the gas composition - so much fresh reaction gas admit so that afterwards the starting composition for the reaction is reached again. Thereafter, the reaction gas prepared in this way via the Inlet of the reactor vessel be fed back into this.

In weiterer Ausgestaltung ist auch denkbar, dass in der Medienableitung eine Trenneinrichtung zum Abtrennen von bestimmten Komponenten aus dem Reaktionsrestgas vorgesehen ist. In anderer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Medienableitung zumindest zeitweilig mit einer solchen Trenneinrichtung verbunden ist. Ist beispielsweise eine bestimmte Gaskomponente – etwa Wasserstoff – im Reaktionsrestgas in zu großer Menge vorhanden, sodass die anfängliche Gaszusammensetzung – wie vorstehend beschrieben – nicht mehr oder nur sehr schwer durch Zumischung von frischem Reaktionsgas erreicht werden kann, kann die störende Gaskomponente mit Hilfe einer solchen Trenneinrichtung wirksam abgetrennt werden. Bei der Trenneinrichtung kann es sich im Zusammenhang mit Wasserstoff beispielsweise um eine Platinmembran oder dergleichen handeln. Die abgetrennte Gaskomponente, beispielsweise der abgetrennte Wasserstoff, kann im Prozess weiter verwertet werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass die abgetrennte Gaskomponente zum Heizen des Reaktorbehälters benutzt wird.In a further embodiment, it is also conceivable that a separation device for separating certain components from the residual reaction gas is provided in the media discharge line. In another embodiment, it can be provided that the media discharge line is connected to such a separation device at least temporarily. If, for example, a certain gas component - such as hydrogen - is present in the reaction residual gas in too large an amount, so that the initial gas composition - as described above - can no longer be achieved or can only be achieved with great difficulty by adding fresh reaction gas, the disruptive gas component can be removed with the aid of such a separation device be effectively separated. The separation device can be, for example, a platinum membrane or the like in connection with hydrogen. The separated gas component, for example the separated hydrogen, can be further used in the process. For example, it is conceivable that the separated gas component is used to heat the reactor vessel.

Üblicherweise findet der Herstellprozess des Kohlenstoff-Nanomaterials bei einer bestimmten Temperatur statt. So ist es bei Einsatz eines CVD-Verfahrens beispielsweise erforderlich, dass das Katalysatormaterial auf eine bestimmte Temperatur gebracht (entweder erhitzt oder gekühlt) wird, damit es mit dem Reaktionsgas reagieren kann. Zu diesem Zweck kann für wenigstens einen Reaktorbehälter beispielsweise wenigstens eine Einrichtung zum Einstellen einer bestimmten Temperatur vorgesehen sein. Über diese Einrichtung kann der Innenraum des Reaktorbehälters und/oder das Reaktionsgas – je nach Anwendungsfall – entweder auf die erforderliche Temperatur erhitzt oder gekühlt werden. Dabei ist die Erfindung nicht auf bestimmte Ausgestaltungsformen für die Einrichtung beschränkt. Beispielsweise kann die Einrichtung als elektrische Heizeinrichtung ausgebildet sein. Ebenso ist es denkbar, dass die Einrichtung als Wärmetauscher oder dergleichen ausgebildet ist. In diesem Fall könnte die Einrichtung in besonderes einfacher Weise mit der wie weiter vorstehend beschriebenen abgetrennten Gaskomponente bespeist werden.Usually finds the manufacturing process of the carbon nanomaterial at one certain temperature instead. This is the case when using a CVD process for example, required that the catalyst material to a certain temperature is brought (either heated or cooled) so that it can react with the reaction gas. For this purpose, for at least a reactor vessel for example at least one device for setting one certain temperature may be provided. About this facility can the interior of the reactor vessel and / or the reaction gas - each by use case - either heated or cooled to the required temperature. there the invention is not limited to certain configurations for the device limited. For example, the device can be used as an electrical heating device be trained. It is also conceivable that the facility as heat exchangers or the like is formed. In this case, the facility could in a particularly simple manner with the as described above separated gas component are fed.

Vorzugsweise ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die mit wenigstens einem Sensorelement im Innenraum des Reaktorbehälters verbunden ist. Weiterhin kann die Steuereinrichtung aufgrund von gemessenen Werten die Einrichtung zum Einstellen einer bestimmten Temperatur entsprechend betätigen. Beispielsweise kann über das wenigstens eine Sensorelement der Druck und/oder die Temperatur und/oder die Gaszusammensetzung innerhalb des Reaktorbehälters ermittelt werden. Aufgrund dieser Messwerte wird dann die erforderliche Temperatur eingestellt.A control device is preferred provided with at least one sensor element in the interior of the reactor vessel connected is. Furthermore, the control device can be based on measured Evaluate the device for setting a certain temperature press accordingly. For example, about the at least one sensor element the pressure and / or the temperature and / or the gas composition within the reactor vessel can be determined. by virtue of These measured values are then used to set the required temperature.

Vorzugsweise können die in dem erfindungsgemäßen Reaktor hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterialien anschließend aktiviert werden. Eine solche Aktivierung hat die Funktion, die Kohlenstoff-Nanomaterialien aufzubrechen, damit beispielsweise Gas in den einzelnen Graphitebenen der inneren Struktur eingelagert werden kann. Die Einlagerung des Gases kann physikalisch oder chemisch in analoger Form wie bei Metallhydriden erfolgen. Die Aktivierung der Kohlenstoff-Nanomaterialien erfolgt vorteilhaft durch ein geeignetes Reaktionsgas.Preferably, those in the reactor of the invention manufactured carbon nanomaterials are then activated become. Such an activation has the function of carbon nanomaterials break up, for example gas in the individual graphite levels the internal structure can be stored. The storage of the Gases can be physically or chemically in an analogous form to metal hydrides respectively. Activation of the carbon nanomaterials is advantageous through a suitable reaction gas.

Insbesondere dann, wenn die Kohlenstoff-Nanostrukturen eine gerichtete Struktur aufweisen, wird insbesondere bei faserartigen Kohlenstoff-Nanostrukturen erreicht, dass ein dichteres makroskopisches Gebilde erzielt wird. Insbesondere können durch eine geeignete Ordnung Zwischenräume zwischen den einzelnen Kohlenstoff-Nanostrukturen minimiert werden, wodurch sich insgesamt eine Erhöhung der Kohlenstoff-Nanostukturen ergibt. Durch eine Ordnung der Kohlenstoff-Nanostrukturen ist es weiterhin möglich, eine durch die Beladung mit Druckgas auftretende Expansion der Kohlenstoff-Nanostrukturen gezielt zu beherrschen. Während sich ungeordnete Fasern beispielsweise in drei Dimensionen ausdehnen, dehnen sich geordnete Fasern im Wesentlichen nur in einer Dimension aus. Der Ausdehnung in nur einer Dimension kann jedoch auf einfache Weise Rechnung getragen werden, beispielsweise durch ein entsprechendes Befüllen eines Speicherbehälters mit den Kohlenstoff-Nanostrukturen.Especially when the carbon nanostructures have a directional structure, particularly in the case of fibrous Carbon nanostructures achieve a denser macroscopic Formation is achieved. In particular, by an appropriate order interspaces between the individual carbon nanostructures can be minimized overall an increase of carbon nanostructures. By an order of the carbon nanostructures it still possible an expansion of the carbon nanostructures caused by the loading with compressed gas to master them in a targeted manner. While disordered fibers, for example, expand in three dimensions, Orderly fibers essentially only stretch in one dimension out. The expansion in only one dimension, however, can be done easily Ways are taken into account, for example by an appropriate fill a storage tank with the carbon nanostructures.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterial in einem Reaktor mit wenigstens einem Reaktorbehälter bereitgestellt, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Katalysatormaterial in einem Eintrittsbereich wenigstens eines Reaktorbehälters in diesen eingebracht wird, dass das Katalysatormaterial mittels einer Fördereinrichtung durch den Reaktorbehälter transportiert wird, wobei ein in dem Reaktorbehälter befindliches Reaktionsgas auf das Katalysatormaterial einwirkt, wodurch das Kohlenstoff-Nanomaterial entsteht und dass das hergestellte Kohlenstoff-Nanomaterial im Austrittsbereich des Reaktorbehälters aus diesem entnommen wird.According to another aspect of Invention becomes a method of manufacturing carbon nanomaterial provided in a reactor with at least one reactor vessel, the invention thereby is characterized in that a catalyst material in an inlet area at least one reactor vessel is introduced into this that the catalyst material by means of a conveyor through the reactor vessel is transported, a reaction gas located in the reactor vessel acts on the catalyst material, causing the carbon nanomaterial arises and that the carbon nanomaterial produced in the exit region of the reactor vessel is taken from this.

Besonders vorteilhaft kann ein solches Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial ausgebildet sein.Such a can be particularly advantageous Process for the continuous production of carbon nanomaterial be trained.

Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Verfahren als CVD-Verfahren ausgebildet ist.This can be provided, for example be that the process is designed as a CVD process.

Das wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft in einem wie weiter vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Reaktor durchgeführt werden.The inventive method as described above can be particularly advantageous in one as described further above reactor according to the invention carried out become.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. It shows gene:

1 in schematischer Ansicht eine erste Ausführungsform eines Reaktors gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic view of a first embodiment of a reactor according to the present invention;

2 in schematischer Ansicht eine weitere Ausführungsform eines Reaktors gemäß der vorliegenden Erfindung; 2 in a schematic view a further embodiment of a reactor according to the present invention;

3 in schematischer Darstellung noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Reaktors gemäß der vorliegenden Erfindung; und 3 in a schematic representation yet another embodiment of a reactor according to the present invention; and

4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial in einen Reaktor gemäß der vorliegenden Erfindung. 4 is a schematic representation of an apparatus for feeding catalyst material into a reactor according to the present invention.

In 1 ist ein Reaktor 10 zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterial 13 dargestellt, wobei das Kohlenstoff-Nanomaterial 13 die Form von Kohlenstoff-Nanofasern haben soll.In 1 is a reactor 10 for the production of carbon nanomaterial 13 shown, the carbon nanomaterial 13 in the form of carbon nanofibers.

Der Reaktor 10 weist zunächst wenigstens einen Reaktorbehälter 11 auf, wobei im vorliegenden Beispiel der Einfachheit halber nur ein einzelner Reaktorbehälter 11 dargestellt ist. Der Reaktorbehälter 11 verfügt zunächst über einen Eintrittsbereich 14, der unter anderem über einen Einlass 15 für ein Reaktionsgas 18 verfügt. Der Einlass 15 ist mit einer Medienzuleitung 24 verbunden, die wiederum mit einer nicht näher dargestellten Gasquelle verbunden ist.The reactor 10 initially has at least one reactor vessel 11 , in the present example, for the sake of simplicity, only a single reactor vessel 11 is shown. The reactor vessel 11 initially has an entry area 14 which among other things has an inlet 15 for a reaction gas 18 features. The entrance 15 is with a media feed 24 connected, which in turn is connected to a gas source, not shown.

Weiterhin ist im Eintrittsbereich 14 des Reaktorbehälters 11 eine Vorrichtung 70 zum Zuführen von Katalysatormaterial 12 in den Reaktorbehälter 11 vorgesehen. Die Vorrichtung 70, die im Zusammenhang mit der 4 weiter unten im Detail beschrieben wird, hat die Aufgabe, das für die Herstellung des Kohlenstoff-Nanomaterial 13 erforderliche Katalysatormaterial 12 in den Reaktorbehälter 11 einzuspeisen. Dies erfolgt über eine Zufuhreinrichtung 100, die im Zusammenhang mit 4 weiter unten ebenfalls im Detail beschrieben wird.Furthermore is in the entrance area 14 of the reactor vessel 11 a device 70 for feeding catalyst material 12 into the reactor vessel 11 intended. The device 70 related to the 4 Described in detail below has the task of producing the carbon nanomaterial 13 required catalyst material 12 into the reactor vessel 11 feed. This is done via a feed device 100 related to 4 is also described in detail below.

Der Prozessablauf innerhalb des Reaktors 10, bei dem es sich beispielsweise um einen CVD-Prozess handelt, erfolgt grundsätzlich derart, dass das Reaktionsgas 18 innerhalb des Reaktorbehälters 11 mit dem Katalysatormaterial 12 reagiert. Bei dem Katalysatormaterial handelt es sich beispielsweise um reines Eisen (Fe). Das Reaktionsgas 18 ist vorteilhaft ein kohlenstoffhaltiges Gas, etwa Methan oder dergleichen. Während der Reaktion des Reaktionsgases 18 mit dem Katalysatormaterial 12 setzen sich Kohlenstoffatome aus dem Reaktionsgas 18 an dem Katalysatormaterial 12 an, sodass nach und nach das Kohlenstoff-Nanomaterial 13, im vorliegenden Fall in Form von Kohlenstoff-Nanofasern entsteht. Um eine kontinuierliche Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial 13 zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass innerhalb des Reaktorbehälters 11 eine Fördereinrichtung 40 vorgesehen ist. Im Beispiel gemäß 1 weist die Fördereinrichtung 40 eine umlaufende Förderschleife in Form eines Förderbandes 50 auf, das um zwei Achselemente 52, 53 umläuft. Die Fördereinrichtung 40 wird über einen geeigneten Antrieb 51 angetrieben, wobei der Antrieb 51 aus Sicherheitsgründen außerhalb des Reaktorbehälters 11, in dem sich während des Prozesses hochexplosive Stoffe befinden, angeordnet ist.The process flow within the reactor 10 , which is, for example, a CVD process, basically takes place in such a way that the reaction gas 18 inside the reactor vessel 11 with the catalyst material 12 responding. The catalyst material is, for example, pure iron (Fe). The reaction gas 18 is advantageously a carbon-containing gas, such as methane or the like. During the reaction of the reaction gas 18 with the catalyst material 12 carbon atoms set out of the reaction gas 18 on the catalyst material 12 so that gradually the carbon nanomaterial 13 , in the present case in the form of carbon nanofibers. To continuous production of carbon nanomaterial 13 To ensure, it is provided according to the invention that within the reactor vessel 11 a conveyor 40 is provided. In the example according to 1 has the conveyor 40 a rotating conveyor loop in the form of a conveyor belt 50 on that by two axis elements 52 . 53 circulates. The conveyor 40 is via a suitable drive 51 driven, the drive 51 outside the reactor vessel for safety reasons 11 , in which there are highly explosive substances during the process.

Während des Herstellungsprozesses rieselt das Katalysatormaterial 12 aus der Vorrichtung 70 auf das Förderband 50 und wird auf diesem in Transportrichtung T in Richtung eines Austrittsbereichs 16 des Reaktorbehälters 11 transportiert. Während des Transports reagiert das Katalysatormaterial 12 mit dem Reaktionsgas 18, wodurch das Kohlenstoff-Nanomaterial 13 entsteht. Wenn das Material im Austrittsbereich 16 angelangt ist, ist das Kohlenstoff-Nanomaterial 13 fertiggestellt und kann aus dem Reaktorelement 11 entnommen werden. Im Beispiel nach 1 ist dazu eine Aufnahmevorrichtung 19 in Form eines Sammelbehälters vorgesehen. Das hergestellte Kohlenstoff-Nanomaterial 13 rieselt vom Förderband 50 in den Sammelbehälter 19 ein.The catalyst material trickles during the manufacturing process 12 from the device 70 on the conveyor belt 50 and is on this in the transport direction T in the direction of an exit area 16 of the reactor vessel 11 transported. The catalyst material reacts during transport 12 with the reaction gas 18 , causing the carbon nanomaterial 13 arises. If the material is in the exit area 16 is the carbon nanomaterial 13 completed and can be removed from the reactor element 11 be removed. In the example after 1 is a cradle for this 19 provided in the form of a collecting container. The carbon nanomaterial produced 13 trickles from the conveyor belt 50 in the collection container 19 on.

Wenn der Sammelbehälter einen bestimmten Füllstand erreicht hat, muss dieser ausgewechselt werden. Damit dies in einfacher Weise realisiert werden kann, ist ein in Form einer Schleuseneinrichtung ausgebildetes Verschlußelement 32 vorgesehen. Bevor der Sammelbehälter 19 ausgetauscht wird, wird das Verschlußelement 32 geschlossen. Kohlenstoff-Nanomaterial kann nicht mehr aus dem Reaktorbehälter 11 hinaus gelangen, unerwünschte Medien, wie beispielsweise Aussenluft, können nicht mehr in den Reaktorbehälter 11 hinein gelangen. Nun wird der Sammelbehälter 19 ausgetauscht. Bevor das Verschlußelement 32 erneut geöffnet wird, kann in dem neuen Sammelbehälter 19 eine gewünschte Atmosphäre eingestellt werden. Sobald das Verschlußelement 32 wieder geöffnet wurde, steht der Sammelbehälter 19 zur Aufnahme von Kohlenstoff-Nanomaterial 13 bereit.When the collection container has reached a certain level, it must be replaced. So that this can be implemented in a simple manner, there is a closure element in the form of a lock device 32 intended. Before the collection container 19 is replaced, the closure element 32 closed. Carbon nanomaterial can no longer come out of the reactor vessel 11 undesirable media, such as outside air, can no longer get into the reactor vessel 11 get inside. Now the collection container 19 replaced. Before the closure element 32 can be opened again in the new collection container 19 a desired atmosphere can be set. Once the closure element 32 has been opened again, the collection container is standing 19 for the absorption of carbon nanomaterial 13 ready.

