CZ2002304A3 - Způsob reakce plynných reaktantů obsahujících pevné části a zařízení pro provádění tohoto způsobu - Google Patents

Způsob reakce plynných reaktantů obsahujících pevné části a zařízení pro provádění tohoto způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ2002304A3
CZ2002304A3 CZ2002304A CZ2002304A CZ2002304A3 CZ 2002304 A3 CZ2002304 A3 CZ 2002304A3 CZ 2002304 A CZ2002304 A CZ 2002304A CZ 2002304 A CZ2002304 A CZ 2002304A CZ 2002304 A3 CZ2002304 A3 CZ 2002304A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
reactor
pressure chamber
chamber
solid particles
oxygen
Prior art date
Application number
CZ2002304A
Other languages
English (en)
Inventor
William A. Yuill
Chuck A. Natalie
Original Assignee
Kerr-Mcgee Chemical Llc A Delaware Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kerr-Mcgee Chemical Llc A Delaware Corporation filed Critical Kerr-Mcgee Chemical Llc A Delaware Corporation
Publication of CZ2002304A3 publication Critical patent/CZ2002304A3/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J12/02Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor for obtaining at least one reaction product which, at normal temperature, is in the solid state
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2405Stationary reactors without moving elements inside provoking a turbulent flow of the reactants, such as in cyclones, or having a high Reynolds-number
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • C01G23/04Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047Titanium dioxide
    • C01G23/07Producing by vapour phase processes, e.g. halide oxidation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00094Jackets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/0015Controlling the temperature by thermal insulation means
    • B01J2219/00155Controlling the temperature by thermal insulation means using insulating materials or refractories
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00159Controlling the temperature controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00164Controlling or regulating processes controlling the flow

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

ZPŮSOBY A ZAŘÍZENÍ K REALIZACI CHEMICKÝCH REAKCÍ PLYNNÝCH REAKTANTŮ OBSAHUJÍCÍCH PEVNÉ ČÁSTICE
Oblast techniky
Vynález se týká zdokonalených způsobů a zařízení k realizaci chemických reakcí vysokých průtokových množství plynných reaktantů obsahujících partikulární látky v trubkových reaktorech a zvláště k realizaci chemické reakce vysokých průtokových množství kyslíku a plynného chloridu titaničitého, který může obsahovat nebo zachycovat znečišťující partikulární látky v trubkovém reaktoru při vysokých teplotách, k výrobě oxidu titaničitého.
Dosavadní stav techniky
Při reakcích prováděných v trubkových reaktorech, kde se do reaktorů vstřikují vysoká průtoková množství plynných reaktantů mohou vznikat problémy s nedokonalým promícháním a závažnou korozí bočních stěn reaktorů v důsledku přítomnosti znečišťujících partikulárních látek obsažených v reaktantech. Nedokonalé promíchání může vést k nežádoucím výsledkům reakcí a eroze způsobuje znečištění získávaných produktů materiály, ze kterých jsou zhotoveny reaktory, jakož i drastické zkrácení životnosti reakčního zařízení. Na příklad při výrobě oxidu titaničitého jsou plynnými reaktanty zahřátý kyslík a zahřátý plynný chlorid titaničitý, které se při vysokých průtokových množstvích v trubkovém reaktoru slučují. V reaktoru dochází k vysokoteplotní oxidační reakci, čímž se vytvářejí částice tuhého oxidu titaničitého. Občas obsahují nebo nabírají proudy kyslíku a chloridu titaničitého používané při reakci znečišťující partikulární látky, které dopadají na povrch reaktorového zařízení. Takovéto znečišťující partikulární látky se dostávají do proudů plynu v důsledku průchodu plynných proudů přes technologické zařízení a potrubí nad reakčním zařízením. Technologické zařízení a potrubí může obsahovat partikulární tuhé šupiny, tuhé částice z fluidních loží, partikulární svárovou strusku a podobně. Často se rovněž přivádí do reakčního zařízení partikulární čisticí médium jako je písek, aby se odstranil oxid titaničitý usazený na stěnách reaktoru. Čisticí médium se někdy dostává do různých součástí reaktorového zařízení umístěných nad reaktorem a něco z tohoto média je zachycováno a unášeno proudy plynného reaktantu. Když je na příklad čisticí médium zavedeno do reaktorového zařízení v době, kdy je průtok kyslíku nebo chloridu titaničitého zastaven, čisticí médium může z reaktoru odtékat do přiváděcího zařízení kyslíku nebo chloridu titaničitého, tj. do tlakových komor připojených na reaktor.
Při pokusech usilujících o vyřešení výše uvedených problémů byly až dosud používány velké tlakové komory nad místy vstřiku plynných reaktantů, aby se tam zachytily znečišťu• ·
WO 01/07366 A1
C2534 • · · · · · ··· ···· ·· ·· ···· ·· ···· jící látky a malými otvory se vstřikovaly plynné reaktanty. Použití malých otvorů má za následek velké poklesy tlaku, které způsobují dobré promíchání plynů v reaktoru, avšak vysoké poklesy tlaku u plynných reaktantů vyžadují zase jejich tlakování, což je velmi nákladné.
Aby se umožnil provoz s nižšími poklesy tlaku plynných reaktantů, byl až dosud plynné reaktanty tangenciálně vstřikovány do malých kruhových talkových komor, které je potom distribuují kolem dvou nebo více otvorů, kterými protékají plynné reaktanty radiálně do reaktoru. Použití vstřikování malými otvory způsobuje nízké poklesy tlaku, avšak partikulární tuhé znečišťující látky unášené nebo zachycované plynnými reaktanty mohou být zachyceny v kruhových tlakových komorách, což způsobuje, že tlakové komory mohou být rychle erodovány.
Existuje tudíž potřeba zdokonalených způsobů a zařízení k realizaci chemické reakce plynných reaktantů v trubkových reaktorech, které vedou v reaktorovém zařízení pouze k malému poklesu tlaku, stejnoměrnějšímu rozložení plynných reaktantů a lepšímu promíchání plynných reaktantů aniž by při tom docházelo k nadměrné erozi v důsledku přítomnosti pevných částic.
Podstata vynálezu
Tento vynález skýtá zdokonalené způsoby a zařízení k realizaci chemických reakcí plynných reaktantů obsahujících tuhé částice v trubkových reaktorech, které splňují výše popsané potřeby a překonávají nedostatky známého stavu techniky.
Způsob podle tohoto vynálezu k realizaci chemických reakcí vysokých průtokových množství plynných reaktantů, které mohou obsahovat nebo zachycovat tuhé částice v trubkovém reaktoru se skládá z následujících kroků. Plynný reaktant, který má být vstřikován, se rozvíří v první kruhové tlakové komoře za kterou následuje druhá tlaková komora o větším průměru. Vířící plynná reagující látka je potom zavedena do reaktoru přes dva nebo více radiálních štěrbin, které spojují reaktor s výstupem z druhé tlakové komory, čímž jsou tuhé částice unášené plynnou reagující látkou nuceny odtékat do reaktoru spolu s plynnou reagující látkou a nejsou zachycovány v první nebo ve druhé tlakové komoře. Radiální štěrbiny způsobují stejnoměrné rozdělení a usměrnění toku plynných reagujících látek a pevných částic přes střed reaktoru a tím tam předcházejí nedokonalému promíchání a erozi. Při výrobě oxidu titaničitého se výše popisovaného způsobu používá především ke vstřikování vysokých průtokových množství zahřátého kyslíku do reaktoru.