Um zu gewährleisten, dass keine Reste des hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterials 13 auf dem Förderband 50 verbleiben, sind Mittel 20 zum Austragen des hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterials 13 vorgesehen, bei denen es sich beispielsweise um ein Abstreifelement, ein Abstreifgitter oder dergleichen handeln kann.To ensure that no residues of the manufactured carbon nanomaterial 13 on the conveyor belt 50 remain are means 20 to discharge the carbon nanomaterial produced 13 provided, which can be, for example, a stripping element, a stripping grid or the like.

Wenn der Sammelbehälter 19 zur Aufnahme des hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterials erneut voll ist, wird dieser durch einen leeren Aufnahmebehälter 19 ausgetauscht.If the collection container 19 is full again to accommodate the carbon nanomaterial produced, it is replaced by an empty receptacle 19 replaced.

Mit Hilfe des Reaktors 10 ist eine kontinuierliche Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial möglich, da dem Reaktorbehälter 11 insbesondere kontinuierlich Katalysatormaterial 12 sowie Reaktionsgas 18 zugeführt werden kann. Weiterhin ist sichergestellt, dass das erzeugte Kohlenstoff-Nanomaterial 13 kontinuierlich aus dem Reaktorbehälter 11 entnommen werden kann.With the help of the reactor 10 continuous production of carbon nanomaterial is possible because of the reactor vessel 11 especially continuously catalyst material 12 and reaction gas 18 can be supplied. It also ensures that the carbon nanomaterial produced 13 continuously from the reactor vessel 11 can be removed.

Während des Herstellprozesses reagiert das Reaktionsgas 18 im Reaktionsbehälter 11 nur teilweise ab, sodass das Reaktionsrestgas 30, das den Reaktorbehälter 11 über einen Auslass 17 verlässt, noch unverbrauchtes Reaktionsgas enthält. Dieses restliche Reaktionsgas kann nunmehr auch weiter verwertet werden.The reaction gas reacts during the manufacturing process 18 in the reaction vessel 11 only partially, so that the residual reaction gas 30 that the Re aktorbehälter 11 through an outlet 17 leaves, still contains unused reaction gas. This remaining reaction gas can now also be used further.

Dazu ist gemäß 1 zunächst eine Vorrichtung 21 zum Messen der Gaszusammensetzung des Reaktionsrestgases 30 vorgesehen. Diese Vorrichtung 21, bei der es sich um ein geeignetes Sensorelement handelt, ist mit einer Steuereinrichtung 22 verbunden, in der die von der Vorrichtung 21 gemessenen Werte analysiert werden. Die Steuereinrichtung 22 ist weiterhin mit einer Vorrichtung 25 zum Erzeugen/Aufbereiten von Reaktionsgas verbunden und hier insbesondere mit einem Ventil 26.This is according to 1 first a device 21 for measuring the gas composition of the residual reaction gas 30 intended. This device 21 , which is a suitable sensor element, is with a control device 22 connected in which of the device 21 measured values are analyzed. The control device 22 is also connected to a device 25 for generating / processing reaction gas and here in particular to a valve 26 ,

Die Vorrichtung 25 zum Erzeugen/Aufbereiten von Reaktionsgas ist in einer Medienableitung 23 angeordnet, die wiederum mit dem Auslass 17 des Reaktorbehälters 11 verbunden ist. Auf diese Weise kann das im Reaktorbehälter 11 in dessen Austrittsbereich 16 befindliche Reaktionsrestgas 30 in die Medienableitung 23 eintreten und damit zu der Vorrichtung 25 zum Erzeugen/Aufbereiten von Restgas gelangen.The device 25 for generating / processing reaction gas is in a media discharge 23 arranged, which in turn with the outlet 17 of the reactor vessel 11 connected is. This can be done in the reactor vessel 11 in its exit area 16 remaining reaction gas 30 in the media derivation 23 enter and thus to the device 25 to generate / process residual gas.

Die Vorrichtung 25 weist neben dem Ventil 26 eine Medienquelle 27 auf, bei der es sich im vorliegenden Fall um eine Gasquelle mit Reaktionsgas 18 handelt. Die Medienquelle 27 ist über eine Leitung 28 mit dem Ventil 26 verbunden.The device 25 points next to the valve 26 a media source 27 on, which in the present case is a gas source with reaction gas 18 is. The media source 27 is over a line 28 with the valve 26 connected.

Wenn nun die Gaszusammensetzung des Reaktionsrestgases 30 über die Messvorrichtung 21 gemessen und in der Steuereinrichtung 22 analysiert worden ist, wird dem die Medienableitung 23 durchströmenden Restgas innerhalb der Vorrichtung 25 durch entsprechende Stellung des Ventils 26 soviel frisches Reaktionsgas 18 aus der Medienquelle 27 zugemischt, bis wieder die Ausgangszusammensetzung für die Reaktion erreicht wird. Anschließend kann das nunmehr frische Reaktionsgas 18 wieder zur Medienzuleitung 24 transportiert und über diese sowie den Einlass 15 in den Reaktorbehälter 11 eingespeist werden.If now the gas composition of the residual reaction gas 30 via the measuring device 21 measured and in the control device 22 the media derivation has been analyzed 23 residual gas flowing through within the device 25 by appropriate position of the valve 26 so much fresh reaction gas 18 from the media source 27 admixed until the starting composition for the reaction is reached again. Then the fresh reaction gas can now 18 back to the media feed 24 transported and over this as well as the inlet 15 into the reactor vessel 11 be fed.

In 2 ist ein etwas anderes Ausführungsbeispiel eines Reaktors 10 dargestellt. Während der Reaktorbehälter 11 des Reaktors 10 in 1 eine horizontale Ausrichtung hatte, hat der Reaktorbehälter 11 des Reaktors gemäß 2 eine vertikale, dass heißt senkrechte Ausrichtung. Die grundsätzliche Funktionsweise des Reaktors entspricht derjenigen aus 1, sodass gleiche Bauteile mit identischen Bezugsziffern versehen sind und zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung im Zusammenhang mit 1 verwiesen wird.In 2 is a slightly different embodiment of a reactor 10 shown. During the reactor vessel 11 of the reactor 10 in 1 the reactor vessel has a horizontal orientation 11 of the reactor according to 2 a vertical, that is, vertical alignment. The basic functioning of the reactor corresponds to that 1 , so that the same components are provided with identical reference numbers and to avoid repetition of the description in connection with 1 is referred.

Im Unterschied zu 1 ist die Fördereinrichtung 40, die wiederum ein Förderband 50 aufweist, jedoch modifiziert, da ansonsten das Katalysatormaterial 12 aufgrund der senkrechten Ausrichtung der Fördereinrichtung 40 nicht ohne Weiteres auf diesem verbleiben würde.In contrast to 1 is the conveyor 40 which in turn is a conveyor belt 50 has, but modified, otherwise the catalyst material 12 due to the vertical alignment of the conveyor 40 would not easily remain on it.

Aus diesem Grund weist das Förderband 50 gemäß 2 eine Anzahl von Aufnahmebehältnissen 54 auf, bei denen es sich beispielsweise um kleine Schaufeln oder dergleichen handeln kann. Die Aufnahmebhältnisse 54 können jeweils kleine Mengen an Katalysatormaterial 12 aufnehmen. Der Herstellungsprozess des Kohlenstoff-Nanomaterials 13 durch Reaktion des Reaktionsgases 18 mit dem Katalysatormaterial 12 bleibt jedoch gleich.For this reason, the conveyor belt points 50 according to 2 a number of receptacles 54 on, which can be, for example, small blades or the like. The reception centers 54 can each contain small amounts of catalyst material 12 take up. The manufacturing process of carbon nanomaterial 13 by reaction of the reaction gas 18 with the catalyst material 12 remains the same, however.

Im Umkehrpunkt des Förderbands 50 im Bereich des Achselements 53 werden die Aufnahmebehältnisse 54 (ähnlich wie bei einem Wasserrad oder Schaufelrad) ausgeleert, sodass das hergestellte Kohlenstoff-Nanomaterial 13 aus den Aufnahmebehältnissen 54 in einen dafür vorgesehenen Sammelbehälter 19 gelangen kann.At the turning point of the conveyor belt 50 in the area of the axis element 53 become the receptacles 54 (similar to a water wheel or paddle wheel), so that the carbon nanomaterial produced 13 from the receptacles 54 in a designated container 19 can reach.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Reaktors 10 dargestellt, in dem die Fördereinrichtung 40 zum Materialtransport mittels eine magnetischen Feldes M ausgebildet ist.In 3 is another embodiment of a reactor 10 shown in which the conveyor 40 is designed for material transport by means of a magnetic field M.

Der Reaktor 10 weist wiederum wenigstens einen Reaktorbehälter 11 auf, in dessen Eintrittsbereich 14 Katalysatormaterial 12 über eine Vorrichtung 70 zum Zuführen von Katalysatormaterial sowie eine entsprechende Zufuhreinrichtung 100 in den Reaktorbehälter 11 eingespeist wird. Weiterhin ist ein Einlass 15 vorgesehen, der über eine Medienzuleitung 24 mit einer Medienquelle verbunden ist. Aus der Medienquelle wird das für die Reaktion benötigte Reaktionsgas 18 in den Reaktorbehälter eingespeist. Das am Ende der Reaktion verbleibende Reaktionsrestgas 30 wird im Austrittsbereich 16 des Reaktorbehälters über einen Auslass 17, der mit einer Medienableitung 23 verbunden ist, aus dem Reaktorbehälter 11 abgeleitet. Das entstandene Kohlenstoff-Nanomaterial 13 wird im Austrittsbereich 16 des Reaktorbehälters 11 in einem Sammelbehälter 19 aufgefangen.The reactor 10 again has at least one reactor vessel 11 in the entrance area 14 catalyst material 12 via a device 70 for feeding catalyst material and a corresponding feed device 100 into the reactor vessel 11 is fed. There is also an entrance 15 provided via a media feed line 24 is connected to a media source. The reaction gas required for the reaction becomes from the media source 18 fed into the reactor vessel. The residual reaction gas remaining at the end of the reaction 30 is in the exit area 16 of the reactor vessel through an outlet 17 with a media derivative 23 is connected from the reactor vessel 11 derived. The resulting carbon nanomaterial 13 is in the exit area 16 of the reactor vessel 11 in a collection container 19 collected.

Ähnlich wie bei den 1 und 2 ist auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 eine Fördereinrichtung 40 vorgesehen, mittels derer das Katalysatormaterial 12 in Transportrichtung T vom Eintrittsbereich 14 des Reaktorbehälters 11 hin zu dessen Austrittsbereich 16 transportiert wird. Während des Transports reagiert das Katalysatormaterial 12 mit dem Reaktionsgas 18, sodass während des Transports gleichzeitig auch das Kohlenstoff-Nanomaterial 13 ensteht.Similar to the 1 and 2 is also in the embodiment according to 3 a conveyor 40 provided by means of which the catalyst material 12 in the transport direction T from the entry area 14 of the reactor vessel 11 towards its exit area 16 is transported. The catalyst material reacts during transport 12 with the reaction gas 18 , so that the carbon nanomaterial at the same time during transport 13 ensteht.

Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß 1 und 2 weist die Fördereinrichtung 40 gemäß 3 jedoch eine Magneteinrichtung 60 auf, mittels derer außerhalb des Reaktorbehälters 11 ein bewegliches magnetisches Feld erzeugt wird, das sich in der Bewegungsrichtung M bewegt. Dabei entspricht die Bewegungsrichtung M des beweglichen Magnetfeldes der Transportrichtung T des im Reaktorbehälter 11 befindlichen Materials 12, 13.In contrast to the exemplary embodiments according to 1 and 2 has the conveyor 40 according to 3 however, a magnetic device 60 by means of which outside of the reactor vessel 11 a movable magnetic field is generated which moves in the direction of movement M. The direction of movement M of the movable magnetic field corresponds to the direction of transport T in the reactor vessel 11 located material 12 . 13 ,

Die Magneteinrichtung 60 ist im Bereich der Reaktorbehälterdecke 33 vorgesehen. Das Magnetfeld ist in der Magneteinrichtung 60 derart eingestellt, dass es in Bezug auf des Katalysatormaterial 12 solch eine anziehende Magnetkraft erzeugt, dass das Material 12, 13 in einen Schwebezustand gebracht wird. In diesem Fall besteht das Katalysatormaterial 12 vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise aus Eisen. Durch die von der Magneteinrichtung 60 erzeugten Magnetkräfte wird erreicht, dass das Katalysatormaterial 12 nach Eintritt in den Reaktorbehälter 11 in einem bestimmten Abstand D vom Reaktorbehälterboden 31 gehalten wird. Das Katalysatormaterial 12 befindet sich folglich im Reaktorbehälter 11 in einem Schwebezustand. Durch das sich bewegende Magnetfeld M wird das schwebende Katalysatormaterial 12 nunmehr in Transportrichtung T durch den Reaktorbehälter 11 transportiert. Dabei setzen sich die Kohlenstoffatome an dem Katalysatormaterial 12 an, sodass schließlich die Kohlenstoff-Nanofasern 13 entstehen.The magnetic device 60 is in the area of the reactor vessel ceiling 33 intended. The magnetic field is in the magnetic device 60 set so that it is in relation to the catalyst material 12 such an attractive magnetic force generated that the material 12 . 13 into a limbo is brought. In this case there is the catalyst material 12 preferably made of a ferromagnetic material, for example iron. By the of the magnetic device 60 generated magnetic forces is achieved that the catalyst material 12 after entering the reactor vessel 11 at a certain distance D from the bottom of the reactor vessel 31 is held. The catalyst material 12 is therefore in the reactor vessel 11 in limbo. Due to the moving magnetic field M, the floating catalyst material 12 now in the transport direction T through the reactor vessel 11 transported. The carbon atoms settle on the catalyst material 12 so that eventually the carbon nanofibers 13 arise.

Dabei tritt jedoch die Situation auf, dass das entstehende Kohlenstoff-Nanomaterial 13, das auf dem Katalysator 12 aufwächst, bei dem Transport durch den Reaktorbehälter 11 in Richtung des Austrittsbereichs 16 zunehmend schwerer wird. Da sich die Größe des Magnetfeldes jedoch nicht ändert, wird irgendwann die Situation auftreten, dass die Materialien innerhalb des Reaktorbehälters 11 ab einer bestimmten Masse durch die magnetischen Kräfte nicht mehr gehalten werden können und folglich auf den Reaktorbehälterboden 31 fallen.However, the situation arises that the resulting carbon nanomaterial 13 that on the catalyst 12 grows up during transport through the reactor vessel 11 towards the exit area 16 is becoming increasingly difficult. However, since the size of the magnetic field does not change, the situation will arise at some point that the materials within the reactor vessel 11 above a certain mass can no longer be held by the magnetic forces and consequently on the bottom of the reactor vessel 31 fall.

Folglich wird der Auslass 19 aus dem Reaktorbehälter 11 vorteilhaft dort angebracht, wo das hergestellte Kohlenstoff-Nanomaterial 13 zu Boden geht. Eine solche Ausgestaltung der Fördereinrichtung 40 hat den Vorteil, dass das Kohlenstoff-Nanomaterial 13 immer dann zu Boden fällt, wenn es eine bestimmte Masse erreicht hat. Wenn das auf den Reaktorbehälterboden 31 herabfallende Kohlenstoff-Nanomaterial 13 dann aus dem Reaktorbehälter 11 entnommen wird, hat dies zur Folge, dass das entnommene Kohlenstoff-Nanomaterial 13 stets die gleiche Masse hat. Auf diese Weise kann mit dem Reaktor 10 nicht nur eine kontinuierliche, sondern auch eine besonderes homogene Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial 13 erfolgen.Consequently, the outlet 19 from the reactor vessel 11 advantageously attached where the carbon nanomaterial produced 13 goes down. Such a configuration of the conveyor 40 has the advantage that the carbon nanomaterial 13 always falls to the ground when it has reached a certain mass. If that's on the bottom of the reactor vessel 31 falling carbon nanomaterial 13 then from the reactor vessel 11 is removed, this means that the removed carbon nanomaterial 13 always has the same mass. This way, the reactor 10 not only a continuous, but also a particularly homogeneous production of carbon nanomaterial 13 respectively.

Um den Innenraum des Reaktorbehälters 11 auf eine gewünschte Prozesstemperatur zu erhitzen oder zu kühlen, ist eine geeignete Einrichtung 29 zum Einstellen einer bestimmten Temperatur vorgesehen, beispielsweise in Form eines Wärmetauschers. Diese Einrichtung 29 kann natürlich auch in den anderen Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 eingesetzt werden.To the interior of the reactor vessel 11 To heat or cool to a desired process temperature, a suitable device 29 is provided for setting a certain temperature, for example in the form of a heat exchanger. This facility 29 can of course also in the other embodiments according to the 1 and 2 be used.

Einen besonderen Faktor für die kontinuierliche Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial 13 stellt die Vorrichtung 70 zum Zuführen von Katalysatormaterial in den Reaktorbehälter dar. Diese Vorrichtung 70 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4 im Detail beschrieben.A special factor for the continuous production of carbon nanomaterial 13 represents the device 70 for feeding catalyst material into the reactor vessel. This device 70 is described below with reference to the 4 described in detail.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem dem Reaktorbehälter zugeführten Katalysatormaterial um ein Metall, beispielsweise Eisen (Fe) handelt. Ein solches Katalysatormaterial wird aus Sicherheitsgründen jedoch in oxidierter Form, bei Eisen beispielsweise in Form von Fe₂O₃ gelagert, muss aber vor der im Reaktorbehälter 11 stattfindenden Reaktion reduziert werden. In der reduzierten Form ist das Katalysatormaterial jedoch sehr explosiv, sodass eine Zufuhr des Katalysatormaterials in den Reaktorbehälter 11 nicht ohne Weiteres möglich ist.For example, it can be provided that the catalyst material fed to the reactor vessel is a metal, for example iron (Fe). However, for safety reasons, such a catalyst material is stored in oxidized form, in the case of iron, for example in the form of Fe ₂ O ₃ , but must be stored in the reactor vessel before 11 reaction taking place can be reduced. In the reduced form, however, the catalyst material is very explosive, so that the catalyst material is fed into the reactor vessel 11 is not easily possible.