Další způsob podle tohoto vynálezu, kterého může být rovněž použito k přivedení vysokého průtokového množství reagující látky do trubkového reaktoru a který splňuje výše popsané potřeby, je následující. Plynná reagující látka o vysoké průtokové rychlosti, která obsahuje pevné částice je rozviřována v kruhové tlakové komoře, která je vybavena ochranným krytem, který je v ní vytvořen, aby zachycoval pevné částice. Výsledná plynná reagující • · • ·
WO 01/07366 A1 • · · · · · ···· · · · · · ··· · · · ··· ···· ·· ·· ···· ·· ···· látka neobsahující v podstatě pevné částice je přiváděna do reaktoru dvěma nebo více radiálními štěrbinami spojujícími reaktor s tlakovou komorou. V tlakové komoře je volitelně instalována trubka vedoucí zevnitř ochranného krytu do jednoho z kruhových otvorů, v důsledku čehož tlakový rozdíl mezi ochranným krytem a otvorem způsobí, že pevné částice zachycené v ochranném krytu jsou sneseny tímto trubkovým vedením do reaktoru. Nejlépe je, aby byly radiální štěrbiny zešikmeny ve směru toku, aby se tak usnadnilo stejnoměrné rozložení a usměrnění toku plynné reagující látky a pevných částic (pokud tam nějaké jsou) středem reaktoru, čímž se tam předejde nedokonalému promíchání a erozi. Při výrobě oxidu titaničitého se tento způsob používá nejlépe ke vstřikování vysokých průtočných množství zahřátého chloridu titaničitého do reaktoru.
Tímto vynálezem se rovněž poskytuje zařízení k provádění výše uváděných způsobů. Je tudíž obecným předmětem tohoto vynálezu poskytnout zdokonalené způsoby a zařízení k realizaci chemických reakcí plynných reaktantů obsahujících pevné částice v trubkových reaktorech.
Dalším předmětem tohoto vynálezu je poskytnout zdokonalené způsoby a zařízení k realizaci chemických reakcí vysokých průtočných množství kyslíku a plynného chloridu titaničitého, který může obsahovat nebo zachycovat znečišťující partikulární pevné látky v reaktoru na výrobu oxidu titaničitého.
Jiné a další účely, charakteristické rysy a výhody tohoto vynálezu budou odborníkům v této technice ihned zřejmé po přečtení následujícího popisu preferovaných realizací ve spojení s průvodními výkresy.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 je pohled shora na zařízení podle tohoto vynálezu ke vstřikování plynného reaktantů obsahujícího pevné částice do trubkového reaktoru.
Obr. 2 je boční pohled v řezu podél přímky 2-2 z obr. 1.
Obr. 3 je pohled v řezu podél přímky 3-3 z obr. 2.
Obr. 4 je pohled v řezu podél přímky 4-4 z obr. 1.
Obr. 5 je boční pohled v řezu podél přímky 5-5 z obr. 1.
Obr. 6 je pohled v řezu podél přímky 6-6 z obr. 5.
Obr. 7 je pohled v řezu podél přímky 7-7 z obr. 5.
C2534
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 až 6 těchto výkresů je znázorněno zařízení podle tohoto vynálezu sloužící ke vstřikování vysokých průtokových množství reaktantů obsahujících pevné částice do trubWO 01/07366 A1 4 *.’·?%. í í ’ / . : í ’ ? C 2534 ··· · · · · · · «··· 99 ·· ···· ·» ···· kového reaktoru. Termín vysoká průtoková množství se zde používá ve významu průtokových množství v rozsahu od přibližně 400 do přibližně 3.000 a více standardních krychlových stop za minutu (11.3 m3- 85.0 m3/min).
Na obr. 1 je zařízení podle tohoto vynálezu znázorněno v kombinaci s trubkovým reaktorem k výrobě oxidu titaničitého z proudů zahřátého kyslíku a zahřátého plynného chloridu titaničitého, které mohou obsahovat nebo zachycovat znečišťující partikulární látky a které jsou vstřikovány ve velkých průtokových množstvích do trubkového reaktoru. Trubkový reaktor může být jakékoli známé konstrukce reaktoru včetně těch reaktorů, které jsou chlazeny vodou nebo jiným teplosměnným médiem, těch, které nejsou chlazeny, těch, které jsou zhotoveny z porézního média atd.
Zařízení uvedené na obr. 1, označované -obvykle číslovkou 10, se skládá z prvého druhu zařízení na přivádění plynného reaktantu 12 a z druhého druhu zařízení na přivádění plynného reaktantu 14, sloužící obě k přivádění vysokých průtokových množství plynných reaktantů, které mohou obsahovat pevné částice, do trubkového reaktoru 19. Zařízení 12 a 14 mohou být obě používána ke vstřikování jakéhokoli vysokého průtokového množství plynného reaktantu, který může obsahovat pevné částice, do trubkového reaktoru. V zařízení na výrobu oxidu titaničitého je možno používat zařízení k přivádění plynného reaktantu 12 a 14 k přivádění proudů buď zahřátého kyslíku nebo zahřátého plynného chloridu titaničitého do reaktoru na výrobu oxidu titaničitého 19. Zařízení na přivádění plynného reaktantu 12 uvedenému na obr. 1 - 4 se však dává přednost při přivádění proudu zahřátého kyslíku do reaktoru 19. Zařízení na přivádění plynného reaktantu 14 uvedenému na obr. 1 a 5-7 se však dává přednost při přivádění proudu zahřátého chloridu titaničitého, který je vysoce korozívní, do reaktoru 19.
V provozu přivádějí jak zařízení 12, tak i zařízení 14 vysoká průtoková množství reaktantů, která mohou obsahovat pevné částice, do trubkového reaktoru 19 s nízkým poklesem tlaku, při stejnoměrném rozvadění a s dobrým promícháním proudu plynných reaktantů do reaktoru, aniž by při tom docházelo k nadměrné erozi tlakové komory a reaktoru v důsledku přítomnosti pevných částic unášených plynnými reaktanty.
Jak je znázorněno na obr. 1-4, za řízení 12 se skládá z válcové komory 16 na vstřikování plynného reaktantu mající kolem svého obvodu kruhový otvor 17 a přírubová hrdla 18 a 20 připojená k jejím přednímu a zadnímu konci 19 a 21. Závěrná příruba 22 je připojena k přírubě 18. Trubkové vedení 24 je těsně připojeno přes přírubu 22 a pokračuje do válcové vstřikovací komory 16. Trubkové vedení 24 je umístěno koaxiálně k válcové vstřikovací komoře 16 a druhé trubkové vedení 26, které je rovněž těsně připojeno přes přírubu 22, je koaxiálně umístěno kolem trubkového vedení 24. Vstupní příruba 28 je připojena k trubkovému vedení 24 a přívodní hrdlo 30 je připojeno k trubkovému vedení 26. Jak je uvedeno na obr. 1, v případě, že je použito zařízení 12 na přivádění plynného reaktantu s vodou chlazeným ·· ·· ·· · · · · · ·
WO 01/07366 A1 5 * /. í C2534 ··· · · · ··· ···· ·· ·· ·«·· ·» ···· reaktorem na výrobu oxidu titaničitého, je připojen zdroj pomocného paliva, např. metanu, propanu nebo toluenu na vstupní přírubu 30 trubkového vedení 26 a zdroj čisticího média reaktoru je připojen na vstupní přírubu 28 trubkové vedení 24. Pomocného paliva se používá k zajištění dodatečného tepla a ke stabilizaci oxidační reakce v reaktoru 19. Palivo se okysličí na oxid uhličitý a vodu a vytvořená voda podporuje rutilizaci, čímž se zlepšují vlastnosti vyprodukovaného oxidu titaničitého. Čisticí médium reaktoru, kterým může být písek, kamenná sůl, sintrovaný oxid titaničitý, lisovaný oxid titaničitý a tak podobně se vstřikuje do zařízení reaktoru, aby se odstranil oxid titaničitý z ochlazovaných stěn reaktoru. Jelikož se oxid titaničitý tvoří v reaktoru, částečně se usazuje na stěnách ochlazovaných částí reaktoru, např. na té části reaktoru, která je chlazena vodou nebo jinými prostředky. Pokud se neodstraní, bude se oxid titaničitý neustále kumulovat a bude podstatně narušovat proces chlazení. Čisticí médium musí tudíž být do reaktoru neustále dodáváno.