Um eine kontinuierliche Zuführung von Katalysatormaterial in den Reaktorbehälter 11 zu gewährleisten, weist die Vorrichtung 70 insgesamt drei Behälter auf, wobei ein Behälter 74 als Aufnahmebehälter, ein Behälter 85 als Einwirkbehälter und ein Behälter 94 als Dosierbehälter fungiert.To continuously feed catalyst material into the reactor vessel 11 to ensure the device 70 a total of three containers, one container 74 as a receptacle, a container 85 as an exposure container and a container 94 acts as a dosing container.

Der Aufnahmebehälter 74 ist mit einer Einfülleinrichtung 71 verbunden, bei der es sich im vorliegenden Beispiel um eine Art Trichter handelt. Dazu ist die Einfülleinrichtung über ein entsprechendes Verbindungselement 72, im vorliegenden Beispiel eine Verbindungsleitung, mit einem Behältereinlass 75 des Behälters 74 verbunden. Damit der Behälterinnenraum 77 des Behälters 74 abgeschlossen werden kann, ist in der Verbindungsleitung 72 ein Verschlusselement 73 vorgesehen, über das die Verbindung zwischen Einfülleinrichtung 71 und Behälter 74 je nach Wunsch geöffnet beziehungsweise geschlossen werden kann. Bei dem Verschlusselement 73 handelt es sich vorteilhaft um ein geeignetes Schleusenelement. Der Behälter 74 verfügt weiterhin über einen Behälterauslass 76, der wiederum mit einem Verbindungselement 78 in Form einer Verbindungsleitung verbunden ist. Über das Verbindungselement 78, in dem sich ein geeignetes Verschlusselement 79 befinden kann, ist der Behälter 74 mit dem nachfolgenden Behälter 85 verbunden. Bei dem Verschlusselement 79 kann es sich wiederum um ein geeignetes Schleusenelement handeln.The receptacle 74 is with a filling device 71 connected, which in the present example is a kind of funnel. For this purpose, the filling device has a corresponding connecting element 72 , in the present example a connecting line with a container inlet 75 of the container 74 connected. So that the container interior 77 of the container 74 can be completed is in the connecting line 72 a closure element 73 provided via which the connection between the filling device 71 and containers 74 can be opened or closed as required. With the closure element 73 it is advantageously a suitable lock element. The container 74 still has a container outlet 76 which in turn with a connecting element 78 is connected in the form of a connecting line. About the connector 78 , in which there is a suitable closure element 79 is the container 74 with the following container 85 connected. With the closure element 79 can in turn be a suitable lock element.

Schließlich weist der Behälter 74 noch einen Medieneinlass 80 sowie einen Medienauslass 81 auf. Darüber kann der Behälterinnenraum 77 mit einem geeigneten Medium geflutet werden. Das entsprechende Medium wird über den Medieneinlass 80 in den Behälterinnenraum 77 eingebracht und nach Abschluss der Reaktion über den Medienauslass 81 erneut entfernt.Finally, the container 74 another media inlet 80 as well as a media outlet 81 on. The interior of the container can also be used 77 be flooded with a suitable medium. The appropriate medium is through the media inlet 80 into the container interior 77 introduced and after completion of the reaction via the media outlet 81 removed again.

Schließlich ist der Behälter 74 noch mit einer Einrichtung 82 zum Einstellen eines bestimmten Drucks verbunden, über die im Behälterinnenraum 77 ein geeigneter Druck eingestellt werden kann, beispielsweise ein Unterdruck oder ein Vakuum. Dazu weist die Einrichtung 82 eine entsprechende Pumpe 83 auf, die über eine Leitung 84 mit dem Behälterinnenraum 77 verbunden ist. Ebenso kann – je nach Bedarf – über die Einrichtung 82 auch ein Überdruck eingestellt werden.Finally, the container 74 still with a facility 82 connected to set a certain pressure, via the inside of the container 77 a suitable pressure can be set, for example a negative pressure or a vacuum. The institution points out 82 a corresponding pump 83 on that over a line 84 with the container interior 77 connected is. Likewise - depending on your needs - via the facility 82 an overpressure can also be set.

An den Aufnahmebehälter 74 schließt sich der weitere Behälter 85 an, bei dem es sich im vorliegenden Beispiel um einen Einwirkbehälter handelt. Das bedeutet, dass in dem Einwirkbehälter 85 in bestimmter Weise auf das Katalysatormaterial eingewirkt wird, sodass dieses für seinen nachfolgenden Einsatz im Reaktorbehälter 11 aufbereitet wird.To the receptacle 74 the other container closes 85 on, which in the present example is an exposure container. That means that in the exposure container 85 is acted on the catalyst material in a certain way, so that this for its subsequent Use in the reactor vessel 11 is processed.

Im vorliegenden Beispiel wird das Katalysatormaterial zunächst in Form eines Metalloxids in den Aufnahmebehälter 74 eingebracht, sodass es vor seiner eigentlichen Verwendung noch reduziert werden muss. Dies geschieht im Einwirkbehälter 85, der somit die Funktion eines Reduzierbehälters übernimmt. Der Einwirkbehälter 85 ist über einen Behältereinlass 86 und das Verbindungselement 78 mit Verschlusselement 79 mit dem Aufnahmebehälter 74 verbunden. Über einen Behälterauslass 87 ist der Behälter 85 mit einem Verbindungselement 89, im vorliegenden Fall einer Verbindungsleitung, verbunden. In dem Verbindungselement 89 ist wiederum ein in Form einer entsprechenden Schleuse ausgebildetes Verschlusselement 90 vorgesehen. Mittels des Verbindungselements 89 ist der Behälter 85 mit dem sich anschließenden Behälter 94, im vorliegenden Beispiel einem Dosierbehälter, verbunden.In the present example, the catalyst material is first placed in the receptacle in the form of a metal oxide 74 introduced so that it has to be reduced before it is actually used. This takes place in the exposure container 85 , which thus takes over the function of a reducing container. The exposure container 85 is through a container inlet 86 and the connecting element 78 with closure element 79 with the receptacle 74 connected. Via a container outlet 87 is the container 85 with a connecting element 89 , in the present case a connecting line. In the connector 89 is in turn a closure element designed in the form of a corresponding lock 90 intended. By means of the connecting element 89 is the container 85 with the subsequent container 94 , in the present example, a dosing container.

Der Behälter 85 verfügt wiederum über einen Medieneinlass 91 und einen Medienauslass 92, worüber der Behälterinnenraum 88 mit einem geeigneten Medium beaufschlagt beziehungsweise geflutet werden kann. Schließlich ist im Behälter 85 noch eine Einrichtung 93 zum Einstellen einer bestimmten Temperatur vorgesehen, mittels derer der Behälterinnenraum 88 beziehungsweise das im Behälter 85 befindliche Katalysatormaterial zur Durchführung der Reaktionen auf die geeignete Reaktionstemperatur gebracht – beispielsweise geheizt oder gekühlt – werden kann.The container 85 again has a media inlet 91 and a media outlet 92 what about the container interior 88 can be acted upon or flooded with a suitable medium. Finally in the container 85 another facility 93 provided for setting a certain temperature, by means of which the container interior 88 or that in the container 85 located catalyst material for carrying out the reactions brought to the appropriate reaction temperature - for example heated or cooled - can be.

Im Anschluss an den Einwirkbehälter 85 ist schließlich der Dosierbehälter 94 vorgesehen, in dem das reduzierte Katalysatormaterial vor dem eigentlichen Einsatz im Reaktorbehälter 11 zwischengelagert wird. Dazu ist der Dosierbehälter 94 über einen Behältereinlass 95 zunächst mit dem Verbindungselement 89 unter über dieses mit dem Einwirkbehälter 85 verbunden. Weiterhin verfügt der Behälter 94 über einen Behälterauslass 96, der über ein entsprechendes Verbindungselement 98, im vorliegenden Fall eine Verbindungsleitung, mit dem Reaktorbehälter 11 verbunden ist. Über das Verbindungselement 98 und den Behälterauslass 96 wird das im Behälterinnenraum 97 befindliche Katalysatormaterial dem Reaktorbehälter 11 zugeführt.Following the exposure tank 85 is finally the dosing tank 94 provided in which the reduced catalyst material before actual use in the reactor vessel 11 is temporarily stored. This is the dosing tank 94 via a container inlet 95 first with the connecting element 89 below about this with the soak container 85 connected. Furthermore, the container 94 via a container outlet 96 , which via a corresponding connecting element 98, in the present case a connecting line, to the reactor vessel 11 connected is. About the connector 98 and the container outlet 96 it will be inside the container 97 catalyst material located in the reactor vessel 11 fed.

Dazu ist eine geeignete Zuführeinrichtung 100 vorgesehen, bei der es sich beispielsweise um eine Transportschnecke oder dergleichen handeln kann. Je nach Anwendungsfall kann der Dosierbehälter 94 mit einer geeigneten Evakuiereinrichtung (nicht dargestellt) oder mit bestimmten Medieneinlässen und Medienauslässen (ebenfalls nicht dargestellt) verbunden sein.There is a suitable feed device for this 100 provided, which can be, for example, a screw conveyor or the like. Depending on the application, the dosing container can 94 be connected to a suitable evacuation device (not shown) or to certain media inlets and media outlets (also not shown).

Nachfolgend wird nun die Funktionsweise der Vorrichtung 70 zum Zuführen von Katalysatormaterial beschrieben.The operation of the device will now be described 70 described for supplying catalyst material.

Um für die Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial innerhalb des Reaktorbehälters 11 ein geeignetes Katalysatormaterial in Form von Eisen (Fe) herstellen zu können, wird zunächst ein Metalloxid (Fe₂O₃) über die Einfülleinrichtung 71 in den Aufnahmebehälter 74 eingefüllt. Durch eine entsprechende Stellung der Verschlusselemente 73 und 79 wird der Aufnahmebehälter anschließend verschlossen. Der Behälterinnenraum 77 wird über die Einrichtung 82 auf den erforderlichen Druck. Anschließend kann der Behälterinnenraum 77 über den Medieneinlass 80 beziehungsweise den Medienauslass 81 mit einem Inertgas geflutet werden. Der Druck-Einstellungs- und/oder Flutungsschritt kann je nach Bedarf ein oder mehrmals durchgeführt beziehungsweise wiederholt werden. Der Zweck dieser Vorgehensweise liegt darin, Sauerstoff oder andere Stoff, die auf der Oberfläche des Metalloxids adsorbiert sind, zu entfernen.In order for the production of carbon nanomaterial inside the reactor vessel 11 To be able to produce a suitable catalyst material in the form of iron (Fe), a metal oxide (Fe ₂ O ₃ ) is first produced via the filling device 71 in the receptacle 74 filled. By an appropriate position of the closure elements 73 and 79 the receptacle is then closed. The container interior 77 is about the establishment 82 to the required pressure. Then the container interior 77 about the media inlet 80 or the media outlet 81 be flooded with an inert gas. The pressure adjustment and / or flooding step can be carried out or repeated one or more times as required. The purpose of this approach is to remove oxygen or other matter adsorbed on the surface of the metal oxide.

Nach Beendigung dieser Schritte wird das Verschlusselement 79 geöffnet, sodass das Katalysatormaterial in den Einwirkbehälter 85 eintreten kann. In dem Einwirkbehälter 85 wird das Katalysatormaterial anschließend reduziert. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass der Behälterinnenraum 88 über den Medieneinlass 91 beziehungsweise den Medienauslass 92 mit einem geeigneten Reduziergas geflutet beziehungsweise von einem solche Reduziergas durchströmt wird. Geeignete Bespiele für Reduziergase sind Gemische aus Wasserstoff und/oder Helium und/oder Stickstoff, etwa das sogenannte „Formiergas". Die Erfindung ist jedoch nicht auf die genannten Gastypen beschränkt.After completing these steps, the closure element 79 opened so that the catalyst material in the exposure container 85 can occur. In the exposure container 85 the catalyst material is then reduced. This is done, for example, by the container interior 88 about the media inlet 91 or the media outlet 92 flooded with a suitable reducing gas or through which such a reducing gas flows. Suitable examples of reducing gases are mixtures of hydrogen and / or helium and / or nitrogen, for example the so-called “forming gas”. However, the invention is not restricted to the gas types mentioned.

Damit die Reaktion ordnungsgemäß ablaufen kann, ist es erforderlich, dass der Behälterinnenraum 88 beziehungsweise das darin befindliche Katalysatormaterial auf eine geeignete Reaktionstemperatur gebracht wird. Im vorliegenden Beispiel liegt die geeignete Reaktionstemperatur zwischen 300 und 600 °C . Die erforderliche Temperatur wird über die Einrichtung 93 eingestellt.So that the reaction can proceed properly, it is necessary that the interior of the container 88 or the catalyst material contained therein is brought to a suitable reaction temperature. In the present example, the suitable reaction temperature is between 300 and 600 ° C. The required temperature is determined by the facility 93 set.

Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Reaktionen kann vorgesehen sein, dass der Behälterinnenraum 88 noch mit einem Inertgas geflutet wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass auch restliche Bestandteile von Wasser wirksam vom Katalysatormaterial entfernt werden können.In addition to the reactions described above, it can be provided that the container interior 88 is still flooded with an inert gas. In this way it is achieved that residual constituents of water can be effectively removed from the catalyst material.

Im Einwirkbehälter 85 entsteht das für die Reaktion im Reaktorbehälter 11 benötigte Katalysatormaterial 12, im vorliegenden Beispiel beispielsweise reines Eisen (Fe). Nach Beendigung der Reaktionen im Einwirkbehälter 85 wird das Verschlusselement 90 geöffnet, sodass das Katalysatormaterial in den Dosierbehälter 94 eintreten kann. Je nach Anwendungsfall kann vorgesehen sein, dass der Behälterinnenraum 97 des Dosierbehälters 94 beziehungsweise das darin befindliche Katalysatormaterial abschließend noch einmal mit Inertgas gespült wird. Hauptsächlich dient der Dosierbehälter 94 jedoch als Zwischenspeicher für das im Einwirkbehälter 85 erzeugte Katalysatormaterial. Weiterhin bietet er die Möglichkeit, das Katalysatormateril unter Inert-Atmosphäre zu speichern, so daß im Dosierbehälter 94 keine Reaktionen stattfinden.In the exposure container 85 this occurs for the reaction in the reactor vessel 11 required catalyst material 12 , in the present example, for example, pure iron (Fe). After the reactions in the exposure container have ended 85 becomes the closure element 90 opened so that the catalyst material in the dosing tank 94 can occur. Depending on the application, it can be provided that the interior of the container 97 of the dosing container 94 or the catalyst material contained therein is finally flushed again with inert gas. The main purpose is the dosing container 94 however, as a buffer for that in the exposure container 85 generated catalyst material. Furthermore, it offers the possibility of storing the catalyst material under an inert atmosphere, so that in the dosing container 94 no reactions take place.

Über die Zufuhreinrichtung 100, bei der es sich beispielsweise um eine Zufuhrschnecke oder dergleichen handelt, kann das Katalysatormaterial in besonders einfacher Weise dem Reaktorbehälter 11 zugeführt werden. Dabei ist die Zufuhreinrichtung 100 insbesondere in solch einer Weise ausgebildet, dass eine gasdichte Zugabe des Katalysatormaterials in den Reaktorbehälter 11 möglich ist, ohne dass Reaktionsgas 18 aus dem Reaktorbehälter 11 über das Verbindungselement 98 in den Dosierbehälter 94 einströmen kann.Via the feeder 100 , which is, for example, a feed screw or the like, the catalyst material can the reactor vessel in a particularly simple manner 11 are fed. Here is the feeder 100 especially designed in such a way that a gas-tight addition of the catalyst material into the reactor vessel 11 is possible without reaction gas 18 from the reactor vessel 11 via the connecting element 98 in the dosing container 94 can flow in.

In dem Reaktorbehälter 11 wird anschließend das Kohlenstoff-Nanomaterial 13, beispielsweise in Form von Kohlenstoff-Nanofasern oder dergleichen, hergestellt.In the reactor vessel 11 then becomes the carbon nanomaterial 13 , for example in the form of carbon nanofibers or the like.