Vstřikovací komora 16 rovněž zahrnuje dvojicí plášťů ochlazení 32 a 34 sloužících ke chlazení stěn vstřikovací komory. Mimo toho je ve válcové vstřikovací komoře 16 plynného reaktantu mezi kruhovitým otvorem 17 ve vstřikovací komoře a předním koncem 19 umístěn kruhový ochranný štít proti teplu 35. Tento ochranný štít proti teplu 35 může být přivařen na trubkové vedení 26 a slouží k ochraně přední koncové části válcové vstřikovací komory 16 plynného reaktantu před teplem produkovaným zahřátým plynným reaktantem (zahřátý kyslík) přivedeným kruhovitým otvorem 17. Rovněž, jak bude popsáno níže v tomto textu, je upevněn na zadní koncovou část 39 trubkového vedení 26 deflektor 37, který slouží k odchýlení toku zahřátého kyslíku přiváděného do vstřikovací komory 16 otvorem 17 a způsobuje, že je rovnoměrným způsobem rozdělován.
První kruhová tlaková komora 36 má kruhovitou vnější stěnu 38, boční stranu 40 hermeticky upevněnou zevně ke vstřikovací komoře 16 plynného reaktantu a kruhový boční vývod 42. Jak je nejlépe uvedeno na obr. 4, první kruhová tlaková komora 36 rovněž obsahuje tangenciální přívod 44 k přijímání proudu zahřátého kyslíku o vysokém průtokovém množství, který může obsahovat pevné částice a způsobovat, že proud v tlakové komoře 36 víří.
Druhá kruhová tlaková komora 46 mající kruhovitou vnější stěnu 47 a strany 48 a 50 je rovněž hermeticky upevněna zevně ke vstřikovací komoře 16. Strana 50 druhé tlakové komory 46 je upevněna ke vnější stěně 38 první tlakové komory 36 a druhá tlaková komora 46 zahrnuje kruhovitý boční přívod 52, který se shoduje s kruhovitým bočním vývodem 42 z první tlakové komory 36. Jak je na výkresech uvedeno, druhá tlaková komora 46 má větší průměr než první tlaková komora 36 a druhá tlaková komora 46 zakrývá kruhový otvor 17 kolem obvodu vstřikovací komory 16.
Uvnitř druhé tlakové komory 46 vedle její strany 48 je vytvořen kruhovitý otvor 54 pomocí kruhové desky (56), která je hermeticky upevněna zevně ke vstřikovací komoře 16 a • · «« · · · · · · · ·
W001/07366A1 6 ’ .X”’ . : ϊ* .* . í C 2534 ······ · · · v «··· ·· ·· ···· ·· ···· sahá do blízkosti vnější stěny 47 druhé tlakové komory 46. Kruhový otvor 54 vytvořený stranou 48 druhé tlakové komory 46 a kruhová deska 56 jsou hermeticky připojeny na kruhový otvor 17 ve vstřikovací komoře 16. Jak bude popsáno podrobněji níže, vysoké průtokové množství zahřátého kyslíku, které může obsahovat pevné částice vedené do tangenciálního přívodu 44 první tlakové komory 36 je tudíž nuceno vířit v prvé tlakové komoře 36, načež následuje víření ve větší druhé tlakové komoře 46 a odtok z druhé tlakové komory 46 kruhovou štěrbinou 54 dovnitř vstřikovací komory 16. Jelikož proud zahřátého kyslíku nejdříve víří v menší tlakové komoře 36 a poté expanduje a víří v tlakové komoře 46, tuhé částice obsažené v tomto proudu jsou unášeny odstředivou silou k vnějším stěnám 38 a 47 tlakových komor 36 a 46. odkud jsou nuceny pevné částice odtékat spolu se zahřátým kyslíkem otvorem 54 dovnitř vstřikovací komory 16 a pevné částice nejsou tedy zachycovány ve vstřikovacího komorách 36 a 46. Jak je odborníkům v tomto oboru dobře známo, když jsou pevné částice zachyceny v tlakové komoře, ve které víří proud plynu o vysoké rychlosti, ve velmi krátkém časovém období způsobují erozi a prosekávají se materiálem tvořícím tlakovou komoru. Jak je nejlépe znázorněno na obr. 2, vnější stěna 47 tlakové komory 46 je vykloněna směrem ven k její straně 48, aby se tak usnadnil pohyb pevných částic do otvoru 54.
Jak je nejlépe znázorněno na obr. 3, kruhová štěrbina 54 má větší počet pravidelně rozmístěných lopatek 58, které jsou v něm upevněny a tvoří větší počet radiálních štěrbin 59 (obr. 3) v otvoru 54. Radiální štěrbiny 59 slouží k tomu, aby zastavily víření proudu zahřátého kyslíku a stejnoměrně rozdělovaly tok proudu zahřátého kyslíku a unášených pevných částic přes střed vstřikovací komory 16. Deflektor 37 upevněný k vnitřní koncové části 39 trubkového vedení 26 způsobuje, že proud zahřátého kyslíku je stejnoměrně rozdělován a stejnoměrně protéká středem vstřikovací komory 16, čímž zařízení 14 na přivádění plynného chloridu titaničitého a reaktor 19 zabraňují tomu aby docházelo k nedokonalenému míšení a k erozi.
Způsob prováděný v zařízení 12 tak v podstatě zahrnuje kroky víření plynného reaktantu, který má být přiváděn do reaktoru 19 v první tlakové komoře 36, za níž následuje druhá tlaková komora o větším průměru 46. Vířící plynný reaktant a pevné částice, které jsou v něm unášeny, jsou přiváděny do reaktoru 19 přes radiální štěrbiny 59 a vstřikovací komoru 16. To znamená, že plynný reaktant a pevné částice protékají radiálními štěrbinami 59 do vstřikovací komory 16 a potom do reaktoru 19 a pevné částice nejsou zachycovány ani v první, ani ve druhé tlakové komoře. Radiální štěrbiny 59 a deflektor 37 rozmístěné ve vstřikovací komoře 16 způsobují, že plynný reaktant a pevné částice protékají do a přes vstřikovací komoru 16 takovým způsobem, že plynný reaktant a pevné částice stejnoměrně protékají středy vstřikovací komory 15 a rektoru 19 a zabraňují tak tomu, aby tam docházelo k nedokonalému promíchání a erozi. Jak již bylo zmíněno, když se zařízení 12 používá při výrobě oxidu titaničitého, plynnou reagující látkou přivedenou do reaktoru 19 přes zařízení 12 je předehřátý kyslík, tzn. kyslík předehřátý na teplotu v rozsahu od přibližně 1.000 °F • · ·« · · ·· · · ··
WO 01/07366 A1 7 ’ J ?< . í í ’ / . í Z*.* C 2534 ··· ··· · · · ···· · · · · ···· ·· · · · · (537,8 °C) až do přibližně 1.800 °F (537,8 °C - 982,2 °C), nejlépe od 1.500 °F (815,6 °C) do přibližně 1.800 °C (982,2 °C). Mimo toho je výhodné přivádět do vstřikovací komory 16 a do reaktoru 19 pomocné palivo trubkovým vedením 26 a čisticí prostředek k čištění stěn reaktoru se přivádí do vstřikovací komory 16 a do reaktoru 19 trubkový vedením 24. Do zahřátého kyslíku přiváděného do reaktoru 19 je možno rovněž přidat chlorid draselný, chlorid česný a tak podobně, aby se tak řídila velikost částic produkovaného oxidu titaničitého.
Pokud jde o obr. 1 a 5-7, je zde znázorněno zařízení 14 k zavádění velkého průtokového množství plynného reaktantu (zahřátý chlorid titaničitý), který obsahuje nebo může obsahovat pevné částice, do reaktoru 19. Jak je nejlépe vidět na obr. 5, zařízení 14 zahrnuje válcovou vstřikovací komoru 60 plynného reaktantu mající přední konec 61 a zadní konec 65 přizpůsobený tak, aby byl hermeticky připojen k hornímu konci trubkového reaktoru 19 pomocí kuželové trubky 23 (obr. 1) a mající kruhovitý otvor 69 vytvořený tam kolem jeho obvodu. Jak budou odborníci v tomto oboru rozumět, zařízení 14 může být zhotoveno z různých materiálů, které budou mít požadované izolační vlastnosti, odolnost proti korozi a další vlastnosti. Tak jak je znázorněno na výkresech pro použití se zařízeními na výrobu oxidu titaničitého, vstřikovací komora 60 se skládá z válcového stěnového prvku 63 zhotoveného z tepelně izolačního žáruvzdorného materiálu, válcového prvku 64 zhotoveného z kovového materiálu odolného proti korozi a válcového prvku 66 zhotoveného z karbidu křemíku odolného proti korozi. Kruhový otvor 69 je nejlépe zahnut směrem k zadnímu konci vstřikovací komory, jak je uvedeno na obr. 5 a kruhový otvor 69 zahrnuje větší počet pravidelně rozmístěných lopatek 68 (obr. 6), které v něm vytvářejí radiální štěrbiny 62. Radiální štěrbiny 62 a kruhový otvor 69 jsou nastaveny pod určitým úhlem, aby tak do nich nemohl vstupovat kyslík a aby se tak ve štěrbinách nemohly usazovat oxidy, což by mohlo vést k ucpání a umožňují tak stejnoměrné rozdělování ve vstřikovací komoře 60. Lopatky 68 mohou být rovněž vytvořeny z jednoho kusu spolu s válcovým prvkem 66, jak je na uvedených výkresech znázorněno. Používá-li se k zajištění dodatečného tepla pomocného paliva jak je popisováno výše, prvek s válcovou stěnou 63, trubka 67, kuželová trubka 23 (obr. 1) a reaktor 19 (obr. 1) mohou být chlazeny vodou (není uvedeno), aby se tak zabránilo jejich poškozeni v důsledku vysokých teplot, které se zde vyskytují.
Kruhová tlaková komora 70 mající vnější stěnu 72 a strany 74 a 74 zhotovené z kovu jako je ocel je hermeticky upevněna k vnější části válcovité vstřikovací komory 60 plynného reaktantu. Vnitřní prostor kruhové tlakové komory 70 je vyložen materiálem z karbidu křemíku odolným proti korozi 78 a materiál těsnění 80 je vložen mezi materiál odolný proti korozi 78 a vnější stěnu 72 a strany 74 a 76. Rozumí se, že je možno použít v zařízení 14 i jiné izolační a korozivzdorné materiály a techniky než jsou popsány výše.
Jak je nejlépe znázorněno na obr. 7, tangenciální přívodní hrdlo 82 pro přívod proudu o vysokém průtokovém množství zahřátého plynného chloridu titaničitého, který obsahuje
WO 01/07366 A1 « 4« 0 · 40 4 · 00 ·
00 44 044 ·
004000 0000 ·
00 004 000 «040 00 00 0000 0· 0000 nebo může osahovat pevné částice, je připojena na tlakovou komoru 70. Tangenciální přívodní hrdlo 82 způsobuje, že proud zahřátého plynného chloridu titaničitého v tlakové komoře 70 víří. V tlakové komoře 70 je vytvořen ochranný kryt 84 po proudu od jejího tangenciálního přívodního hrdla 82. Ochranný kryt 84 zahrnuje demontovatelnou zaslepenou přírubu 85, která je k němu přichycena šrouby a slouží k periodického odstraňování pevných částic z ochranného krytu. Proud plynného chloridu titaničitého obsahující pevné částice je tudíž, jak bude popsáno v dalším textu, vířen v tlakové komoře 70, pevné částice jsou zachyceny v ochranném krytu 84 a výsledný proud plynného chloridu titaničitého neobsahující v podstatě pevné částice protéká do vstřikovací komory 60 radiálními štěrbinami 62 a otvorem 69.
Jak je možno nejlépe pozorovat na obr. 7, trubka 86 může být volitelně upevněna v tlakové komoře 70, kde jeden její konec 88 zasahuje až do ochranného krytu 84 a druhý konec 90 sahá až do radiální štěrbiny 62. Rozdíl tlaku plynu mezi ochranným krytem 84 a radiální štěrbinou 62 způsobuje, že jsou pevné částice zachyceny v ochranném krytu 84 a jsou snášeny dále spolu s částí proudu plynného chloridu titaničitého trubkou 86 do vstřikovací komory 60 a do reaktoru 19.
Lopatky 68 rozmístěné v určitých vzdálenostech v kruhovém otvoru 69 a vytvářející radiální štěrbiny 62 způsobují, že proud plynného chloridu titaničitého zpomalí nebo zastaví víření a je rovnoměrně rozdělen do vstřikovací komory 60 takovým způsobem, že proud plynu a pevné částice (pokud se nějaké vyskytují) protékají středem vstřikovací komory 60 a reaktoru 19, čímž se tam předchází nedokonalému promíchání a erozi.
Způsob prováděný v zařízení 14 v podstatě zahrnuje víření plynného reaktantů, který může obsahovat nebo nabírat pevné částice v kruhové tlakové komoře 70 mající ochranný kryt 84, který je v ní vytvořen k zachycování pevných částic. Výsledný vířící plynný reaktant neobsahující v podstatě žádné pevné částice plyne od vstřikovací komory 60 přes radiální štěrbiny 62 a kruhový otvor 69. Pevné částice zachycené v ochranném krytu 84 z něj mohou být periodicky odstraňovány ručně, nebo mohou být odstraňovány trubkou 86 a vedeny do štěrbiny 62. Jak již bylo zmíněno výše, větší počet radiálních štěrbin 62 zajišťuje, aby byl plynný reaktant a pevné částice (pokud se nějaké vyskytují) stejnoměrně rozptýlen ve vstřikovací komoře 60 a usměrňuje tok plynné reagující látky a pevných částic přes střed vstřikovací komory 60.
Jak již bylo rovněž zmíněno, používá-li se při výrobě oxidu titaničitého zařízení 14, je plynným reaktantem přiváděným zařízením 14 do reaktoru 19 plynný chlorid titaničitý, tj. plynný chlorid titaničitý předehřátý na teplotu v rozsahu od přibližně 350 °F (176,7 °C) do přibližně 1.800 °F (982,2 °C), nejlépe od přibližně 750 °F (398,9 °C) do přibližně 1.100 °F (593,3 °C). Jak se rozumí, do zahřátého chloridu titaničitého je možno přidat chlorid hlinitý, aby se tak zvýšila rutilizace vyrobeného oxidu titaničitého a aby byl více odolný.
C2534
WO 01/07366 A1
C2534 • · 44 44 44 ·· 44
444 4 444 4 4 44 4
44 4 4 44· ·
444444 4 · 4 4 4
444 444 444
4444 44 44 4444 4· 4444
Způsob podle tohoto vynálezu prováděný v zařízení 10 uvedeném na obr. 1 k výrobě oxidu titaničitého realizací chemické reakce vysokých průtokových množství kyslíku a chloridu titaničitého v trubkovém reaktoru 19 je zpravidla prováděn při tlaku nejméně asi 2 liber na čtvereční palec a teplotě nejméně asi 2.200 °F (1.204,4 °C). Teploty proudů kyslíku a chloridu titaničitého jsou rovněž řízeny tak, aby teplota společného proudu před reakcí byla v rozsahu od přibližně 900 °F (482,2 °C) do přibližně 1.800 °F (982,2 °C), nejlépe přibližně 1.450 °F (787,8 °C). Způsob prováděný v zařízení 10 v podstatě zahrnuje kroky víření zahřátého kyslíku, který obsahuje nebo může obsahovat pevné částice v první kruhové tlakové komoře 36, za kterou následuje druhá kruhová tlaková komora o větším průměru 46. Vířící kyslík je přiváděn do reaktoru 19 prostřednictvím vstřikovací komory kyslíku 16 přes první sadu radiálních štěrbin 59 spojujících vstřikovací komoru 16 s výstupním hrdlem druhé tlakové komory 46, čímž se způsobí, že pevné částice v ní obsažené jsou odváděny do vstřikovací komory spolu s kyslíkem a nejsou zachycovány v první ani ve druhé tlakové komoře. Radiální otvory 59 jsou vytvořeny větším počtem lopatek 58 pravidelně rozmístěných v prstencovitém otvoru 54. Radiální otvory 59 pravidelně rozdělují a usnadňují usměrňování proudu kyslíku a unášených pevných částic přes střední část vstřikovací komory kyslíku 16, vstřikovací komory chloridu titaničitého 60 a reaktoru 19 a tím tam zabraňují nedokonalému promíchání a erozi. Deflektor 21 rovněž usměrňuje tok zahřátého kyslíku a míchá produkty hoření.