1010

Reaktorreactor

1111

Reaktorbehälterreactor vessel

1212

Katalysatormaterialcatalyst material

1313

Kohlenstoff-NanomaterialCarbon nano material

1414

Eintrittsbereichentry area

1515

Einlassinlet

1616

Austrittsbereichexit area

1717

Auslassoutlet

1818

Reaktionsgasreaction gas

1919

Vorrichtung zur Aufnahme von Kohlenstoff-Nanomaterialcontraption for the absorption of carbon nanomaterial

(Sammelbehälter)(Collecting)

2020

Mittel zum Austragen von Materialmedium to discharge material

2121

Vorrichtung zur Messung der Gaszusammensetzungcontraption for measuring the gas composition

2222

Steuereinrichtungcontrol device

2323

Medienableitungmedia derivation

2424

Medienzuleitungmedia supply

2525

Vorrichtung zum Erzeugen/Aufbereiten von Reaktionsgascontraption for generating / processing reaction gas

2626

VentilValve

2727

Medienquellemedia source

2828

Leitungmanagement

2929

Einrichtung zum Einstellen einer bestimmten TemperaturFacility to set a certain temperature

3030

ReaktionsrestgasReaction residual gas

3131

ReaktorbehälterbodenReactor vessel bottom

3232

Verschlußelement (Schleuse)closure element (Lock)

3333

ReaktorbehälterbodenReactor vessel bottom

4040

FördereinrichtungConveyor

5050

Förderbandconveyor belt

5151

Antriebdrive

5252

Achselementaxle

5353

Achselementaxle

5454

Aufnahmebehältnisreceptacle

6060

Magneteinrichtungmagnetic device

7070

Vorrichtung zum Zuführen von Katalysatormaterial in den Reaktorbehältercontraption to feed of catalyst material in the reactor vessel

7171

Einfülleinrichtungfilling device

7272

Verbindungselementconnecting element

7373

Verschlusselementclosure element

7474

Behälter (Aufnahmebehälter)Container (receptacle)

7575

Behältereinlasscontainer inlet

7676

Behälterauslasscontainer outlet

7777

BehälterinnenraumContainer interior

7878

Verbindungselementconnecting element

7979

Verschlusselementclosure element

8080

Medieneinlassmedia inlet

8181

Medienauslassmedia outlet

8282

Einrichtung zum Einstellen eines bestimmten DrucksFacility to set a certain pressure

8383

Pumpepump

8484

Leitungmanagement

8585

Behälter (Einwirkbehälter)Container (exposure container)

8686

Behältereinlasscontainer inlet

8787

Behälterauslasscontainer outlet

8888

BehälterinnenraumContainer interior

8989

Verbindungselementconnecting element

9090

Verschlusselementclosure element

9191

Medieneinlassmedia inlet

9292

Medienauslassmedia outlet

9393

Einrichtung zum Einstellen einer bestimmten TemperaturFacility to set a certain temperature

9494

Behälter (Dosierbehälter)Container (dosing container)

9595

Behältereinlasscontainer inlet

9696

Behälterauslasscontainer outlet

9797

BehälterinnenraumContainer interior

9898

Verbindungselementconnecting element

100100

Zufuhreinrichtungfeeder

TT

Transportrichtung des Materials innerhalb des Reaktorbehälterstransport direction of the material inside the reactor vessel

MM

Richtung des sich bewegenden Magnetfeldsdirection of the moving magnetic field

DD

Abstand des Katalysatormaterials zur Behälterwanddistance of the catalyst material to the container wall

Claims (34)