Plynný chlorid titaničitý, který obsahuje nebo může obsahovat tuhé částice je vířen ve třetí kruhové tlakové komoře 70, která má ochranný kryt 84, který je v ní vytvořen k zachycování pevných částic. Výsledný vířící plynný chlorid titaničitý neobsahující v podstatě pevné částice je přiváděn do vstřikovací komory 60 a do reaktoru 19 přes druhou sadu radiálních štěrbin 62 spojujících vstřikovací komoru 60 s tlakovou komoru 70. V tlakové komoře 70 je volitelně nainstalována trubka 86 vedoucí od vnitřní části ochranného krytu 84 až do štěrbiny 62, čímž rozdíl tlaků mezi ochranným krytem 84 a štěrbinou 62 způsobí,že tuhé částice zachycené v ochranném krytu jsou unášeny uvedenou trubkou do vstřikovací komory 60 a do reaktoru 19. Lopatky 68 rozmístěné v určitých vzdálenostech v kruhovém otvoru 69 a vytvářející štěrbiny 62 způsobují, že plynný chlorid titaničitý je rovnoměrně rozdělen do vstřikovací komory 60 a usměrňuje tok chloridu titaničitého a pevných částic (pokud se nějaké vyskytují) středem vstřikovací komory 60 a reaktoru 19, čímž se tam předchází nedokonalému promíchání a erozi.
Jak budou nyní odborníci v tomto oboru rozumět, zdokonalené způsoby a zařízení podle tohoto vynálezu k realizaci chemických reakcí plynných reaktantů obsahujících tuhé částice ve velkých průtokových množstvích v trubkových reaktorech umožňují provádět tyto reakce pří nízkých poklesech tlaku a se stejnoměrným rozdělením a lepším promícháním plynů v reaktorech, aniž by při tom docházelo k nadměrné korozi. Jak budou odborníci v tomto oboru také rozumět, zdokonalené způsoby a zařízení podle tohoto vynálezu mohou • 9 • 9 99
9 9 9
9 9
WO 01/07366 A1 • 9 • 99
C2534 být použity k realizaci chemických reakcí různých druhů reaktantů obsahujících tuhé částice při vysokých průtokových množstvích a teplotách. Tyto způsoby a zařízení jsou zvláště vhodné k realizaci chemické reakce předehřátého chloridu titaničitého obsahujícího tuhého částice v trubkových reaktorech na výrobu oxidu titaničitého.Mimo toho jsou vhodné k realizaci chemické reakce předehřátého kyslíku a jiných předehřátých chloridů kovů jako je chlorid křemičitý, chlorid zirkoničitý, chlorid hlinitý a tak podobně.
Tento vynález je tedy dobře přizpůsoben k provádění záměrů a dosažení uváděných cílů a výhod, jakož i těch, které jsou mu vnitřně vlastní. I když odborníci v tomto oboru mohou provést četné změny, ty však jsou zahrnuty do podstaty tohoto vynálezu, jak je definován v přiložených patentových nárocích.
• ·
WO 01/07366 A1 ?íz ÍLOO l- -M
9 99 99 99 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9
.. 9 99 · · 9 9 9 · Λ , · j ; · « ··* * ϊ ϊ · * θ2534 ···· ·· 9· 9999 9· 9999

Claims (33)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Zdokonalení způsobu realizace chemické reakce vysokých průtokových množství plynného reaktantu v trubkovém reaktoru, vyznačující se tím, že se reakce provádí s nízkým poklesem tlaku v reaktoru a bez nadměrné eroze způsobené pevnými částicemi, které jsou plynným reaktantem unášeny nebo zachycovány, zahrnující následující kroky:
    víření uvedeného plynného reaktantu v první kruhové tlakové komoře, za kterou následuje druhá tlaková komora o větším průměru; a přivádění uvedeného plynného reaktantu do uvedeného reaktoru přes dvě nebo více radiální štěrbin spojujících uvedený reaktor s uvedenou druhou tlakovou komorou, čímž je způsobeno, že uvedený plynný reaktant a tuhé částice, které jsou jím unášeny, proudí do uvedeného reaktoru a jsou v něm stejnoměrně rozdělovány.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedený plynný reaktant je kyslík a reakce probíhající v uvedeném trubkovém reaktoru je výroba oxidu titaničitého za vysokých teplot.
  3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že uvedený kyslík se předehřívá na teplotu v rozsahu od 537,8 °C do 982,2 °C.
  4. 4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že uvedený kyslík se nechává reagovat s plynným chloridem titaničitým předehřátým na teplotu v rozsahu od 176,7 °C do 982,2 °C.
  5. 5. Zdokonalení způsobu realizace chemické reakce vysokých průtokových množství plynného reaktantu v trubkovém reaktoru, vyznačující se tím, že se tato reakce provádí s nízkým poklesem tlaku v reaktoru a bez nadměrné eroze způsobené pevnými částicemi, které jsou plynným reaktantem unášeny nebo zachycovány, zahrnující následující kroky:
    víření uvedeného plynného reaktantu v kruhové tlakové komoře zahrnující ochranný kryt, který je v ní vytvořen a slouží k zachycování pevných částic, které jsou uvedeným plynným reaktantem unášeny; a přivádění výsledného plynného reaktantu neobsahujícího v podstatě pevné částice do uvedeného reaktoru přes dvě nebo více radiálních štěrbin spojujících uvedený reaktor «φφφ φφφφ1 Φ· φφ
    W0 01/07366 Α1 12 / j*’· · ’ Γ/ * ί ί.’* C 2534 φφφφ «« φφ φφφφ φφ φφφφ s uvedenou tlakovou komorou, čímž je způsobeno, že uvedený plynný reaktant je v něm stejnoměrně rozdělován.
  6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok zajišťující v uvedené tlakové komoře trubkové vedení vedoucí z vnitřku uvedeného ochranného krytu až do jedné z uvedených radiálních štěrbin, v důsledku čehož tlakový rozdíl mezi uvedeným ochranným krytem a uvedenou radiální štěrbinou způsobí, že uvedené pevné částice zachycené v uvedeném ochranném krytu jsou sneseny tímto trubkovým vedením do uvedeného reaktoru.
  7. 7. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že uvedeným plynným reaktantem je chlorid titaničitý a reakce prováděná v uvedeném trubkovém reaktoru je výroba oxidu titaničitého za vysokých teplot.
  8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že uvedený plynný chlorid titaničitý je předehříván na teplotu v rozsahu od 176,7 °C do 982,2 °C.
  9. 9. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že uvedený plynný chlorid titaničitý reaguje s kyslíkem předehřátým na teplotu v rozsahu od 537,8 °C do 982,2 °C.
  10. 10. Zdokonalení způsobu výroby oxidu titaničitého realizací chemické reakce vysokých průtočných množství plynného kyslíku a chloridu titaničitého obsahujících pevné částice v trubkovém reaktoru při tlaku nejméně 1407 kg/m2 a teplotě nejméně 1204,4 °C, vyznačující se tím, že se tato reakce provádí pří nízkém poklesu tlaku v reaktorovém zařízení a bez eroze způsobené pevnými částicemi unášenými nebo nabíranými plynným kyslíkem a chloridem titaničitým a zahrnuje následující kroky:
    víření uvedeného kyslíku v první kruhové tlakové komoře, za kterou následuje druhá tlaková komora o větším průměru; a přivádění uvedeného kyslíku do uvedeného reaktoru přes první sadu radiálních štěrbin spojujících uvedený reaktor s výstupním hrdlem uvedené druhé tlakové komory, čímž je způsobeno, že uvedený kyslík a pevné částice, které jsou jím unášeny, proudí do uvedeného reaktoru a jsou v něm stejnoměrně rozdělovány;
    víření uvedeného chloridu titaničitého ve třetí kruhové tlakové komoře, která zahrnuje ochranný kryt, který je v ní vytvořen k zachycování pevných částic unášených uvedeným plynným chloridem titaničitým; a přivádění výsledného plynného chloridu titaničitého neobsahujícího v podstatě žádné pevné částice do uvedeného reaktoru přes druhou sadu radiálních štěrbin spojujících uvedeWO 01/07366 A1 • · • ·· ·· ·· ·· • · · · · • · ♦ · · · ··«··· · · · · 9
    9 9 9 9 9 9 9 9 9
    9999 99 99 9999 ·· 9999 ný reaktor s uvedenou třetí tlakovou komorou, čímž je v něm uvedený plynný chlorid titaničitý stejnoměrně rozdělován.
  11. 11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok poskytující v uvedené třetí tlakové komoře trubkové vedení vedené ze vnitřku ochranného krytu do jedné z uvedené druhé sady radiálních štěrbin, čímž tlakový rozdíl mezi uvedeným ochranným krytem a uvedenou radiální štěrbinou způsobuje, že uvedené pevné částice zachycené v uvedeném ochranném krytu jsou unášeny uvedeným trubkovým potrubím do uvedeného reaktoru.
  12. 12. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že uvedený kyslík je předehříván na teplotu v rozsahu od 537,8 °C do 982,2 °C.
  13. 13. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že uvedený chlorid titaničitý je předehříván na teplotu v rozsahu od 176,7 °C do 982,2 °C.
  14. 14. Zdokonalené zařízení k přivádění plynného reaktantu o vysoké průtokové rychlosti obsahujícího nebo zachycujícího pevné částice do trubkového reaktoru obsahujícího:
    válcovou vstřikovací komoru plynného reaktantu mající uzavřený přední konec a zadní konec přizpůsobený tak, aby byl hermeticky spojen s horním koncem uvedeného trubkového reaktoru a mající kruhovitý otvor kolem svého obvodu;
    první kruhovou tlakovou komoru mající kruhovou vnější stěnu a nejméně jednu boční stranu hermeticky upevněnou k vnějšku vstřikovací komory plynného reaktantu, přičemž uvedená první tlaková komora má kruhový boční vývod a tangenciální přívodní hrdlo k přijímání proudu plynného reaktantu o vysokém průtokovém množství obsahujícího pevné částice a k víření uvedeného proudu;
    druhou kruhovou tlakovou komoru mající kruhovou vnější stěnu a strany a mající průměr větší než uvedená první tlaková komora, hermeticky připevněnou k vnějšku uvedené tlakové vstřikovací komory reaktantu, přičemž uvedená druhá tlaková komora má kruhový boční přívod hermeticky upevněný k uvedenému kruhovému bočnímu vývodu uvedené první tlakové komory;
    kruhová štěrbina vytvořená v uvedené druhé tlakové komoře přiléhající k její straně naproti uvedenému kruhovému bočnímu přívodu, přičemž uvedená kruhová štěrbina je hermeticky připevněna přes uvedený kruhový otvor v uvedené vstřikovací komoře plynného reaktantu a sahá až do blízkosti vnější stěny uvedené druhé tlakové komory; a větší počet lopatek pravidelně rozmístěných v uvedené kruhové štěrbině, aby se tak uvnitř této štěrbiny vytvořily dvě nebo více radiálních štěrbin.
    C2534 * 9
    WO 01/07366 A1
    9999
    999 9 •••9 99
    C2534
  15. 15. Zařízení podle nároku 14, vyznačující se tím, že dále obsahuje deflektor plynného reaktantů umístěný v uvedené válcové vstřikovací komoře plynného reaktantů sloužící v ní k usměrnění a rozdělení plynného reaktantů, takže tento proudí přes střed uvedeného trubkového reaktoru.
  16. 16.Zařízení podle nároku 14, vyznačující se tím, že uvedeným plynným reaktantem je zahřátý kyslík a reakce prováděná v uvedeném trubkovém reaktoru je výroba oxidu titaničitého.
  17. 17. Zařízení podle nároku 16, vyznačující se tím, že dále obsahuje první trubkové vedení, které je utěsněno a sahá do uvedené válcové vstřikovací komory plynného reaktantu a je umístěno souose s touto komorou a zavádí tam čisticí médium reaktoru.
  18. 18. Zařízení podle nároku 17, vyznačující se tím, že dále obsahuje druhé trubkové vedení, které je utěsněno a sahá do uvedené válcové vstřikovací komory plynného reaktantu a je umístěno souose s touto komorou a s uvedeným prvním trubkovým vedením a zavádí tam pomocné palivo.
  19. 19. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že dále obsahuje alespoň jeden chladící plášť, který je hermeticky upevněn zvenku na uvedenou vstřikovací komoru plynného reaktantů.
  20. 20. Zařízení podle nároku 19, vyznačující se tím, že dále obsahuje ochranný štít proti teplu umístěný v uvedené válcové vstřikovací komoře plynného reaktantů mezi uvedeným kruhovým otvorem v této komoře a jejím uvedeným uzavřeným předním koncem.
  21. 21. Zdokonalené zařízení k přivádění plynného reaktantů o vysokém průtočném množství, který obsahuje nebo zachycuje pevné částice, do trubkového reaktoru, vyznačující se tím, že obsahuje:
    válcovou vstřikovací komoru plynného reaktantů, mající přední konec a zadní konec upravený tak, aby byl hermeticky připojen k hornímu konci uvedeného trubkového reaktoru a mající uvnitř vytvořený kruhový otvor kolem jeho obvodu, přičemž uvedený kruhový otvor má větší počet pravidelně rozmístěných lopatek, aby se tak v něm vytvořily dvě nebo více radiálních štěrbin; a kruhovou tlakovou komoru mající vnější stěnu a strany hermeticky připojené zvenku k uvedené vstřikovací komoře plynného reaktantů nad uvedeným kruhovým otvorem, mající tangenciální přívod sloužící k přivádění proudu uvedeného plynného reaktantů o vysoké
    WO 01/07366 A1 • Φ »· φφ φφ φφ »·
    Φ · φ Φ Φ Φ · · φ Φ ο · φφφ φφ φ φ φ φ
    C2534 φφφ φφφ φφφ φφφφ φφ φφ φφ’φφ φφ φφφφ průtočné rychlosti obsahujícího pevné částice a k víření uvedeného plynného reaktantu v uvedené tlakové komoře, přičemž uvedená kruhová tlaková komora rovněž zahrnuje tangenciální ochranný kryt, který je v ní vytvořen směrem po proudu od tangenciálního přívodu a slouží k zachycování uvedených pevných částic obsažených v uvedeném plynném reaktantu.
  22. 22. Zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že dále obsahuje trubkové vedení upevněné uvnitř uvedené tlakové komory mající jeden konec, který sahá do uvedeného ochranného krytu a druhý konec, který sahá do jedné z uvedených radiálních štěrbin v uvedené válcové vstřikovací komoře plynného reaktantu.
  23. 23. Zařízení podle nároku 21, vyznačující se tím, že uvedeným plynným reaktantem je zahřátý plynný oxid titaničitý a reakce prováděná v uvedeném trubkovém reaktoru je výroba oxidu titaničitého za vysokých teplot.
  24. 24. Zařízení podle nároku 23, vyznačující se tím, že dále obsahuje vnitřní vyložení zhotovené z materiálu odolného proti korozi umístěné v uvedené kruhové tlakové komoře.
  25. 25. Zařízení podle nároku 23, vyznačující se tím, že uvedený kruhový otvor v uvedené válcové vstřikovací komoře plynného reaktantu a uvedené radiální štěrbiny, které jsou v ní vytvořeny, jsou zešikmeny směrem k jejímu uvedenému zadního konci.