Reaktor zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterial (13), insbesondere zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanofasern, mit wenigstens einem Reaktorbehälter (11) zur Aufnahme eines Katalysatormaterials (12) und zum Einwirken auf das Katalysatormaterial (12), wobei das Kohlenstoff-Nanomaterial (13) auf der Basis des Katalysatormaterials (12) herstellbar ist beziehungsweise hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Reakorbehälter (11) einen Eintrittsbereich (14) für das Katalysatormaterial (12) und einen Austrittsbereich (16) zur Entnahme des hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterials (13) aufweist, dass zur kontinuierlichen Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial (13) innerhalb des Reaktorbehälters (11) eine Fördereinrichtung (40) vorgesehen ist und dass die Fördereinrichtung (40) zum Materialtransport vom Eintrittsbereich (14) des Reaktorbehälters (11) hin zu dessen Austrittsbereich (16) ausgebildet ist.Reactor for the production of carbon nanomaterial ( 13 ), in particular for the production of carbon nanofibers, with at least one reactor vessel ( 11 ) to accommodate a catalyst material ( 12 ) and to act on the catalyst material ( 12 ), the carbon nanomaterial ( 13 ) based on the catalyst material ( 12 ) can be produced or is produced, characterized in that the reactor vessel ( 11 ) an entrance area ( 14 ) for the catalyst material ( 12 ) and an exit area ( 16 ) to remove the carbon nanomaterial produced ( 13 ) has that for the continuous production of carbon nanomaterial ( 13 ) inside the reactor vessel ( 11 ) a conveyor ( 40 ) is provided and that the conveyor ( 40 ) for material transport from the entrance area ( 14 ) of the reactor vessel ( 11 ) towards its exit area ( 16 ) is trained. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial (13) auf der Basis eines CVD-Verfahrens ausgebildet ist.Reactor according to claim 1, characterized in that it is used to produce carbon nanomaterial ( 13 ) is based on a CVD process. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Eintrittsbereich (14) des Reaktorbehälters (11) wenigstens ein Einlass (15) für wenigstens ein Reaktionsgas (18) vorgesehen ist und dass im Austrittsbereich (16) des Reaktorbehälters (11) wenigstens ein Auslass (17) für wenigstens ein Reaktions-Restgas (30) vorgesehen ist.Reactor according to claim 1 or 2, characterized in that in the inlet area ( 14 ) of the reactor vessel ( 11 ) at least one inlet ( 15 ) for at least one reaction gas ( 18 ) is provided and that in the exit area ( 16 ) of the reactor vessel ( 11 ) at least one outlet ( 17 ) for at least one reaction residual gas ( 30 ) is provided. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fördereinrichtung (40) vom Eintrittsbereich (14) des Reaktorbehälters (11) hin zu dessen Austrittsbereich (16) erstreckt.Reactor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the conveyor ( 40 ) from the entrance area ( 14 ) of the reactor vessel ( 11 ) towards its exit area ( 16 ) extends. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Eintrittsbereich (14) des Reaktorbehälters (11) wenigstens eine Vorrichtung (70) zum Zuführen von Katalysatormaterial (12) vorgesehen ist.Reactor according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the inlet area ( 14 ) of the reactor vessel ( 11 ) at least one device ( 70 ) for feeding catalyst material ( 12 ) is provided. Reaktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (70) zum Zuführen von Katalysatormaterial (12) wenigstens zwei Behälter (74, 85, 94) aufweist, die zum Stoffaustausch über ein Verbindungselement (78, 89) miteinander verbunden sind, dass wenigstens einer der Behälter (74) zur Aufnahme des Katalysatormaterials (12) ausgebildet ist, dass wenigstens einer der Behälter (94) zum Zudosieren des Katalysatormaterials (12) in den Reaktorbehälter (11) ausgebildet ist und dass wenigstens ein Dosierbehälter (94) ein Verbindungselement (98) zur Verbindung mit dem Reaktorbehälter (11) und zum Zuführen des Katalysatormaterials (12) in den Reaktorbehälter (11) aufweist.Reactor according to claim 5, characterized in that the device ( 70 ) for feeding catalyst material ( 12 ) at least two containers ( 74 . 85 . 94 ), which for mass transfer via a connecting element ( 78 . 89 ) are interconnected so that at least one of the containers ( 74 ) to accommodate the catalyst material ( 12 ) is designed such that at least one of the containers ( 94 ) for dosing the catalyst material ( 12 ) in the reactor vessel ( 11 ) and that at least one dosing container ( 94 ) a connecting element ( 98 ) for connection to the reactor vessel ( 11 ) and to feed the catalyst material ( 12 ) in the reactor vessel ( 11 ) having. Reaktor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (70) zum Zuführen von Katalysatormaterial (12) wenigstens einen weiteren Behälter (85) aufweist, der zum Einwirken auf das Katalysatormaterial (12) ausgebildet ist, der zwischen dem Aufnahmebehälter (74) und dem Dosierbehälter (94) angeordnet ist und der zum Stoffaustausch über jeweils ein Verbindungselement (78, 89) mit dem Aufnahmebehälter (74) und dem Dosierbehälter (94) verbunden ist.Reactor according to claim 5 or 6, characterized in that the device ( 70 ) for feeding catalyst material ( 12 ) at least one other container ( 85 ), which acts on the catalyst material ( 12 ) which is formed between the receptacle ( 74 ) and the dosing container ( 94 ) is arranged and that for mass transfer via a connecting element ( 78 . 89 ) with the receptacle ( 74 ) and the dosing container ( 94 ) connected is. Reaktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine, weitere Behälter (85) als Reduzierbehälter ausgebildet ist.Reactor according to claim 7, characterized in that the at least one further container ( 85 ) is designed as a reducer. Reaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einzelnen Verbindungselementen (72, 78, 89) wenigstens ein Verschlußelement (73, 79, 90) vorgesehen ist.Reactor according to one of claims 5 to 8, characterized in that in at least individual connecting elements ( 72 . 78 . 89 ) at least one closure element ( 73 . 79 . 90 ) is provided. Reaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zufuhreinrichtung (100) zum Zuführen von Katalysatormaterial (12) aus der Vorrichtung (70) zum Zuführen von Katalysatormaterial in den Reaktorbehälter (11) vorgesehen ist.Reactor according to one of claims 5 to 9, characterized in that a feed device ( 100 ) for feeding catalyst material ( 12 ) from the device ( 70 ) for feeding catalyst material into the reactor vessel ( 11 ) is provided. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Austrittsbereich (16) des Reaktorbehälters (11) eine Vorrichtung (19) zur Aufnahme des hergestellen Kohlenstoff-Nanomaterials (13) vorgesehen ist.Reactor according to one of claims 1 to 10, characterized in that in the outlet area ( 16 ) of the reactor vessel ( 11 ) a device ( 19 ) for the absorption of the manufactured carbon nanomaterial ( 13 ) is provided. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Reaktorbehälter (11) horizontal ausgerichtet ist.Reactor according to one of claims 1 to 11, characterized in that at least one of the reactor vessels ( 11 ) is aligned horizontally. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Reaktorbehälter (11) vertikal ausgerichtet ist.Reactor according to one of claims 1 to 12, characterized in that at least one of the reactor vessels ( 11 ) is aligned vertically. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (40) in wenigstens einem der Reaktorbehälter (11) zum Materialtransport mittels eines magnetischen Feldes ausgebildet ist.Reactor according to one of claims 1 to 13, characterized in that the conveying device ( 40 ) in at least one of the reactor vessels ( 11 ) is designed for material transport by means of a magnetic field. Reaktor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (40) wenigstens eine Magneteinrichtung (60) aufweist, mittels derer innerhalb oder ausserhalb des Reaktorbehälters (11) ein bewegliches magnetisches Feld (M) erzeugbar ist beziehungsweise erzeugt wird.Reactor according to claim 14, characterized in that the conveyor ( 40 ) at least one magnetic device ( 60 ), by means of which inside or outside the reactor vessel ( 11 ) a movable magnetic field (M) can be generated or is generated. Reaktor nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Magneteinrichtung (60) eine definierte, auf ein vorgegebenes Gewicht des hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterials (13) bezogene Magnetkraft einstellbar ist beziehungsweise eingestellt wird.Reactor according to claim 14 or 15, characterized in that in the magnetic device ( 60 ) a defined weight of the carbon nanomaterial produced ( 13 ) related magnetic force is adjustable or is set. Reaktor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der Magneteinrichtung (60) eine in Richtung (M) des sich bewegenden Magnetfelds veränderliche oder veränderte Magnetkraft einstellbar ist beziehungsweise eingestellt wird.Reactor according to claim 16, characterized in that in the magnetic device ( 60 ) a magnetic force that is variable or changed in the direction (M) of the moving magnetic field is adjustable or is set. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (40) in wenigstens einem der Reaktorbehälter (11) als umlaufende Förderschleife ausgebildet ist.Reactor according to one of claims 1 to 17, characterized in that the conveying device ( 40 ) in at least one of the reactor vessels ( 11 ) is designed as a circulating conveyor loop. Reaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschleife als Förderband (50) ausgebildet ist.Reactor according to claim 18, characterized in that the conveyor loop as a conveyor belt ( 50 ) is trained. Reaktor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Förderband (50) eine Anzahl von Aufnahmebehältnissen (54) angeordnet sind.Reactor according to claim 19, characterized in that on the conveyor belt ( 50 ) a number of receptacles ( 54 ) are arranged. Reaktor nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (50) aus einem Material mit guten Hafteigenschaften für das Katalysatormaterial (12) und das entstehende Kohlenstoff-Nanomaterial (13) besteht.Reactor according to claim 19 or 20, characterized in that the conveyor belt ( 50 ) made of a material with good adhesive properties for the catalyst material ( 12 ) and the resulting carbon nanomaterial ( 13 ) consists. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass im Austrittsbereich (16) des Reaktorbehälters (11) Mittel (20) zum Austragen des hergestellten Kohlenstoff-Nanomaterials (13) aus dem Reaktorbehälter (11) vorgesehen sind.Reactor according to one of claims 1 to 21, characterized in that in the exit area ( 16 ) of the reactor vessel ( 11 ) Medium ( 20 ) to discharge the produced carbon nanomaterial ( 13 ) from the reactor vessel ( 11 ) are provided. Reaktor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (20) zum Austragen als Abstreifelement und/oder Abstreifgitter ausgebildet sind.Reactor according to claim 22, characterized in that the means ( 20 ) are designed for discharge as a stripping element and / or stripping grid. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (51) der Fördereinrichtung (40) ausserhalb des Reaktorbehälters (11) angeordnet ist.Reactor according to one of claims 1 to 23, characterized in that the drive ( 51 ) the funding institution ( 40 ) outside the reactor vessel ( 11 ) is arranged. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Austrittsbereich (16) des Reaktorbehälters (11) wenigstens eine Vorrichtung (21) zur Messung der Gaszusammensetzung des Reaktionsrestgases (30) vorgesehen ist.Reactor according to one of claims 1 to 24, characterized in that in the outlet area ( 16 ) of the reactor vessel ( 11 ) at least one device ( 21 ) to measure the gas composition of the residual reaction gas ( 30 ) is provided. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass im Austrittsbereich (16) des Reaktorbehälters (11) wenigstens eine Medienableitung (23) zum Ableiten von Reaktionsrestgas (30) vorgesehen ist.Reactor according to one of claims 1 to 25, characterized in that in the outlet area ( 16 ) of the reactor vessel ( 11 ) at least one media derivative ( 23 ) to discharge residual reaction gas ( 30 ) is provided. Reaktor nach Anspruch 26, soweit auf einen der Ansprüche 3 bis 25 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (17) des Reaktorbehälters (11) mit wenigstens einer Medienableitung (23) verbunden ist.Reactor according to Claim 26, insofar as it relates to one of Claims 3 to 25, characterized in that the outlet ( 17 ) of the reactor vessel ( 11 ) with at least one media derivative ( 23 ) connected is. Reaktor nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass in der Medienableitung (23) eine Vorrichtung (25) zum Erzeugen/Aufbereiten von Reaktionsgas (18) vorgesehen ist oder dass die Medienableitung (23) des Reaktorbehälters (11) zumindest zeitweilig mit einer Vorrichtung (25) zum Erzeugen/Aufbereiten von Reaktionsgas (18) verbunden ist.Reactor according to claim 26 or 27, characterized in that in the media discharge line ( 23 ) a device ( 25 ) to generate / process reaction gas ( 18 ) is provided or that the media derivation ( 23 ) of the reactor vessel ( 11 ) at least temporarily with a device ( 25 ) to generate / process reaction gas ( 18 ) connected is. Reaktor nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass in der Medienableitung (23) eine Trenneinrichtung zum Abtrennen von bestimmten Komponenten aus dem Reaktionsrestgas (30) vorgesehen ist oder dass die Medienableitung (23) zumindest zeitweilig mit einer solchen Trenneinrichtung verbunden ist.Reactor according to one of claims 26 to 28, characterized in that in the media discharge line ( 23 ) a separating device for separating certain components from the residual reaction gas ( 30 ) is provided or that the media derivation ( 23 ) is at least temporarily connected to such a separation device. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens einen Reaktorbehälter (11) wenigstens eine Einrichtung (29) zum Einstellen einer bestimmten Temperatur vorgesehen ist.Reactor according to one of claims 1 to 29, characterized in that for at least one reactor vessel ( 11 ) at least one facility ( 29 ) is provided for setting a certain temperature. Verfahren zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterial in einem Reaktor mit wenigstens einem Reaktorbehälter, dadurch gekennzeichnet, dass ein Katalysatormaterial in einem Eintrittsbereich wenigstens eines Reaktorbehälters in diesen eingebracht wird, dass das Katalysatormaterial mittels einer Fördereinrichtung durch den Reaktorbehälter transportiert wird, wobei ein in dem Reaktorbehälter befindliches Reaktionsgas auf das Katalysatormaterial einwirkt, wodurch das Kohlenstoff-Nanomaterial entsteht und dass das hergestellte Kohlenstoff-Nanomaterial im Austrittsbereich des Reaktorbehälters aus diesem entnommen wird.Process for the production of carbon nanomaterial in a reactor with at least one reactor vessel, characterized in that a catalyst material in an inlet area of at least one reactor vessel is introduced into this that the catalyst material by means of a conveyor transported through the reactor vessel is, a reaction gas located in the reactor vessel acts on the catalyst material, whereby the carbon nanomaterial is formed and that the manufactured carbon nanomaterial in the exit area of the reactor vessel is taken from this. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zur kontinuierlichen Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial ausgebildet ist.A method according to claim 31, characterized in that this is for the continuous production of carbon nanomaterial is trained. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als CVD-Verfahren ausgebildet ist.A method according to claim 31 or 32, characterized in that this is designed as a CVD process. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass dieses in einem Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 30 durchgeführt wird.Method according to one of claims 31 to 33, characterized in that that this in a reactor according to any one of claims 1 to 30 performed becomes.