  26. 26. Zdokonalené zařízení k přivádění vysokých průtokových množství kyslíku a plynného chloridu titaničitého, která obsahují nebo zachycují pevné částice, do trubkového reaktoru vyznačující se tím, že obsahuje:
    válcovou vstřikovací komoru kyslíku, mající uzavřený přední konec a zadní konec a mající kruhový otvor kolem svého obvodu;
    první kruhovou tlakovou komoru mající kruhovou vnější stěnu a nejméně jednu boční stranu hermeticky upevněnou k vnějšku vstřikovací komory kyslíku, přičemž uvedená první tlaková komora má kruhový boční vývod a tangenciální přívodní hrdlo k přijímání proudu zahřátého kyslíku obsahujícího pevné částice a k víření uvedeného proudu;
    druhou kruhovou tlakovou komoru mající vnější stěnu a strany a mající větší průměr než je průměr uvedené první tlakové komory hermeticky upevněnou k vnějšku uvedené vstřikovací komory kyslíku, přičemž uvedená druhá tlaková komora má kruhový boční přívod hermeticky připevněný k prvnímu uvedeného kruhovému bočnímu vývodu uvedené první tlakové komory;
    WO 01/07366 A1 ·· «V »· *· ·♦ »· • · · * · * · · ···· ··· 4« · 1 9 «
    111111 1111 1
    111 »11 ··· ···· ·· ·» «··· 11 1111
    C2534 kruhovou štěrbinu vytvořenou v uvedené druhé tlakové komoře přiléhající k jejímu boku naproti jejímu uvedenému kruhovému bočnímu přívodu, přičemž je uvedená kruhová štěrbina hermeticky upevněna na uvedený kruhový otvor v uvedené válcové vstřikovací komoře kyslíku a sahá do blízkosti vnější stěny uvedené druhé válcové komory;
    větší počet pravidelně rozmístěných lopatek upevněných v uvedené kruhové štěrbině, aby se v ní takto vytvořily dvě nebo více radiálních štěrbin;
    válcovou vstřikovací komoru plynného chloridu titaničitého mající přední konec hermeticky připojený k uvedenému zadnímu konci uvedené válcové vstřikovací komory kyslíku a zadní konec připojený k hornímu konci uvedeného trubkového reaktoru a mající uvnitř vytvořený kruhový otvor kolem jeho obvodu, přičemž uvedená kruhová štěrbina má v sobě větší počet pravidelně rozmístěných lopatek, aby se tak v ní vytvořily dvě nebo více radiálních štěrbin; a třetí kruhovou tlakovou komoru mající vnější stěnu a strany hermeticky připojeny zvnějšku na uvedenou vstřikovací komoru plynného chloridu titaničitého, mající tangenciální přívod na proud o vysokém průtokovém množství zahřátého plynného chloridu titaničitého obsahujícího pevné částice a způsobující, že uvedený plynný chlorid titaničitý v uvedené tlakové komoře víří, přičemž uvedená třetí kruhová tlaková komora rovněž zahrnuje tangenciální ochranný kryt, který je vytvořen pod uvedeným tangenciálním přívodem k zachycování pevných částic unášených uvedeným plynným chloridem titaničitým.
  27. 27. Zařízení podle nároku 26, vyznačující se tím, že dále obsahuje trubkové vedení upevněné uvnitř uvedené tlakové komory mající jeden konec, který vede do uvedeného ochranného krytu a druhý konec, který vede do jedné z uvedených radiálních štěrbin v uvedené válcové vstřikovací komoře plynného chloridu titaničitého.
  28. 28. Zařízení podle nároku 26, vyznačující se tím, že dále obsahuje deflektor kyslíku umístěný v uvedené válcové vstřikovací komoře kyslíku sloužící v ní k rozdělení a usměrnění uvedeného kyslíku, takže tento proudí přes střed uvedeného trubkového reaktoru.
  29. 29. Zařízení podle nároku 26, vyznačující se tím, že dále obsahuje první trubkové vedení, které je utěsněno a vede do uvedené válcové vstřikovací komory kyslíku a je umístěno souose s touto komorou a zavádí tam čisticí médium reaktoru.
  30. 30. Zařízení podle nároku 29, vyznačující se tím, že dále obsahuje druhé trubkové vedení, které je utěsněno a vede do uvedené válcové vstřikovací komory kyslíku a je
    WO 01/07366 A1 «« ·« ·Φ ·· *· • ·· · · · « β · » · «' ··« · · · ♦ · · ····»· · φ · · * • · W Φ · · · Φ · • ΦΦΦ φφ φφ ·»·» 9· ····
    C2534 umístěno souose s touto komorou a s uvedeným prvním trubkovým vedením a zavádí tam pomocné palivo.
  31. 31. Zařízení podle nároku 30, vyznačující se tím, že dále obsahuje ochranný štít proti teplu umístěný v uvedené válcové vstřikovací komoře kyslíku mezi uvedeným kruhovým otvorem v této komoře a jejím uvedeným předním koncem.
  32. 32. Zařízení podle nároku 26, vyznačující se tím, že dále obsahuje vnitřní vyložení zhotovené z materiálu odolného proti korozi a umístěné v uvedené třetí kruhové tlakové komoře.
  33. 33. Zařízení podle nároku 32, vyznačující se tím, že uvedená kruhová štěrbina a uvedené radiální štěrbiny v uvedené válcové vstřikovací komoře plynného chloridu titaničitého jsou zešikmeny směrem k uvedenému zadního konci uvedené vstřikovací komory.
CZ2002304A 1999-07-27 2000-07-26 Způsob reakce plynných reaktantů obsahujících pevné části a zařízení pro provádění tohoto způsobu CZ2002304A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/361,003 US6350427B1 (en) 1999-07-27 1999-07-27 Processes for reacting gaseous reactants containing solid particles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2002304A3 true CZ2002304A3 (cs) 2002-08-14

Family

ID=23420257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2002304A CZ2002304A3 (cs) 1999-07-27 2000-07-26 Způsob reakce plynných reaktantů obsahujících pevné části a zařízení pro provádění tohoto způsobu

Country Status (20)

Country Link
US (2) US6350427B1 (cs)
EP (1) EP1228002B1 (cs)
JP (1) JP2003505239A (cs)
KR (1) KR20020047095A (cs)
CN (1) CN1245333C (cs)
AT (1) ATE497485T1 (cs)
AU (1) AU756041B2 (cs)
BR (1) BR0012788A (cs)
CA (1) CA2391311A1 (cs)
CZ (1) CZ2002304A3 (cs)
DE (1) DE60045599D1 (cs)
MX (1) MXPA02000904A (cs)
MY (1) MY133725A (cs)
NO (1) NO20020395L (cs)
PL (1) PL191585B1 (cs)
RU (1) RU2217379C2 (cs)
SA (1) SA00210525B1 (cs)
UA (1) UA69479C2 (cs)
WO (1) WO2001007366A1 (cs)
ZA (1) ZA200200735B (cs)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6589868B2 (en) * 2001-02-08 2003-07-08 Applied Materials, Inc. Si seasoning to reduce particles, extend clean frequency, block mobile ions and increase chamber throughput
KR20050092702A (ko) * 2002-12-16 2005-09-22 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 철 염화물로부터 염소를 회수하기 위한 방법 및 관형반응기
US6962434B2 (en) * 2003-09-25 2005-11-08 Kerr-Mcgee Chemical, Llc Liner wear detection
US7108838B2 (en) * 2003-10-30 2006-09-19 Conocophillips Company Feed mixer for a partial oxidation reactor
US20050201927A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-15 Flynn Harry E. Process for improving raw pigment grindability
US20050220702A1 (en) * 2004-04-02 2005-10-06 Martin Robert O High flow rate gaseous reactant supply
CA2512313A1 (en) * 2004-07-20 2006-01-20 E.I. Dupont De Nemours And Company Apparatus for making metal oxide nanopowder
US7708975B2 (en) * 2004-07-20 2010-05-04 E.I. Du Pont De Nemours And Company Process for making metal oxide nanoparticles
CN101175696B (zh) * 2005-05-20 2012-08-29 特诺有限公司 流体混合设备和方法
US7476378B2 (en) * 2005-10-27 2009-01-13 E.I. Dupont Denemours & Company Process for producing titanium dioxide
US20080053336A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-06 Tronox Llc Aqueous coating compositions with improved tint strength and gloss properties, comprising pigments surface-treated with certain organosilicon compounds
US7250080B1 (en) 2006-09-06 2007-07-31 Tronox Llc Process for the manufacture of organosilicon compound-treated pigments
US7238231B1 (en) 2006-11-16 2007-07-03 Tronox Llc Process for manufacturing zirconia-treated titanium dioxide pigments
DE102007048553A1 (de) * 2006-12-20 2008-06-26 Kronos International, Inc. Verfahren zur Herstellung von Titandioxid durch Oxidation von Titantetrachlorid
US20080274040A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-06 Tronox Llc Injector assembly, chemical reactor and chemical process
US8075696B2 (en) * 2007-06-13 2011-12-13 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Method of recovering heat transfer in reactor and regenerator effluent coolers
US9353266B2 (en) 2013-03-15 2016-05-31 Tronox Llc Process for manufacturing titanium dioxide pigments using ultrasonication
US9315615B2 (en) 2013-03-15 2016-04-19 Tronox Llc Titanium dioxide pigment and manufacturing method
US10125219B2 (en) 2014-10-30 2018-11-13 Tronox Llc Titanium dioxide pigment and manufacturing method
US9745405B2 (en) 2015-04-20 2017-08-29 Tronox Llc Polymer, polymer modified titanium dioxide pigment, and method of forming a pigmented paint formulation
CN107128972B (zh) * 2017-06-30 2018-12-28 攀钢集团研究院有限公司 一种用于钛白粉的生产系统
US11517831B2 (en) * 2019-06-25 2022-12-06 George Andrew Rabroker Abatement system for pyrophoric chemicals and method of use

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3120427A (en) * 1960-11-01 1964-02-04 Thann Fab Prod Chem Preparation of titanium dioxide
GB1092883A (en) 1963-06-10 1967-11-29 Laporte Titanium Ltd Improvements in and relating to the manufacture of oxides
US3467498A (en) * 1964-04-20 1969-09-16 Ppg Industries Inc Method for uniform gas distribution in process for producing pigmentary metal oxide
GB1171113A (en) * 1965-10-19 1969-11-19 Laporte Titanium Ltd Improvements in and relating to the Manufacture of Titanium Dioxide.
DE1592529B2 (de) 1967-06-03 1971-09-02 Titangesellschaft mbH, 5090 Leverku sen Verfahren zur herstellung eines rutil pigmentes durch umsetzung von titantetrachlorid mit sauerstoff in einem heissen gasgemisch
US3647377A (en) 1968-08-29 1972-03-07 Titan Gmbh Process for the manufacture of fine particle size titanium dioxide by reacting titanium tetrachloride with oxygen
BE755089A (fr) * 1969-08-20 1971-02-22 Montedison Spa Reacteur et procede pour la fabrication de dioxyde de titane dequalite pigmentaire
US3764667A (en) * 1970-05-11 1973-10-09 Montedison Spa Process for producing pigment-quality titanium dioxide
BE792503A (fr) * 1971-12-10 1973-06-08 Montedison Spa Procede de preparation d'un bioxyde de titane d'une taille de particules controlee
US4053577A (en) 1972-02-18 1977-10-11 Tioxide Group Limited Process for the gaseous phase production of metal oxide particles
US4012201A (en) 1973-03-22 1977-03-15 Tioxide Group Limited Reactor
US3966892A (en) * 1974-11-13 1976-06-29 Nippon Mining Co., Ltd. Process for producing titanium dioxide
US4274942A (en) * 1979-04-04 1981-06-23 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Control of emissions in FCC regenerator flue gas
US4803056A (en) * 1983-07-22 1989-02-07 Kerr-Mcgee Chemical Corporation System for increasing the capacity of a titanium dioxide producing process
US4865820A (en) * 1987-08-14 1989-09-12 Davy Mckee Corporation Gas mixer and distributor for reactor
ES2035498T3 (es) * 1989-11-13 1993-04-16 Kronos Titan-Gesellschaft Mbh Procedimiento y dispositivo para la preparacion de dioxido de titanio.
CA2136298A1 (en) * 1993-11-23 1995-05-24 Vernon D. Gebben Method and apparatus for enhancing production of tio2
US5723041A (en) * 1994-10-10 1998-03-03 Amoco Corporation Process and apparatus for promoting annularly uniform flow
US5749937A (en) * 1995-03-14 1998-05-12 Lockheed Idaho Technologies Company Fast quench reactor and method
DE19514663A1 (de) 1995-04-20 1996-10-24 Kronos Titan Gmbh Metallchloridgenerator
US5989502A (en) * 1996-06-04 1999-11-23 Fluor Corporation Reactor distribution apparatus and quench zone mixing apparatus
US5840112A (en) * 1996-07-25 1998-11-24 Kerr Mcgee Chemical Corporation Method and apparatus for producing titanium dioxide

Also Published As

Publication number Publication date
RU2217379C2 (ru) 2003-11-27
AU6608800A (en) 2001-02-13
AU756041B2 (en) 2003-01-02
DE60045599D1 (de) 2011-03-17
SA00210525B1 (ar) 2006-12-17
EP1228002B1 (en) 2011-02-02
ATE497485T1 (de) 2011-02-15
CN1245333C (zh) 2006-03-15
NO20020395L (no) 2002-03-22
WO2001007366A1 (en) 2001-02-01
US6350427B1 (en) 2002-02-26
JP2003505239A (ja) 2003-02-12
CN1364143A (zh) 2002-08-14
PL356665A1 (en) 2004-06-28
NO20020395D0 (no) 2002-01-25
US20010021360A1 (en) 2001-09-13
KR20020047095A (ko) 2002-06-21
EP1228002A4 (en) 2004-03-10
MY133725A (en) 2007-11-30
BR0012788A (pt) 2002-07-23
EP1228002A1 (en) 2002-08-07
CA2391311A1 (en) 2001-02-01
MXPA02000904A (es) 2003-09-22
PL191585B1 (pl) 2006-06-30
ZA200200735B (en) 2003-03-26
US6835361B2 (en) 2004-12-28
UA69479C2 (uk) 2004-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2002304A3 (cs) Způsob reakce plynných reaktantů obsahujících pevné části a zařízení pro provádění tohoto způsobu
US5931985A (en) Process and device for blowing oxygen-containing gas with and without solid material on a metal melt in a metallurgical vessel
US4665842A (en) Apparatus for producing ignitable solids-gas suspensions
FI88517B (fi) Saett och anordning foer inmatning av reaktionsaemnen i en smaeltugn
JPS6257379B2 (cs)
US5217703A (en) Method of manufacture of iron oxide particles
US4857076A (en) Annular nozzle
CA1288949C (en) Annular nozzle and process for its use
EP1497472A1 (en) Injection of solids into liquids by means of a shrouded supersonic gas jet
US6719952B1 (en) Fluidized bed reaction design
US4259310A (en) Process for the manufacture of titanium disulfide
US4144051A (en) Process for thermally treating solids with high-oxygen gases, especially for pyrometallurgical applications
SK283453B6 (sk) Taviaci generátor na výrobu roztaveného kovu a zariadenie na výrobu roztaveného kovu obsahujúce taký taviaci generátor
TWI329531B (en) Device for introducing gas into a fluidized bed, and process therefor
JP7297108B2 (ja) 液体シリコンを製造するための装置及び方法
US4880605A (en) Gas dispersion shroud for high temperature processing of powders
SU816533A1 (ru) Струйный аппарат дл загрузкиМАТЕРиАлОВ
JPH0649911B2 (ja) 金属化合物粒子分散金属複合材料の製造方法及び装置
JPS6383579A (ja) 流動層式か焼装置
JPH01176440A (ja) 化合物粉末の気相合成装置
SK41199A3 (en) Method for blowing fine particles containing metal oxide into a reducing gas
SE428862B (sv) Uhf-plasmatron
JPH0649910B2 (ja) 金属化合物粒子分散金属複合材料の製造方法及び装置